Jak przygotować się do badań elementów półprzewodnikowych

Próbując diagnozować elementy półprzewodnikowe urządzenia energoelektronicznego, musimy zachować szczególną ostrożność. Trzeba pamiętać, że otwarcie obudowy oznacza w praktyce utratę gwarancji, więc działania takie podejmuje się na ogół w przypadku starych i już niefunkcjonujących urządzeń, które najprawdopodobniej trafią do utylizacji, jeśli nie uda się ich w prosty sposób naprawić.

Jak przygotować się do badań elementów półprzewodnikowych

Próbując diagnozować elementy półprzewodnikowe urządzenia energoelektronicznego, musimy zachować szczególną ostrożność. Trzeba pamiętać, że otwarcie obudowy oznacza w praktyce utratę gwarancji, więc działania takie podejmuje się na ogół w przypadku starych i już niefunkcjonujących urządzeń, które najprawdopodobniej trafią do utylizacji, jeśli nie uda się ich w prosty sposób naprawić.

Jeśli zdecydujemy się na samodzielne zbadanie tranzystora, to należy nie tylko upewnić się, że urządzenie jest odłączone od źródła napięcia, ale także, iż jego wewnętrzne zasobniki energii (jak kondensatory czy akumulatory) są rozładowane i nie stanowią zagrożenia. Odłączenie urządzenia powinno odbywać się za pomocą widocznej przerwy w obwodzie, a sprawdzenie nieobecności napięcia przy użyciu certyfikowanych wskaźników napięcia. Bardzo, ale to bardzo często, uszkodzenia w przekształtnikach energoelektronicznych są widoczne gołym okiem. Oględziny mogą się okazać wystarczające do znalezienia głównej przyczyny awarii, ale warto jest wesprzeć się sprawdzeniem innych elementów półprzewodnikowych i pasywnych w urządzeniu. Pozwoli to upewnić się, że one też nie uległy uszkodzeniu.

Czasami w trakcie oględzin uszkodzenie rzuca się od razu w oczy ze względu na uszkodzenie obudowy, całkowite odpadnięcie jakiejś części czy osmolenia. Szczególnie w przypadku tych ostatnich należy być bardzo uważnym przy wymianie części uszkodzonych, gdyż węgiel wytwarzający się podczas takiego uszkodzenia jest przewodzący i nieumiejętne wyczyszczenie go za pomocą np. szybko parujących alkoholi może doprowadzić do kolejnych uszkodzeń. Gdy do uszkodzenia doszło także w płytce PCB, najlepiej jest zaniechać naprawy, jeśli nie ma możliwości wymiany całej płytki. Czasami uszkodzenia elementów są niewidoczne podczas wizualnej inspekcji nawet przy użyciu urządzeń optycznych. W takich sytuacjach robi się właśnie pomiary.

Same pomiary mogą być bardzo proste do wykonania, jeśli przyrządy półprzewodnikowe są w obudowach odkręcanych lub wciskanych, czyli tzw. press fit − i to też pod warunkiem że odłączenie ich od pozostałych części układu i/lub układów chłodzących jest łatwe. Jeśli urządzenia półprzewodnikowe są wlutowane lub zabudowane mechanicznie w sposób skomplikowany, pomiary mogą być bardzo trudne do wykonania. Związane jest to z faktem, że będą wykonywane, gdy półprzewodniki nadal są wbudowane w całą złożoną strukturę energoelektroniczną, która może mieć potężny wpływ na wynik pomiaru. Należy wziąć pod uwagę, prowadząc oględziny, że pomiar niekiedy  okaże się po prostu bardzo trudny.

Autor: dr inż. Łukasz Rosłaniec, specjalista w zakresie jakości energii elektrycznej, a także energoelektroniki