Cách đo và phân tích xung Gate IGBT trong biến tần Solar
(Không có xung – xung yếu – xung sai pha: bắt bệnh thế nào cho đúng?)
1. Vì sao phải đo xung Gate khi sửa inverter?
Trong biến tần solar / inverter hybrid, nếu:
- Có DC Bus 300–380V
- Máy không ra AC 220V
- Hoặc ra rồi sập
- Hoặc IGBT nóng bất thường
👉 80% trường hợp nguyên nhân nằm ở khối điều khiển xung Gate.
Rất nhiều thợ:
- Đo DC Bus thấy đủ → thay IGBT
- Thay xong vẫn không chạy
- Lại thay driver
- Cuối cùng… bỏ máy
Nguyên nhân thật sự: Không đo xung bằng oscilloscope trước khi thay linh kiện.
2. Nguyên lý cơ bản của xung Gate trong inverter
Một biến tần H-Bridge chuẩn có:
- 4 IGBT (hoặc 6 với 3 pha)
- Mỗi cặp trên – dưới phải:
- Mở luân phiên
- Có deadtime
- Không được mở chồng
Điện áp Gate chuẩn
| Loại | Điện áp mở | Điện áp tắt |
|---|---|---|
| IGBT thường | +12V → +15V | 0V hoặc -5V |
| MOSFET | +10V → +12V | 0V |
Nếu:
- Gate chỉ lên 5V → IGBT mở không hết
- Gate lên 8V → chạy yếu, nóng
- Gate không có xung → không ra AC
3. Dụng cụ bắt buộc
Để sửa inverter đúng nghĩa chuyên nghiệp:
- Oscilloscope ≥ 50MHz
- Probe x10
- Biến áp cách ly (nếu cần)
- Đồng hồ số tốt
⚠️ Không dùng đồng hồ số để kết luận “có xung”.
4. Cách đo xung Gate đúng kỹ thuật
BƯỚC 1: Đặt mass đúng điểm
Mass của oscilloscope phải đặt:
- Về emitter IGBT tương ứng
- Không đặt lung tung về mass nguồn
Nếu đặt sai:
- Dạng sóng méo
- Có thể cháy máy đo
BƯỚC 2: Kiểm tra biên độ xung
Dạng sóng chuẩn:
- Vuông
- Biên độ 12–15V
- Tần số PWM 15–25kHz (tùy máy)
- Có deadtime rõ ràng
Nếu thấy:
- Chỉ 4–6V → driver yếu
- Méo đầu xung → tụ bootstrap khô
- Xung không đều → nguồn driver sụt
BƯỚC 3: So sánh hai nhánh trên – dưới
Quan sát:
- Không được trùng pha
- Phải có khoảng nghỉ (deadtime)
Nếu hai xung chồng nhau:
👉 Sẽ gây shoot-through
👉 IGBT nổ ngay
5. Các lỗi xung Gate thường gặp
LỖI 1: Không có xung hoàn toàn
Nguyên nhân:
- CPU không cho chạy
- IC SG3525 / EG8010 hỏng
- Driver chết nguồn VCC
- Opto cách ly hỏng
Kiểm tra:
- Có xung ở chân PWM chưa?
- Có VCC driver chưa?
LỖI 2: Xung rất yếu (3–6V)
Nguyên nhân:
- Nguồn driver 15V sụt
- Tụ lọc nguồn khô
- Diode bootstrap rò
- Driver quá nhiệt
Biểu hiện:
- IGBT nóng
- Máy có tiếng kêu lạ
- Ra AC méo
LỖI 3: Xung bị méo đầu
Nguyên nhân:
- Tụ bootstrap mất điện dung
- Điện trở gate sai trị số
- Layout đường mạch nhiễu
Hậu quả:
- IGBT đóng không dứt khoát
- Hao tổn công suất
- Nóng cực nhanh
LỖI 4: Xung mất 1 nhánh
Ví dụ:
- Nhánh high side có xung
- Nhánh low side không có
Nguyên nhân:
- Driver chết 1 kênh
- Opto chết 1 kênh
- Đứt đường mạch
6. Ca thực tế: inverter 5kW chạy acquy OK, có PV là lỗi
Hiện tượng:
- DC Bus 360V
- Có xung Gate
- Nhưng khi cấp PV → IGBT kêu
Đo oscilloscope thấy:
- Khi chỉ dùng acquy → xung đẹp
- Khi có PV → biên độ giảm còn 7V
Nguyên nhân:
- Nguồn 15V driver lấy từ mạch phụ
- Khi PV vào, mạch PFC hút dòng
- Nguồn phụ sụt áp
Giải pháp:
- Thay tụ lọc nguồn phụ
- Gia cố nguồn driver
Máy chạy ổn định lại.
7. Lưu ý an toàn khi đo xung Gate
DC Bus có thể:
- 320V
- 380V
- 420V (khi PV cao)
⚠️ Không đo khi:
- Không hiểu rõ mass reference
- Không có cách ly
- Probe kém chất lượng
Một lần chập mass là:
- Nổ IGBT
- Cháy driver
- Hỏng cả board
8. Khi nào nên thay IGBT?
Chỉ thay khi:
- Đo chập CE
- Rò rỉ bất thường
- Nổ thực sự
KHÔNG thay khi:
- Chưa đo xung
- Chưa kiểm tra driver
- Chưa kiểm tra nguồn phụ
👉 60% IGBT bị thay oan.
9. Mẹo chuyên sâu cho thợ
Nếu nghi CPU không cho chạy:
- Giả lập tín hiệu hồi tiếp AC
- Kiểm tra chân Enable
- Xem tín hiệu Protect có đang kéo xuống không
Nhiều khi không phải driver hỏng,
Mà CPU đang tự bảo vệ.
Không có oscilloscope, sửa inverter giống như sửa xe mà bịt mắt.
Không đo xung Gate, mọi thay thế đều là đánh bạc.
Sửa inverter chuyên nghiệp không phải thay linh kiện nhiều,
mà là đo đúng – hiểu đúng – thay đúng.
