功率半導(dǎo)�模塊就是按一定功�、模式的組合�,功�半導(dǎo)體模�是大功率電子電力器件按一定的功能組合再灌封成一�。功率半�(dǎo)體模塊可根據(jù)封裝的元器件的不同實(shí)�(xiàn)不同功能,功率半�(dǎo)體模塊配用風(fēng)冷散熱可��(fēng)冷模�,配用水冷散熱可作水冷模塊等�
功率半導(dǎo)體器件以功率金屬氧化物半�(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體�(功率MOSFET,常簡寫為功率MOS)、絕緣柵雙極晶體�(IGBT)以及功率集成電路(power IC,常簡寫為PIC)為主。這些器件或集成電路能在很高的頻率下工�,而電路在高頻工作�(shí)能更節(jié)�、節(jié)�,能大幅減少�(shè)備體積和重量。尤其是集成度很高的單片片上功率系統(tǒng)(power system on a chip,簡寫PSOC),它能把傳感器件與電�、信�(hào)處理電路、接口電�、功率器件和電路等集成在一�(gè)硅芯片上,使其具有按照負(fù)載要求精密調(diào)節(jié)輸出和按照過�、過�、過流等情況自我�(jìn)行保�(hù)的智能功�。國際專家把它的�(fā)展喻為第二次電子�(xué)革命�
1、高壓晶閘管
2、用于未來能量轉(zhuǎn)換中的IGBT和快速開�(guān)二極�
3、采用超�(jí)�(jié)技�(shù)的超高速開�(guān)器件
4、應(yīng)用于高功率電源的SiC元件
功率電子模塊的集成度
半導(dǎo)體模塊之間的差異,不僅僅體現(xiàn)在連接技�(shù)方面。另一�(gè)差別因素是附加有源和無源器件的集成度。根�(jù)集成度不�,可分為以下幾類:標(biāo)�(zhǔn)模塊,智能功率模塊(IPM�,(集成)子系統(tǒng)。在IPM被廣泛使用(尤其在亞洲地區(qū))的同時(shí),集成子系統(tǒng)的使用只剛剛起步�
1、智能功率模塊(IPMs�
智能功率模塊的特�(diǎn)在于除了功率半導(dǎo)體器件外,還有驅(qū)�(dòng)電路。許多IPM模塊也配備了溫度傳感器和電流平衡電路或用于電流測(cè)量的分流電阻。通常智能功率模塊也集成了額外保護(hù)和監(jiān)�(cè)功能,如過電流和短路保護(hù),驅(qū)�(dòng)器電源電壓控制和直流母線電壓�(cè)量等�
然�,大部分智能功率模塊沒有�(duì)功率�(cè)的信�(hào)輸入�(jìn)行電氣隔雀只有極少數(shù)的IPM包含了一�(gè)集成光�。另一種隔離方案是采用變壓� �(jìn)行隔雀�
通常,小�(guī)模的IPM的特�(diǎn)在于其引線框架技�(shù)。穿孔銅板用作功率開�(guān)和驅(qū)�(dòng)IC的載�。通過一層薄薄的塑料或絕緣金屬板�(jìn)行散��
用于中高功率�(yīng)用的IPM模塊的設(shè)�(jì)特點(diǎn)是將模塊分為兩�(gè)層次。功率半�(dǎo)體在底部,驅(qū)�(dòng)器和保護(hù)電路在上部。本�(lǐng)域內(nèi)名氣的IPM是賽米控的SKiiP?,已面市超過�10年。這種無底板IPM系列�(chǎn)品的額定電流�2400A,包括一�(gè)�(qū)�(dòng)器和保護(hù)功能,加上電流傳感器、電氣隔離和電源。這些模塊裝在�(fēng)冷或水冷冷卻器上,并在供貨前�(jìn)行全面的�(cè)��
一�(gè)有趣的趨�(shì)是將�(biāo)�(zhǔn)模塊升級(jí)為IPM??芍苯踊蚴褂脦?qū)�(dòng)電路(通過彈簧連接)的適配器板來�(jìn)行升�(jí)。賽米控的SKYPERTM�(qū)�(dòng)器是這方面理想的�(chǎn)��
2、集成子系統(tǒng)
所有這些IPM的共同點(diǎn)是真�(shí)的“智能�,即將設(shè)定點(diǎn)值轉(zhuǎn)換成�(qū)�(dòng)脈沖序列的控制器不包含在模塊�。賽米控�250kW以下�(zhuǎn)換器用集成子系統(tǒng)的核心制造商。SKAITM模塊也是IPM,其特點(diǎn)是集成了DSP控制器,除脈寬調(diào)制外,還可�(jìn)行其它通信任務(wù)。這些子系�(tǒng)也包含集成直流環(huán)節(jié)電容�,一�(gè)輔助電源,精密電流傳感器和一�(gè)液體冷卻器��
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