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IPM模塊
閱讀�29609時間�2011-06-09 10:57:01

  IPM模塊是集外圍電路�(nèi)置于一�功率模塊的器�,IPM以其高可靠�,使用方便贏得越來越大的市場,尤其適合于�(qū)�電機變頻�和各種逆變電源,是變頻�(diào)速,冶金機械,電力牽�,伺服驅(qū)�,變頻家電的一種非常理想的電力電子器件IPM 使用戶產(chǎn)品的體積減小,縮短上市時�,簡化開�(fā)步驟�

�(jié)�(gòu)形式

  IPM 模塊有四種封裝形式:單管封裝,雙管封�,六管封裝和七管封裝。以下是幾種典型參照��

IPM模塊的結(jié)構(gòu)形式

�(yōu)�

  智能功率模塊 IPM(Intelligent Powr Module)不僅把功率開關(guān)器件和驅(qū)動電路集成在一�,而且還內(nèi)藏有過電壓,過電流和過熱等故障檢測電�,并可將檢測信號送到 CPU� DSP 作中斷處理。它由高速低工耗的管芯和優(yōu)化的門級驅(qū)動電路以及快速保護電路構(gòu)�� 即使�(fā)生負載事故或使用不當� 也可� IPM自身不受損壞� IPM一般使� IGBT作為功率開關(guān)元件,并�(nèi)藏電流傳感器及驅(qū)動電路的集成�(jié)�(gòu)�

  1�  開關(guān)速度�。IPM �(nèi)� IGBT芯片都選用高速型,而且�(qū)動電路緊� IGBT芯片,驅(qū)動延時小,所� IPM 開關(guān)速度快,損耗小�

  2�  低功耗。IPM �(nèi)部的 IGBT 導通壓降低,開�(guān)速度�,故 IPM 功耗小�

  3�  快速的過流保護。IPM 實時檢測 IGBT 電流,當�(fā)生嚴重過載或直接短路時,IGBT將被軟關(guān)�,同時送出一個故障信��

  4�  過熱保護。在靠近 IGBT 的絕緣基板上安裝了一個溫度傳感器,當基板過熱�,IPM�(nèi)部控制電路將截止柵級�(qū)�,不響應輸入控制信號�

  5�  橋臂對管互鎖。在串聯(lián)的橋臂上,上下橋臂的�(qū)動信號互鎖。有效防止上下臂同時導��

  6�  抗干擾能力強。優(yōu)化的門級驅(qū)動與 IGBT 集成,布局合理,無外部�(qū)動線�

  7�  �(qū)動電源欠壓保�。當?shù)陀�?qū)動控制電源(一般為 15V)就會造成�(qū)動能力不夠,增加導通損�。IPM自動檢測�(qū)動電�,當?shù)陀谝欢ㄖ党^ 10?s�,將截止�(qū)動信號�

  8�  IPM  �(nèi)藏相�(guān)的外圍電�。縮短開�(fā)時間,加快產(chǎn)品上��

  9�  無須采取防靜電措��

  10�  大大減少了元件數(shù)�。體積相應小�

參數(shù)

  IPM 的數(shù)�(jù)手冊分為三個部分:

  額定值(在任何情況下都不能超過的極限值)- maximum ratings

  電氣特�,熱特性和機械特性(供技�(shù)人員�(shè)計時參考)-  characteristics(electrical, thermal,mechanical�

  推薦工作條件(適用于大多應用�- recommended operating conditions

  逆變部分

  符號 參數(shù) 定義

  VCC  供電電壓 加于 P-N 之間的直流母線電�

  VCC (pp�   供電電壓峰� 加于 P-N 之間的允許開�(guān)浪涌

  VCES  集電�-�(fā)射極電壓  �(guān)斷時集電極到�(fā)射極允許峰值電�

  ±IC  集電極電�  TC=25℃時,允許集電極� FWD 直流電流

  ±ICP  集電極電流峰�  TC=25℃時,允許集電極� FWD峰值電�

  PC  集電極功�  TC=25℃時,每一個開�(guān) IGBT 的允許功�

  Tj  �(jié)� 工作�,IGBT �(jié)溫的允許范圍

  制動部分

  VR(DC�   FWD 反向電壓 �(xù)流二極管允許方向電壓

  IF  FWD 正向電壓  TC=25℃時,續(xù)流二極管允許直流電流

  VD  供電電壓 允許控制電壓

  VCIN  輸入電壓 輸入� 1 和地(C)之間允許電�

  VFO  故障輸出電壓  FO和地之間允許電壓

  IFO  故障輸出電流  FO的允許電�

  總系�(tǒng)

  VCC(PROT�   受OC和SC保護的供電電�  � OC � SC 保護�,P-N 之間的允許母線電�

  TC  模塊外殼的工作溫�  基板允許殼溫

  Tstg  存儲溫度 不加電壓電流時保存溫�

  viso  絕緣耐壓 基板和模塊端子之間的絕緣耐壓

  熱阻

  Rth(j-c�  �(jié)殼之間的熱阻 每一 IGBT � FWD的結(jié)殼之間的熱阻

  Rth(c-f�  接觸熱阻 每一開關(guān)單元的外殼和散熱片之間的熱阻

  b. 電氣特�

  逆變和制動部�

  VCE(sat�  飽和壓降 在規(guī)定條件下,IGBT 的通態(tài)電壓

  VEC FWD正向電壓  FWD正向電壓

  ton  開通時�

  Trr FWD恢復時間

  Tc(on�  開通過度時� �(guī)定條件下,感性負載的開關(guān)時間

  Toff  �(guān)斷時�

  Tc(off�  �(guān)斷過度時�

  ICES  集電�-�(fā)射極截止電流  VCE=VES 和規(guī)定條件下,斷�(tài)集電�-�(fā)射極電流

  控制部分

  VD  供電電壓 開關(guān)運行�,控制電源電�

  ID  電路電流 待機時控制電源只電流

  VCIN(on�  輸入開通電� 小于此值則� IPM 開�

  VCIN(OFF�

  輸入�(guān)斷電� 大于此值則� IPM �(guān)�

  F(pwm�  載波頻率 變頻器的 PWM 運行范圍

  T(dead�  死區(qū)時間 為防止直通的延時信號

  OC  過流動作�(shù)� 使過流保護的集電極電�

  SC  短路動作�(shù)� 使短路保護的集電極電�

  Toff  過流延遲時間 超過 OC到過流保護的時間

  Ot  過流保護�(shù)� 過流動作的基板溫�

  Otr  過流復位條件 為使過熱故障復位必須降至此值以�

  Uv  控制電源欠壓條件  使欠壓保護的控制電源電壓

  Uvr  控制電源欠壓復位條件  為使欠壓故障復位必須使電壓超過此�

  Ifo(H�  故障輸出無效

  Ifo(L�  故障輸出有效 低電平有�

  Tfo  故障輸出的脈� 脈沖寬度

  Vsxr SXR輸出端子 用于�(qū)動光耦的電壓

  VD  供電電壓 允許控制電壓

  VCIN  輸入電壓 輸入� 1 和地(C)之間允許電�

  VFO  故障輸出電壓  FO和地之間允許電壓

  IFO  故障輸出電流  FO的允許電�

    c.推薦工作條件

  VCC  主電源電� 推薦的直流母線電�

  VD  控制電源電壓 推薦控制電源范圍

  VCIn (ON�   輸入開通電� 推薦� IPM 開通的輸入電壓范圍

  Vcin(off�  輸入�(guān)斷電� 推薦� IPM �(guān)斷的輸入電壓范圍

  F pwm  PWM輸入頻率  推薦的PWM 頻率輸入范圍

  Tdead  死區(qū)時間 上下臂信號間延遲時間

選用

  選用 IPM

 ?。焊�?jù) IPM 的過流值確定峰值電��

  電機的瞬�(tài)值是�

  IC(峰值)=P*OL*�2*R     P=電機功率的額定�;OL=變頻器過載因�(shù)

  η*PF*�3*VAC  R=電流脈動因數(shù)� η=變頻器效�� PF=功率因數(shù)�

  VAC=線電壓表定��

  第二:適�?shù)臒嵩O(shè)計保證結(jié)溫永遠小� 150�

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