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�
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��
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�
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 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�