“依托英飞凌IGBT和SiC技术的CIPOSIPM在工业领域的应用”网络研讨会上的问答

英飞凌工业半导体 发表于 2020-09-23 17:03:46 收藏 已收藏
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“依托英飞凌IGBT和SiC技术的CIPOSIPM在工业领域的应用”网络研讨会上的问答

英飞凌工业半导体 发表于 2020-09-23 17:03:46

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CIPOS代表什么?

A. CIPOS是英文Control Integrated Power System的缩写,即控制集成电力系统。CIPOS是英飞凌独有的注册商标。

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CIPOS Maxi智能功率模块(IPMs)是英飞凌的一个半导体系列么?

A.CIPOS Maxi IPM是英飞凌CIPOS IPM产品系列下的一个子系列。该系列主要针对工业运用,提供高可靠性和高性能的380 V电机驱动应用解决方案。

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CIPOS Maxi IPM的应用领域有哪些?

A.CIPOS Maxi IPM被设计用于控制变速电机驱动应用中的三相交流电机和永磁电机,如用于HVAC(供暖、通风和空调)、小功率电机驱动、泵、风扇驱动器和有源滤波器(PFC)。其他新领域,例如无人机,车载电子助力转向系统等的运用中,我们也看到IPM的方案也是未来客户关注的焦点。

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CIPOS Maxi IPM的IM818系列和IM828系列是怎样的?

A.现有的IM818系列产品组合提供了基于1200V TRENCHSTOP IGBT4技术的5A和10A的产品。IM828系列基于英飞凌1200V CoolSiC MOSFET技术, 是业界第一款1200V全碳化硅IPM。这两个系列的封装相同,引脚兼容。

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IM818系列和IM828系列的封装尺寸多大?工业工作温度范围是多少?

A.封装尺寸为36mm x 22.7 mm x 3.1 mm,工作温度Tj范围是-40°C~150°C。

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CIPOS Maxi IPM的功率范围?

A. IM818系列可以提供超过3.0kW的功率输出, IM828系列可以提供超过4.8kW的功率输出。

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CIPOS Maxi IPM的绝缘等级?

A. 绝缘电压为2500V。

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IM818和IM828系列内置了哪些保护功能,外围电路设计是否有简化?

A.IM818和IM828系列集成了一个优化的1200V 6通道绝缘体上硅(SOI)门极驱动IC,提供了以下的保护功能,具有极佳的保护性能,并且使得外围电路设计更简化。

过电流保护

独立的热敏电阻用于过温保护

全通道欠压锁定保护

触发保护时六个开关器件全部关闭

内置死区时间,防止直通短路

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IM818系列和IM828系列的优点?

A. 这两个系列具有以下多种优点:

具有1200V IPM中最小的封装尺寸,高功率密度,高效率,高输出功率于一体

高可靠的门极驱动技术,具有极佳的保护性能

适用于高频开关的电机驱动应用,功耗低,高散热性能

IM828基于碳化硅技术,可以提供更广的开关频率

节约系统成本,设计简单,投入市场周期短

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关于高低频开关具体对于IPM的性能和散热如何影响?如何解决?

A. 首先我们来看关于高低频开关具体对于IPM的性能和散热如何影响?功率器件工作时,会因功率损耗引起器件发热、升温。器件温度过高将缩短寿命,甚至烧毁。功率损耗包括通态损耗、断态损耗和开关损耗。这其中,开关损耗(Switching-Loss)包括开通损耗(Turn-on Loss)和关断损耗(Turn-of Loss),在开关开通或者关断时,开关管的电流和电压有一个交叠区,会产生损耗,这个损耗即为开通损耗和关断损耗。通常高频时,由于开关速度更快,开启关断的次数更多,交叠区的累积更多,损耗更多产生的热量更多,所以通常高频时器件的损耗更多。针对IPM的性能会涉及到内嵌的开关器件的技术例如IGBT, MOSFET, GaN还有SiC等的不同和内嵌的驱动IC的集成设计怎么把这个电流电压交叠区设计更小来减少损耗。热计算需要损失功率,封装的热阻值以及周围温度环境等资讯,不仅仅是开关频率的高低决定。

那如何解决?最常用的散热处理就是将功率器件安装在散热器上,利用散热器将热量散到周围空间,必要时再加上散热风扇,以一定的风速加强冷却散热。有些大型设备的功率器件上还采用流动冷水冷却板,它有更好的散热效果。像空调这个应用里,有些机型会采用冷媒物质散热。针对不同应用环境的散热设计,我们建议用户先通过我们官方的在线仿真工具输入具体的应用条件来获取产品仿真数据,这能初步了解到该产品是否合适您的应用。或者通过我们地区经销商或者地区负责人告之我们,我们也可以针对您提供的运行条件和周围环境推荐出散热器的设计参数来改善。

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这个IPM模块有没有过ISO26262的认证呢?

A.ISO26262是针对汽车电子的功能安全标准。车载电子系统,即车辆所搭载的电子设备和计算机(包括软件),是ISO26262的直接认证目标对象。目前,我们的IPM没有这个认证。根据我们目前的了解,部分商用农用车的标准依然在沿用工业级标准的器件。随着设计的提高和技术要求的提高,我们也在关注这个领域针对车规标准的一些设计变化。

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请问Maxi IPM产品有没有参考电路可供指导?有没有模块电路图资料和详细的使用规格书吗?可以下载吗?

A.有的,有关参考电路的设计,IPM电路图等详细使用说明的内容等都可以在产品的数据手册和使用手册中查阅,并且都可以在官网上下载。

请参考以下Maxi IPM官网的链接:

https://www.infineon.com/cms/en/product/power/intelligent-power-modules-ipm/cipos-maxi/#!documents

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可以申请样品吗?怎么获得?

A.可以。大家可以通过代理商在英飞凌系统购买,或者在各大网络半导体经销商处购买到,例如Mouser,Digi-key,英飞凌天猫旗舰店。

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IM818和IM828系列已经量产了吗?

A.已经量产中,可以通过英飞凌或者各大经销商和代理商购买到。请参考以下产品订购信息:

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功率评估板有介绍吗?怎么购买到?

A.英飞凌提供大量演示和评估产品性能的评估板。可以通复制链接:www.infineon.com/madk到浏览器打开,搜索所需信息。

针对Maxi IPM评估板的介绍,请搜索EVAL-M1-IM818-A和EVAL-M1-IM828-A。

评估板可以通过代理商在英飞凌系统购买,或者在各大网络半导体经销商处购买到,例如Mouser,Digi-key,英飞凌天猫旗舰店。

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有低电压大电流系列的CIPOS IPM吗?

A.有的,英飞凌在IPM领域拥有广泛的产品组合,涵盖了各种包平台中从40V到1200V的IPM。在CIPOS IPM产品组合中,英飞凌有5个产品系列。Nano系列是SMD贴片型封装式IPM解决方案,覆盖了最低额定功率的CIPOS IPM, 该产品适用于小型家用电器,如吹风机、空气净化器和循环风扇。Micro系列是另一款紧凑型的IPM解决方案,采用三相逆变器,支持功率50W~450W的应用,满足家庭对冰箱、压缩机、洗碗机等的潜在需求。而Tiny和Mini IPM覆盖范围广泛的白色家电如:空调,洗衣机,冰箱,洗碗机和工业驱动器额定功率从200W到3KW的应用。最后一个系列是Maxi,专门用于控制三相交流电机,额定功率超过750W以上的工业应用。

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使用IPM模块进行设计,怎么样针对用户的功率进行选择,使它满足用户要求(比如,我电流不需要那么大,电压范围也不用太宽)

A.首先,可以使用“IPM Finder”- IPM搜索工具,根据所需要的电压电流功率等级等初步信息进行产品的筛选。请通过以下链接:https://www.infineon.com/cms/en/tools/solution-finder/product-finder/ipm-finder/进入到IPM工具页面搜索:

另外针对您所筛选的产品是否合适用于该具体的运行条件请通过“IPM Simulation Tool”-IPM仿真工具进行模拟仿真。请通过以下二维码或者链接:https://www.infineon.com/cms/en/tools/landing/ipm.html 进入到IPM仿真工具页面搜索:

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大家是否还有其他问题?

A. 如有疑问,欢迎在留言区和我们互动讨论。

原文标题:关于CIPOS™ IPM的18问

文章出处:【微信公众号:英飞凌工业半导体】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

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