模拟技术
智能功率模块(IPM)是Intelligent Power Module的缩写,是一种先进的功率开关器件,可以检测电流的变化,从而实现高效、精确的控制。它通常由一个IGBT(可控硅反激开关)和一个IPM(智能功率模块)组成,可以用于控制电机、变频器、变压器等电力电子设备。
IPM具有GTR(大功率晶体管)高电流密度、低饱和电压和耐高压的优点,以及MOSFET(场效应晶体管)高输入阻抗、高开关频率和低驱动功率的优点。IPM由高速、低功率的IGBT芯片和优选的门级驱动及保护电路构成,而且IPM内部集成了逻辑、控制、检测和保护电路,使用起来方便,不仅减小了系统的体积以及开发时间,也大大增强了系统的可靠性。
IPM的特点:
1.驱动电路
同时,由于结构紧凑,驱动电路与IGBT之间的距离极短,抗干扰能力强,输出阻抗非常低,不需要反向偏置电压,简化了驱动电路的电源,只需为下桥臂提供1套公共电源,为上桥臂提供3套独立的“浮动”电源。
2.欠压保护
每个驱动电路都有欠压(UV)保护。无论原因如何,只要UCC驱动电路的电源电压低于欠压阈值UUV超过10ms,IPM将停止并发出故障报警信号。
3.过热保护
温度传感器提供在IPM的绝缘内部基板上,当温度超过过热断开阈值时,IPM内部的保护电路将阻断栅极驱动信号,在过热现象消失之前不接受控制输入信号,保护设备免受损坏并发出过热故障信号。当温度降至过热重置阈值时,电路自动恢复正常运行。
4.过电流和短路保护
IPM中的IGBT电流传感器是一种发射极分流器,流过采样电阻器的电流较低,但与流过开关器件的电流成比例,从而取代了高功率电阻器、电流互感器和霍尔效应电流传感器等电流监测组件。如果IPM中任何IGBT的C极电流大于10μs过电流作用电流,IPM将轻轻停止并发出过电流报警信号。
5.制动回路
IPM配备了由IGBT组成的制动回路。当IPM接收到制动信号时,制动回路中的IGBT被激活,连接到制动端BN的制动电阻器吸收电能,制动回路工作。
6.易于使用
IPM采用陶瓷绝缘结构,直接安装在绝缘板上。输入CC(P,N)、制动单元(B)的输出和逆变器的输出端子通过螺钉直接连接;输入和输出控制端子并排布置,可与通用插座连接。因此,主接线板和控制端子可以直接拆卸,无需焊接熨斗,非常方便。
IPM根据内部功率电路配置的不同可分为四类:H型(内部封装一个IGBT)、D型(内部封装两个IGBT)、C型(内部封装六个IGBT)和R型(内部封装七个IGBT)。小功率的IPM使用多层环氧绝缘系统,中大功率的IPM使用陶瓷绝缘。
审核编辑:郭婷
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