Powerex PM100DSA120 Intellimod™模块：特性与应用深度解析

作为电子工程师，在设计电力开关应用时，一款性能优良的功率模块至关重要。今天就来详细探讨Powerex的PM100DSA120 Intellimod™模块，它在单相IGBT逆变器输出领域表现出色，额定电流为100安培，耐压达1200伏特。

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产品概述

Powerex Intellimod™智能功率模块属于隔离基模块，专为频率高达20kHz的功率开关应用而设计。其内置控制电路能为IGBT和续流二极管功率器件提供最佳的栅极驱动和保护。

产品特点

完善的电路设计

• 完整输出功率电路：为功率转换提供稳定的输出，满足不同应用场景的需求。
• 栅极驱动电路：确保IGBT的高效开关，提升整体性能。
• 保护逻辑全面：涵盖短路、过流、过温和欠压保护，有效提高模块的可靠性和稳定性。

产品应用

该模块适用于多种领域，如逆变器、UPS、运动/伺服控制以及电源供应等。这些应用场景对功率模块的性能和稳定性要求较高，而PM100DSA120凭借其出色的特性能够很好地满足需求。

产品参数

外形尺寸

尺寸代号	英寸	毫米
L	0.47	12.0
M	0.33	8.5
N	0.28	7.0
P	0.230	5.84
Q	0.22 Dia.	Dia. 5.5
R	M5 Metric	M5
S	0.100	2.54
T	0.08 Dia.	Dia. 2.0
U	0.08	2.0

绝对最大额定值（$T_{j}=25^{circ} C$，除非另有说明）

特性	符号	PM100DSA120	单位
功率器件结温	$T_{j}$	-20 至 150	°C
储存温度	$T_{stg}$	-40 至 125	°C
外壳工作温度	$T_{C}$	-20 至 100	°C
M5安装螺丝安装扭矩	—	17	in - lb
M5主端子螺丝安装扭矩	—	17	in - lb
模块重量（典型值）	—	340	克
受OC和SC保护的电源电压（$V_{D} = 13.5 - 16.5V$，逆变器部分）	$V_{CC(prot.)}$	800	伏特
隔离电压，交流1分钟，60Hz正弦波	$V_{RMS}$	2500	伏特

控制部分参数

特性	符号	测试条件	最小值	典型值	最大值	单位
过流跳闸电平（逆变器部分）	OC	-20°C ≤ T ≤ 125°C	145	230		安培
短路跳闸电平（逆变器部分）	SC	-20°C ≤ T ≤ 125°C	200	340		安培
过流延迟时间	$t_{off(OC)}$	$V_{D} = 15V$		5		μS
过温保护	OT（跳闸电平）		100	110	120	°C
	OTR（复位电平）		85	95	105	°C
电源电路欠压保护	UV（跳闸电平）		11.5	12.0	12.5	伏特
	UVR（复位电平）		12.5		伏特
电源电压	$V_{D}$	施加于$V{P1}-V{PC}$，$V{N1}-V{NC}$之间	13.5	15	16.5	伏特
电路电流	$I_{D}$	$V{D}=15V$，$V{CIN}=5V$，$V{N1}-V{NC}$		19	26	mA
	$V{D}=15V$，$V{CIN}=5V$，$V{XP1}-V{XPC}$		19	26	mA
输入导通阈值电压	$V_{CIN(on)}$	施加于	1.2	1.5	1.8	伏特
输入关断阈值电压	$V_{CIN(off)}$	$C{P1}-V{PC}$，$C{N1}-V{NC}$	1.7	2.0	2.3	伏特
PWM输入频率	$f_{PWM}$	3 - φ正弦波		15	20	kHz
故障输出电流	$I_{FO(H)}$	$V{D}=15V$，$V{FO}=15V$			0.01	mA
	$I_{FO(L)}$	$V{D}=15V$，$V{FO}=15V$		10	15	mA
最小故障输出脉冲宽度	$t_{FO}$	$V_{D}=15V$	1.0	1.8		ms
SXR端子输出电压	$V_{SXR}$	$T{j} leq 125^{circ} C$，$R{in} = 6.8 k Omega$（SPR，SNR）	4.5	5.1	5.6	伏特

IGBT逆变器部分参数

特性	符号	测试条件	最小值	典型值	最大值	单位
集电极截止电流	$I_{CEX}$	$V{CE} = V{CEX}$，$T_{j} = 25°C$	—	—	1	mA
		$V{CE} = V{CEX}$，$T_{j} = 125°C$			10	mA
二极管正向电压	$V_{FM}$	$-I{C} = 100A$，$V{D} = 15V$，$V_{CIN} = 5V$	2.5	3.5		伏特
集电极 - 发射极饱和电压	$V_{CE(sat)}$	$V{D} = 15V$，$V{CIN} = 0V$，$I_{C} = 100A$	2.3	3.2		伏特
		$V{D} = 15V$，$V{CIN} = 0V$，$I{C} = 100A$，$T{j} = 125°C$	2.1	2.9		伏特
感性负载开关时间	$t_{on}$		0.5	1.4	2.5	μS
	$t_{rr}$	$V{D} = 15V$，$V{CIN} = 0 ~ 5V$	0.2	0.4		μS
	$t_{C(on)}$	$V{CC} = 600V$，$I{C} = 100A$	0.4	1.0		μS
	$t_{off}$	$T_{j} = 125°C$	2.5	3.5		μS
	$t_{C(off)}$		0.6	1.1		μS

热特性参数

特性	符号	条件	最小值	典型值	最大值	单位
结到外壳热阻	$R_{th(j - c)Q}$	每个IGBT	0.21			°C/Watt
	$R_{th(j - c)D}$	每个FWDi	0.35			°C/Watt
接触热阻	$R_{th(c - f)}$	每个模块，涂导热脂	0.060			°C/Watt

推荐使用条件

特性	符号	条件	值	单位
电源电压	$V_{CC}$	施加于C1 - E2端子	0 ~ 800	伏特
	$V_{D}$	施加于$V{P1}-V{PC}$，$V{N1}-V{NC}$之间	15 ± 1.5	伏特
输入导通电压	$V_{CIN(on)}$	施加于	0 ~ 0.8	伏特
输入关断电压	$V_{CIN(off)}$	$C{P1}-V{PC}$，$C{N1}-V{NC}$	4.0 ~ $V_{SXR}$	伏特
PWM输入频率	$f_{PWM}$	使用应用电路	5 ~ 20	kHz
最小死区时间	$t_{DEAD}$	输入信号 ≥ 3.5	μS

总结

Powerex PM100DSA120 Intellimod™模块凭借其完善的电路设计、全面的保护功能以及良好的电气和热特性，在单相IGBT逆变器输出应用中具有很大的优势。电子工程师在设计相关电路时，可以根据这些参数和特性，合理选择和使用该模块，以确保设计的可靠性和稳定性。大家在实际应用中是否遇到过类似模块的其他问题呢？欢迎在评论区交流分享。