Powerex PM75DSA120 Intellimod™模块：单相IGBT逆变器输出的理想之选

在电子工程领域，功率模块的性能和可靠性对于各种电力应用至关重要。今天，我们要深入探讨Powerex公司的PM75DSA120 Intellimod™模块，这是一款专为单相IGBT逆变器输出设计的高性能功率模块，额定电流为75安培，电压为1200伏特。

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模块概述

Powerex Intellimod™智能功率模块是一种隔离式基础模块，专为工作频率高达20kHz的功率开关应用而设计。其内置的控制电路为IGBT和续流二极管功率器件提供了最佳的栅极驱动和保护功能。

特点

• 完整的输出功率电路：能够提供稳定的功率输出，满足各种应用需求。
• 栅极驱动电路：确保IGBT的可靠开关，提高模块的效率。
• 保护逻辑：具备短路、过流、过温和欠压保护功能，有效保护模块和系统安全。

应用领域

• 逆变器：用于将直流电转换为交流电，广泛应用于太阳能发电、UPS等领域。
• UPS（不间断电源）：在停电时提供紧急电力，保障设备的正常运行。
• 运动/伺服控制：实现精确的电机控制，提高系统的性能和稳定性。
• 电源供应：为各种电子设备提供稳定的电源。

模块规格

尺寸

模块的尺寸以英寸和毫米两种单位给出，具体如下：	尺寸	英寸	毫米
A	4.33	110.0
B	3.66 ± 0.010	93.0 ± 0.25
C	1.77	45.0
D	1.34	34.0
E	1.14 +0.04/-0.02	29.0 +1/-0.5
F	1.02	26.0
G	0.98	25.0
H	0.702	17.84
J	0.55	14.0
K	0.51	13.0
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

在 $T_{j}=25^{circ}C$ 的条件下，模块的绝对最大额定值如下：	特性	符号	PM75DSA120	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安装螺丝的安装扭矩		17	in-lb
M5主端子螺丝的安装扭矩		17	in-lb
模块重量（典型值）		340	克
由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

电气和机械特性

控制部分

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	105	170		安培
短路跳闸电平（逆变器部分）	SC	-20°C ≤ T ≤ 125°C	150	250		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	$V_{D}$	施加在VP1 - VPC，VN1 - VNC之间	13.5	15	16.5	伏特
电路电流	$I_{D}$	$V{D}=15V$，$V{CIN}=5V$，$V{N1}-V{NC}$		13	20	mA
	$V{D}=15V$，$V{CIN}=5V$，$V{XP1}-V{XPC}$		13	20	mA
输入导通阈值电压	$V_{CIN(on)}$	施加在CP1 - VPC，CN1 - VNC之间	1.2	1.5	1.8	伏特
输入关断阈值电压	$V_{CIN(off)}$		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	$V_{SXR}$	$T{j} leq 125^{circ}C$，$R{in}=6.8 kOmega$（SPR，SNR）	4.5	5.1	5.6	伏特

IGBT逆变器部分

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	$I_{CEX}$	$V{CE}=V{CEX}$，$T_{j}=25^{circ}C$			1	mA
	$V{CE}=V{CEX}$，$T_{j}=125^{circ}C$			10	mA
二极管正向电压	$V_{FM}$	-$I{C}=75A$，$V{D}=15V$，$V_{CIN}=5V$		2.5	3.5	伏特
集电极 - 发射极饱和电压	$V_{CE(sat)}$	$V{D}=15V$，$V{CIN}=0V$，$I_{C}=75A$		2.3	3.2	伏特
	$T_{j}=125^{circ}C$
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
$t_{C(on)}$	$V{CC}=600V$，$I{C}=75A$		0.4	1.0	μs
$t_{off}$	$T_{j}=125^{circ}C$		2.5	3.5	μs
$t_{C(off)}$			0.6	1.1	μs

热特性

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			0.27	°C/Watt
$R_{th(j-c)D}$	每个续流二极管			0.51	°C/Watt
接触热阻	$R_{th(c-f)}$	每个模块的外壳到散热片			0.060	°C/Watt
		涂抹导热油脂

推荐使用条件

特性	符号	条件	值	单位
电源电压	$V_{CC}$	施加在C1 - E2端子上	0 ~ 800	伏特
	$V_{D}$	施加在VP1 - VPC，VN1 - VNC之间	15 ± 1.5	伏特
输入导通电压	$V_{CIN(on)}$	施加在CP1 - VPC，CN1 - VNC之间	0 ~ 0.8	伏特
输入关断电压	$V_{CIN(off)}$		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 PM75DSA120 Intellimod™模块以其高性能、高可靠性和丰富的保护功能，成为单相IGBT逆变器输出应用的理想选择。无论是在逆变器、UPS、运动/伺服控制还是电源供应等领域，该模块都能发挥出色的性能。电子工程师在设计相关电路时，可以根据模块的规格和特性，合理选择和使用该模块，以满足系统的需求。

你在实际应用中是否使用过类似的功率模块？在使用过程中遇到过哪些问题？欢迎在评论区分享你的经验和见解。