1.智能功率模块(IPM)简介
智能功率模块(IPM)是在IGBT的外围集成了驱动和诊断电子电路,从而实现驱动和诊断的功能。
2.智能功率模块功能
IPM的具体功能有栅极驱动、短路保护、过流保护、过热保护和欠压保护。
1)驱动功能
IPM内的IGBT芯片都选用高速型,而且驱动电路紧靠IGBT芯片,驱动延时小,所以IPM开关速度快、损耗小。IPM内部的IGBT导通压降低、开关速度快,因此IPM功耗小。
2)诊断功能
出现过电压、过电流和过热等故障时,检测电路可将检测信号送到DSP做中断处理。
(1)过流保护功能:IPM实时检测IGBT电流,当发生严重过载或直接短路引起的过流时,IGBT将被软关断,同时送出一个故障信号。
(2)过热保护功能:在靠近IGBT的绝缘基板上安装了一个温度传感器,当基板过热时,IPM内部控制电路将截止栅极驱动,不响应输入控制信号。
(3)欠压保护功能:驱动电压过低(一般为15V)会造成驱动能力不够,增加导通损坏,IPM自动检测驱动电源电压,当低于一定值超过10μs时,将截止驱动信号。
(4)其他功能:IPM内装相关的外围电路,无须采取防静电措施,大大减少了元件数目,体积相应小。桥臂对管互锁是在串联的桥臂上,上下桥臂的驱动信号互锁,有效防止上下臂同时导通。优化的门级驱动与IGBT集成,布局合理、无外部驱动线、抗干扰能力强。
3.智能功率模块构造
图3-4所示为IPM内部构造。IPM采用多层环氧树脂工艺,小功率IPM采用一种基于多层环氧树脂黏合的绝缘技术——铜箔直接铸接工艺,中大功率采用陶瓷绝缘结构。
图3-4 IPM内部构造
4.智能功率模块组合
IPM常用封装形式,有一单元、两单元、六单元IPM符号(见图3-5),图3-5中只给出了IPM中IGBT的组合个数。
图3-5 一单元、两单元、六单元IPM符号
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