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IPM模塊
閱讀�29622�(shí)間:2011-06-09 10:57:01

  IPM模塊是集外圍電路�(nèi)置于一�功率模塊的器�,IPM以其高可靠性,使用方便贏得越來(lái)越大的市�(chǎng),尤其適合于�(qū)�(dòng)電機(jī)變頻�和各種逆變電源,是變頻�(diào)速,冶金�(jī)�,電力牽�,伺服驅(qū)�(dòng),變頻家電的一種非常理想的電力電子器件IPM 使用�(hù)�(chǎn)品的體積減小,縮短上市時(shí)間,�(jiǎn)化開(kāi)�(fā)步驟�

�(jié)�(gòu)形式

  IPM 模塊有四種封裝形式:?jiǎn)喂芊庋b,雙管封�,六管封裝和七管封裝。以下是幾種典型參照?qǐng)D�

IPM模塊的結(jié)構(gòu)形式

�(yōu)�(diǎn)

  智能功率模塊 IPM(Intelligent Powr Module)不僅把功率�(kāi)�(guān)器件和驅(qū)�(dòng)電路集成在一�,而且還內(nèi)藏有�(guò)電壓,過(guò)電流和過(guò)熱等故障檢測(cè)電路,并可將檢測(cè)信號(hào)送到 CPU� DSP 作中斷處理。它由高速低工耗的管芯和優(yōu)化的門(mén)�(jí)�(qū)�(dòng)電路以及快速保�(hù)電路�(gòu)�� 即使�(fā)生負(fù)載事故或使用不當(dāng)� 也可� IPM自身不受損壞� IPM一般使� IGBT作為功率�(kāi)�(guān)元件,并�(nèi)藏電流傳感器及驅(qū)�(dòng)電路的集成結(jié)�(gòu)�

  1�  �(kāi)�(guān)速度�。IPM �(nèi)� IGBT芯片都選用高速型,而且�(qū)�(dòng)電路緊靠 IGBT芯片,驅(qū)�(dòng)延時(shí)�,所� IPM �(kāi)�(guān)速度�,損耗小�

  2�  低功耗。IPM �(nèi)部的 IGBT �(dǎo)通壓降低,開(kāi)�(guān)速度快,� IPM 功耗小�

  3�  快速的�(guò)流保�(hù)。IPM �(shí)�(shí)檢測(cè) IGBT 電流,當(dāng)�(fā)生嚴(yán)重過(guò)載或直接短路�(shí),IGBT將被軟關(guān)�,同�(shí)送出一�(gè)故障信號(hào)�

  4�  �(guò)熱保�(hù)。在靠近 IGBT 的絕緣基板上安裝了一�(gè)溫度傳感�,當(dāng)基板�(guò)熱時(shí),IPM�(nèi)部控制電路將截止柵級(jí)�(qū)�(dòng),不響應(yīng)輸入控制信號(hào)�

  5�  橋臂�(duì)管互�。在串聯(lián)的橋臂上,上下橋臂的�(qū)�(dòng)信號(hào)互鎖。有效防止上下臂同時(shí)�(dǎo)��

  6�  抗干擾能力強(qiáng)。優(yōu)化的門(mén)�(jí)�(qū)�(dòng)� IGBT 集成,布局合理,無(wú)外部�(qū)�(dòng)線�

  7�  �(qū)�(dòng)電源欠壓保護(hù)。當(dāng)?shù)陀�?qū)�(dòng)控制電源(一般為 15V)就�(huì)造成�(qū)�(dòng)能力不夠,增加導(dǎo)通損壞。IPM自動(dòng)檢測(cè)�(qū)�(dòng)電源,當(dāng)?shù)陀谝欢ㄖ党^(guò) 10?s�(shí),將截止�(qū)�(dòng)信號(hào)�

  8�  IPM  �(nèi)藏相�(guān)的外圍電�。縮短開(kāi)�(fā)�(shí)�,加快產(chǎn)品上��

  9�  �(wú)須采取防靜電措施�

  10�  大大減少了元件數(shù)�。體積相�(yīng)��

參數(shù)

  IPM 的數(shù)�(jù)手冊(cè)分為三�(gè)部分�

  額定值(在任何情況下都不能超�(guò)的極限值)- maximum ratings

  電氣特�,熱特性和�(jī)械特性(供技�(shù)人員�(shè)�(jì)�(shí)參考)-  characteristics(electrical, thermal,mechanical�

  推薦工作條件(適用于大多�(yīng)用)- recommended operating conditions

  逆變部分

  符號(hào) 參數(shù) 定義

  VCC  供電電壓 加于 P-N 之間的直流母線電�

  VCC (pp�   供電電壓峰� 加于 P-N 之間的允許開(kāi)�(guān)浪涌

  VCES  集電�-�(fā)射極電壓  �(guān)斷時(shí)集電極到�(fā)射極允許峰值電�

  ±IC  集電極電�  TC=25℃時(shí),允許集電極� FWD 直流電流

  ±ICP  集電極電流峰�  TC=25℃時(shí),允許集電極� FWD峰值電�

  PC  集電極功�  TC=25℃時(shí),每一�(gè)�(kāi)�(guān) IGBT 的允許功�

  Tj  �(jié)� 工作�(shí),IGBT �(jié)溫的允許范圍

  制動(dòng)部分

  VR(DC�   FWD 反向電壓 �(xù)流二極管允許方向電壓

  IF  FWD 正向電壓  TC=25℃時(shí),續(xù)流二極管允許直流電流

  VD  供電電壓 允許控制電壓

  VCIN  輸入電壓 輸入� 1 和地(C)之間允許電�

  VFO  故障輸出電壓  FO和地之間允許電壓

  IFO  故障輸出電流  FO的允許電�

  總系�(tǒng)

  VCC(PROT�   受OC和SC保護(hù)的供電電�  � OC � SC 保護(hù)�(shí),P-N 之間的允許母線電�

  TC  模塊外殼的工作溫�  基板允許殼溫

  Tstg  存儲(chǔ)溫度 不加電壓電流�(shí)保存溫度

  viso  絕緣耐壓 基板和模塊端子之間的絕緣耐壓

  熱阻

  Rth(j-c�  �(jié)殼之間的熱阻 每一 IGBT � FWD的結(jié)殼之間的熱阻

  Rth(c-f�  接觸熱阻 每一�(kāi)�(guān)單元的外殼和散熱片之間的熱阻

  b. 電氣特�

  逆變和制�(dòng)部分

  VCE(sat�  飽和壓降 在規(guī)定條件下,IGBT 的通態(tài)電壓

  VEC FWD正向電壓  FWD正向電壓

  ton  �(kāi)通時(shí)�

  Trr FWD恢復(fù)�(shí)�

  Tc(on�  �(kāi)通過(guò)度時(shí)� �(guī)定條件下,感性負(fù)載的�(kāi)�(guān)�(shí)�

  Toff  �(guān)斷時(shí)�

  Tc(off�  �(guān)斷過(guò)度時(shí)�

  ICES  集電�-�(fā)射極截止電流  VCE=VES 和規(guī)定條件下,斷�(tài)集電�-�(fā)射極電流

  控制部分

  VD  供電電壓 �(kāi)�(guān)�(yùn)行時(shí),控制電源電�

  ID  電路電流 待機(jī)�(shí)控制電源只電�

  VCIN(on�  輸入�(kāi)通電� 小于此值則� IPM �(kāi)�

  VCIN(OFF�

  輸入�(guān)斷電� 大于此值則� IPM �(guān)�

  F(pwm�  載波頻率 變頻器的 PWM �(yùn)行范�

  T(dead�  死區(qū)�(shí)� 為防止直通的延時(shí)信號(hào)

  OC  �(guò)流動(dòng)作數(shù)� 使過(guò)流保�(hù)的集電極電流

  SC  短路�(dòng)作數(shù)� 使短路保�(hù)的集電極電流

  Toff  �(guò)流延遲時(shí)� 超過(guò) OC到過(guò)流保�(hù)的時(shí)�

  Ot  �(guò)流保�(hù)�(shù)� �(guò)流動(dòng)作的基板溫度

  Otr  �(guò)流復(fù)位條� 為使�(guò)熱故障復(fù)位必須降至此值以�

  Uv  控制電源欠壓條件  使欠壓保�(hù)的控制電源電�

  Uvr  控制電源欠壓�(fù)位條�  為使欠壓故障�(fù)位必須使電壓超過(guò)此�

  Ifo(H�  故障輸出�(wú)�

  Ifo(L�  故障輸出有效 低電平有�

  Tfo  故障輸出的脈� 脈沖寬度

  Vsxr SXR輸出端子 用于�(qū)�(dòng)光耦的電壓

  VD  供電電壓 允許控制電壓

  VCIN  輸入電壓 輸入� 1 和地(C)之間允許電�

  VFO  故障輸出電壓  FO和地之間允許電壓

  IFO  故障輸出電流  FO的允許電�

    c.推薦工作條件

  VCC  主電源電� 推薦的直流母線電�

  VD  控制電源電壓 推薦控制電源范圍

  VCIn (ON�   輸入�(kāi)通電� 推薦� IPM �(kāi)通的輸入電壓范圍

  Vcin(off�  輸入�(guān)斷電� 推薦� IPM �(guān)斷的輸入電壓范圍

  F pwm  PWM輸入頻率  推薦的PWM 頻率輸入范圍

  Tdead  死區(qū)�(shí)� 上下臂信�(hào)間延遲時(shí)�

選用

  選用 IPM

 ?。焊�?jù) IPM 的過(guò)流值確定峰值電��

  電機(jī)的瞬�(tài)值是�

  IC(峰值)=P*OL*�2*R     P=電機(jī)功率的額定�;OL=變頻器過(guò)載因�(shù)

  η*PF*�3*VAC  R=電流脈動(dòng)因數(shù)� η=變頻器效�� PF=功率因數(shù)�

  VAC=線電壓表定��

  第二:適�(dāng)?shù)臒嵩O(shè)�(jì)保證�(jié)溫永�(yuǎn)小于 150�

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