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IPM的特点和分类

时间:2023-06-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:所以只要栅控电压在13.5~16.5V之间,IPM就可安全地工作。IPM的特点所谓IPM,就是把功率器件与传感器、检测和控制电路、保护电路及故障自诊断电路等集成为一体,并具有功率输出能力的新型器件,由于这类器件可代替人工来完成复杂的功率控制,因此它被赋予智能的特征。例如,在IPM中,常见的保护功能有欠电压保护、过电压保护、过电流及短路保护、过热保护。IPM与IGBT模块和驱动电路的组合相比,具有如下特点。

IPM的特点和分类

智能功率模块(Intelligent Power Module,IPM)问世已有30多年,至今有110kW的模块,可供变频器选用。它是先进的混合集成功率器件,将IGBT、驱动电路、保护电路集成化,使整体的可靠性大为提高。IPM有4种电路形式:单管封装(H),双管封装(D),六合一封装(C),七合一封装(R)。由于IPM通态损耗和开关损耗都比较低,可使散热器减小,因而整机尺寸也可减小,又有自保护能力,减低了在开发和使用中过载情况下损坏的几率。IPM内具有短路保护、过电流保护、欠电压保护、过热保护、过电压保护等较完善的保护电路。所以只要栅控电压在13.5~16.5V之间,IPM就可安全地工作。

IPM发展的方向是损耗更低,开关速度更快,耐压等级更高,容量更大,体积更小。三菱公司开发的专用智能模块ASIPM,不需要外接光耦,通过内部自举电路可单电源供电,并采用了低电感的封装技术,在实现系统小型化,专用化,高性能,低成本方面又推进了一步。

IPM的特点

所谓IPM,就是把功率器件与传感器、检测和控制电路、保护电路及故障自诊断电路等集成为一体,并具有功率输出能力的新型器件,由于这类器件可代替人工来完成复杂的功率控制,因此它被赋予智能的特征。例如,在IPM中,常见的保护功能有欠电压保护、过电压保护、过电流及短路保护、过热保护。此外,某些智能功率器件还具有输出电压过冲保护、瞬态电流限制、软启动和最大输入功率限制等保护电路,从而提高了系统的稳定性与可靠性。IPM与IGBT模块和驱动电路的组合相比,具有如下特点。

(1)驱动电路内置

1)在最佳设置条件下驱动IGBT。

2)驱动电路和IGBT之间的连线短,驱动电路的阻抗低,因此无须反向偏压电源。

3)总共需4路控制电源:下臂侧1路,上臂侧3路。

(2)保护电路内置

1)内置过电流(OC)保护、短路(SC)保护、控制电源欠电压(UV)保护、过热(OT)保护、及外部输出的警报。

2)OC、SC功能使IGBT免遭过电流、负载短路等的损坏,由于是通过内置于各IGBT内的检测元件对集电极电流实施检测,所以无论哪个IGBT发生异常都可加以保护,臂短路也可保护。(www.xing528.com)

3)UV保护功能对驱动电源欠电压起保护作用,内置于整个驱动电路。

4)OH是能防止IGBT,FWD过热的保护功能,在IPM内部的绝缘基板上装有温度检测元件,可以检测绝缘基板温度(管壳温度过热保护:TcOH)。

5)在各IGBT芯片上装有温度检测元件,对于芯片的异常发热,能迅速起到保护作用(芯片温度过热保护:TjOH)。

6)ALM功能将警报信号输出到外部,在TcOH、OC、SC、UV、TjOH处于保护动作时,通过向控制IPM的微机输出警报信号,可确保系统停止工作。

7)小容量型的过电流检测采用N线路分流电阻方式。

(3)制动电路内置

1)附加电阻来消耗减速时的制动功率,构成制动电路。

2)与逆变部分一样内置了驱动电路,保护电路。

IPM具有体积小、重量轻、性能好、抗干扰能力强、使用寿命长等显著优点,可广泛用于单片机测控系统、变频调速器电力电子设备、家用电器领域

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