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智能功率模块IPM电路设计及布局布线
IPM即Intelligent Power Module(智能功率模块)的缩写，它是通过优化设计将IGBT连同其驱动电路和多种保护电路封装在同一模块内，使系统设计者从繁琐的IGBT驱动和保护电路设计中解脱出来，同时提高了系统的可靠性。IPM等于IGBT+驱动+保护（过流、短路、超温、欠压）+制动．IPM中的每个功率组件都设置有各自独立的驱动电路和多种保护电路，能够实现过电流、短路电流、控制电压降低及过热保护等功能。一旦发生负载事故或使用不当等异常情况，模块内部即以最快的速度进行保护，同时将保护信号送给外部CPU进行第二次保护。这种多重保护措施可保证IPM自身不受损坏，与IGBT模块相比，可靠性显著提高。而且，IPM的开关损耗、转换效率都优于IGBT模块。IPM的出现解决了长期困扰人们的模块损坏的难题，使采用功率器件的设备的可靠性显著提高。文章来源：http://www.igbt8.com/jc/161.html
IPM由高速、低功率的IGBT、芯片和优选的门级驱动及保护电路构成， IPM内部设有栅极驱动控制电路、故障检测电路和各种保护电路，采用带有电流传感器的IGBT芯片。这样，第三代IGBT芯片带有许多起电流传感器作用的小单元。这些小单元的信号反馈到一个比较器上，以监测IGBT的主电流。内部的故障保护电路则用来检测过流、过热及欠压等故障。这些非正常运行状态出现时，IPM就会自动关断，同时通过驱动板的光学传感器向控制板发送故障信号。
智能功率模块IPM = IGBT + 驱动/检测/保护电路
保护功能：OC/SC/OT/UV(过流/短路/过热/控制电源欠压)
应用简单：它与控制芯片(MCU/DSP)之间仅需光耦等隔离电路。
三相AC380V输入时所用智能功率模块产品及其应用
三相输入时所用智能功率模块产品及其应用
IPM变频应用电路框图
IPM的接口电路: 6和7单元模块
IPM的接口电路: 1和2单元模块
推荐参数：
控制端子光耦选择：高速、高共模抑制比光耦，tPLH,tPHL< 0.8μs，CMR > 10kV/μs @ VCM= 1500V；（推荐型号：TLP559, HCPL4503，HCPL4504）
故障端子光耦选择：低速光耦，CTR=100~200%；（推荐型号：TLP521, PC817）
高速光耦的上拉电阻：20KΩ(6/7单元)/6.8KΩ(1/2单元)；
控制电源：VD=15V±10%，dv/dt≤±5V/μs，Vripple≤2Vp-p；(对于6/7单元，需4个独立的隔离电源：上臂三个IGBT单元各用1个电源，下臂三个IGBT单元共用1个电源；对于1/2单元，需6个独立的隔离电源：各单元需自身的电源。)
上臂电源的平滑电解电容：≥10μF；
下臂电源的平滑电解电容：≥33μF；
退耦电容：0.1μF；
开关频率fPWM：15KHz(典型值)，此即为控制信号的载波频率；
死区时间tdead：≥3.5μs（注：此为IPM输入端控制信号的死区时间在推荐接口电路情
况下，MCU/DSP输出的控制信号死区时间应考虑光耦的时间延迟。）
供电直流电压VCC：≤400V/800V（此即为加在P-N之间的直流母线电压）；
输入开通电平Vth(on)：≤1.2V（此即为开通时IPM控制端子电平，低电压有效）；
输入关断电平Vth(off)：≥4V（此即为关断时IPM控制端子电平）。
IPM电路使用注意事项及布局布线要求：
1. 上电顺序：开关电源应先于主电路电源合上/建立。
2. 关于PCB布线：
(1)光耦输出至IPM输入的连线应尽可能短(<2~3cm) →防止拾取噪音；
(2)信号线和电源线应防止平行走线(同一层)或交叉(上下层) →防止
互相干扰；
(3)光耦输入/输出之间应尽可能减少其布线之间的寄生电容；
(4) Fo端子在IPM内部已串联有1.5kΩ电阻，外部不需另加电阻；若不
用，应将之与控制电源(VD)相连；
(5)不要在IPM外部将VNC与N端进行连接，因IPM内部已相互连接。
3. 推荐将IPM的接口电路PCB板直接或通过接插件焊接在IPM上→减少连线电感。
4. 散热器应与IPM基板良好接触(请按推荐的力矩固定并加导热硅脂)。
IPM由高速、低功率的IGBT、芯片和优选的门级驱动及保护电路构成， IPM内部设有栅极驱动控制电路、故障检测电路和各种保护电路，采用带有电流传感器的IGBT芯片。这样，第三代IGBT芯片带有许多起电流传感器作用的小单元。这些小单元的信号反馈到一个比较器上，以监测IGBT的主电流。内部的故障保护电路则用来检测过流、过热及欠压等故障。这些非正常运行状态出现时，IPM就会自动关断，同时通过驱动板的光学传感器向控制板发送故障信号。
智能功率模块IPM = IGBT + 驱动/检测/保护电路
保护功能：OC/SC/OT/UV(过流/短路/过热/控制电源欠压)
应用简单：它与控制芯片(MCU/DSP)之间仅需光耦等隔离电路。
IPM变频应用电路框图
控制端子光耦选择：高速、高共模抑制比光耦，tPLH,tPHL< 0.8μs，CMR > 10kV/μs @ VCM= 1500V；（推荐型号：TLP559, HCPL4503，HCPL4504）
故障端子光耦选择：低速光耦，CTR=100~200%；（推荐型号：TLP521, PC817）
高速光耦的上拉电阻：20KΩ(6/7单元)/6.8KΩ(1/2单元)；
控制电源：VD=15V±10%，dv/dt≤±5V/μs，Vripple≤2Vp-p；(对于6/7单元，需4个独立的隔离电源：上臂三个IGBT单元各用1个电源，下臂三个IGBT单元共用1个电源；对于1/2单元，需6个独立的隔离电源：各单元需自身的电源。)
上臂电源的平滑电解电容：≥10μF；
下臂电源的平滑电解电容：≥33μF；
退耦电容：0.1μF；
开关频率fPWM：15KHz(典型值)，此即为控制信号的载波频率；
死区时间tdead：≥3.5μs（注：此为IPM输入端控制信号的死区时间在推荐接口电路情
况下，MCU/DSP输出的控制信号死区时间应考虑光耦的时间延迟。）
供电直流电压VCC：≤400V/800V（此即为加在P-N之间的直流母线电压）；
输入开通电平Vth(on)：≤1.2V（此即为开通时IPM控制端子电平，低电压有效）；
输入关断电平Vth(off)：≥4V（此即为关断时IPM控制端子电平）。
IPM电路使用注意事项及布局布线要求：
1. 上电顺序：开关电源应先于主电路电源合上/建立。
2. 关于PCB布线：
(1)光耦输出至IPM输入的连线应尽可能短(<2~3cm) →防止拾取噪音；
(2)信号线和电源线应防止平行走线(同一层)或交叉(上下层) →防止
互相干扰；
(3)光耦输入/输出之间应尽可能减少其布线之间的寄生电容；
(4) Fo端子在IPM内部已串联有1.5kΩ电阻，外部不需另加电阻；若不
用，应将之与控制电源(VD)相连；
(5)不要在IPM外部将VNC与N端进行连接，因IPM内部已相互连接。
3. 推荐将IPM的接口电路PCB板直接或通过接插件焊接在IPM上→减少连线电感。
4. 散热器应与IPM基板良好接触(请按推荐的力矩固定并加导热硅脂)。
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。较具代表性的是三菱IPM模块，该公司最近开发的专用智能模块DIPIPM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、低成本方面叉推进了一步。
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