三菱第四代小型DIPIPM应用介绍

PS21765、PS21767是三菱第四代小型双列直插式智能功率模块(DIPIPM)，适宜于1.5KW/2.2KW通用变频器或伺服驱动器产品应用。智能功率模块简称IPM模块，是一种将直流电转换为交流电的逆变器，是伺服驱动器及变频器的关键元件。
第四代小型DIPIPM的具体规格如下表所示： 三菱第四代 mini型 DIPIPM，目标应用场合为空调等家用电器的马达变频驱动，以及小容量工业马达驱动。是一种结构非常紧凑的智能功率模块，采用压注模封装技术，便于大批量生产。内部比普通IGBT模块集成了IGBT硅片、IGBT驱动及保护电路。非常适用于交流100~200V级小容量电机的变频控制。下图分别为第四代 mini型 DIPIPM的外观、内部结构及电路框图。
第4代小型DIPIPM是一种结构非常紧凑的智能功率模块，它采用便于大批量生产的压注模封装技术。其内部集成了功率硅片、栅极驱动和保护电路，使得它十分适用于交流100～200V级小容量电机的变频控制。下图分别给出了此类模块的外观照片、内部结构（截面图）以及电路框图。第4代小型DIPIPM通过采用高导热绝缘层的结构实现了良好的热传导性能，使硅片尺寸进一步缩小成为可能，进而实现了小型封装且其温升比以前的DIPIPM更低。 下面以PS21765为例说明DIPIPM的特点。
PS21765的上桥臂IGBT单元功能包含驱动电路、高压电平转移电路及控制电源欠压保护电路（没有故障信号输出）。下桥臂IGBT单元比上桥臂多了短路（SC）保护电路（采用外接电阻方式），且控制电源欠压时有故障信号输出。
PS21765的最大输出电压为600V，最大输出电流为20A，输出范围广，该模块还具有短路保护及欠压保护功能，当检测到欠压或短路时，该模块停止工作的同时，还通过FO引脚发出故障信号给控制系统，控制器立即停止发送PWM信号，实现自我保护。
PS21765输入PWM信号逻辑电平为高有效（3~15V）。
因DIPIPM内置了HVIC，具有电平转移功能（level shift function），实现了单15V电源供电，同时MCU/DSP与模块之间可不再需要隔离电路即实现了无光耦直接驱动。由于控制信号端子内置了3.3K欧的下拉电阻，所以在模块外部无需再外加下拉电阻；但Fo信号线需要通过一10K欧电阻上拉至5V。应确保：开通信号电平Vth(on)>2.6V；关断信号电平Vth(off)<0.8V。
IPM的输入信号电压为15V，而PWM信号输出电压为5V，若为了把不同的电压信号隔离开，抑制干扰，可将控制器输出的PWM信号先经过光电耦合器，再输入IPM模块，推荐采用高速光耦，简易在光耦的副边设置反相器，以符合高电平导通逻辑。应确保MCU/DSP无信号输出时DIPDIPM处于关断状态！
可以直接使用AVAGO的ACPL-4800/P480，推挽输出，直接符合高电平逻辑。该款芯片具有传播延迟短、共模抑制 (CMR) 能力高等优点，适合应用于IPM接口隔离。