IPM是
Intelligent Power Module(智能功率模块)的开头字母缩写,它是通过优化设计将功率器件
IGBT和控制、保护电路一体化,封装在同一个模块内。使系统设计者从繁琐的
IGBT驱动核保护电路设计中解脱出来,同时提高了系统的可靠性。三菱电机于
1986年最先将
IPM实现产品化。
IPM并非简单地把
IGBT和
IGBT驱动控制电路放到一个模块中,而是根据系统要求设计
IPM使用的
IGBT硅片,以及能够在最佳状态下驱动、保护
IGBT的专用
IC,还要考虑耐噪声和浪涌电压,并融合高集成度的封装技术。
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
为了应对电机驱动及
IGBT变流器装置高性能化、小型化、低损耗的需求,三菱电机的产品也在不断更新换代,已经从第3代的“S系列”IPM,第3.5代的“V系列”IPM,第4代的“S-DASH系列” IPM,发展到现在的第5代“L系列”IPM,并且在L系列的基础上,推出了最新的L1系列IPM。
三菱IPM型号命名方法如下:
IPM制造流程如下:
L1系列IPM性能特点如下:
1)采用新的 CSTBTTM 硅片,功耗低
2)优化的 VCEsat vs Eoff 折衷关系
3)优化的片上温度传感器 (Tj 温度传感器)
4)采用新的绑定技术,显著提高功率循环寿命
5)与第5代L系列IPM兼容
6)电路拓扑包含7单元:逆变+制动(R);6单元:逆变(C)
7)功能包含短路保护、控制电源欠压保护、过温保护、故障信号输出功能。
产品一览:
L1系列IPM内部框图如下:
L1系列IPM的功率循环曲线如下图:
三相AC380V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模块的主电路设计推荐如下:
主电路直流母线采用形式:10~100A:PCB板
150~300A:汇流排
400A~1000A:叠层母线(下图)