幾種品牌智能功率模塊IPM的分類與參數(shù)介紹
二、 IPM的保護(hù)功能
保護(hù)電路可以實現(xiàn)控制電壓欠壓保護(hù)、過熱保護(hù)、過流保護(hù)和短路保護(hù)。如果IPM模塊內(nèi)有一種保護(hù)電路動作，IGBT柵極驅(qū)動單元就會關(guān)斷門極電流并輸出一個故障信號FO。各種保護(hù)功能具體如下：
1、過熱保護(hù)(OT)：在靠近IGBT芯片的絕緣基板上安裝了一個溫度傳感器，當(dāng)IPM溫度傳感器測出其基板的溫度超過溫度值時，發(fā)生過熱保護(hù)，封鎖門極驅(qū)動電路，輸出故障信號。
2、過流保護(hù)(OC)：若流過IGBT的電流值超過過流動作電流，且時間超過toff(10ms)時，則發(fā)生過流保護(hù)，封鎖門極驅(qū)動電路，輸出故障信號。為避免發(fā)生過大的di/dt，大多數(shù)IPM采用兩級關(guān)斷模式。
3、控制電壓欠壓保護(hù)(UV)：IPM使用+15V供電，若供電電壓低于設(shè)定電壓，且時間超過toff時 ，發(fā)生欠壓保護(hù)，封鎖門極驅(qū)動電路，輸出故障信號。
4、短路保護(hù)(SC)：若負(fù)載發(fā)生短路或控制系統(tǒng)故障導(dǎo)致短路，流過IGBT的電流值超過短路動作電流，則立刻發(fā)生短路保護(hù)，封鎖門極驅(qū)動電路，輸出故障信號。跟過流保護(hù)一樣，為避免發(fā)生過大的di/dt，大多數(shù)IPM采用兩級關(guān)斷模式。為縮短過流保護(hù)的電流檢測和故障動作間的響應(yīng)時間，IPM內(nèi)部使用實時電流智能功率模塊IPM控制電路分類,參數(shù)(RTC)，使響應(yīng)時間小100ns，從而有效抑制了電流和功率峰值，提高了保護(hù)效果。
驅(qū)動電路的原理
圖4是用于空調(diào)機(jī)變頻控制器的三菱公司的六合一IPM智能功率模塊——PM20CTM060驅(qū)動電路的原理圖。開關(guān)控制信號和故障信號是通過隔離接口電路同系統(tǒng)控制器連接的。TLP559的特點智能功率模塊IPM是開關(guān)速度高，每秒達(dá)1M次。TLP521則具有電流傳輸比（CTR）大的特點，CTR值達(dá)200，圖中的R508是一個上拉電阻，它是分類,參數(shù)確保在IPM智能功率模塊沒有故障時VFO的輸出為高電平。
在使用IPM的設(shè)計中，4路15V電源的質(zhì)量要求比較高，波動范圍為15 V±10%，否則會影響IPM工作的可靠性。而隔離光耦的選擇也十分重要，電流傳輸比（CTR）智能功率模塊IPM應(yīng)在100~200之間，隔離光耦的輸入端是TTL電平分類,參數(shù)，其輸入電流應(yīng)設(shè)定為8~10mA。若設(shè)計不當(dāng)，則會增加IGBT工作在放大區(qū)的時間，導(dǎo)致IGBT功耗增大，不能充分發(fā)揮IPM的效能。另外為了防止IGBT上下橋臂同時導(dǎo)通，軟件設(shè)計時，在上下橋臂導(dǎo)通上設(shè)有死區(qū)時間（即互鎖時間）。若硬件設(shè)計不當(dāng)，則會導(dǎo)致所需死區(qū)時間延長，從而增加IPM三相輸出的高次諧波成分，致使壓縮機(jī)運行振動增加，效率下降。
