IPM(智能功率模块)

 

IPM是:Intelligent Power Module的缩写,中文叫智能功率模块。

IPM是一种先进的功率开关器件,兼有GTR(大功率晶体管)高电流、低饱和电压和高耐压的优点,以及MOSFET(场效应晶体管)高输入阻抗、高开关频率和低驱动功率的优点。而且IPM内部集成了逻辑、控制、检测和保护电路,使用起来方便,不仅减少了系统的体积,缩短了开发时间,也增强了系统的可靠性,适应了当今功率器件的发展方向。

IPM的保护功能

保护电路可以实现控制电压欠压保护、过热保护、过流保护和短路保护。如果IPM模块中有一种保护电路动作,IGBT栅极驱动单元就会关断门极电流并输出一个故障信号(FO)。各种保护功能具体如下:

(1)控制电压欠压保护(UV):IPM使用单一的+15V供电,若供电电压低于12.5V,且时间超过toff=10ms,发生欠压保护,封锁门极驱动电路,输出故障信号。

(2)过温保护(OT):在靠近IGBT芯片的绝缘基板上安装了一个温度传感器,当IPM温度传感器测出其基板的温度超过温度值时,发生过温保护,封锁门极驱动电路,输出故障信号。

(3)过流保护(OC):若流过IGBT的电流值超过流动作电流,且时间超过toff=10ms,则发生过流保护,封锁门极驱动电路,输出故障信号。为避免发生过大的di/dt,大多数IPM采用两级关断模式,过流保护和短路保护。

IPM是一种专门用于电力电子应用的集成电路模块。它将功率半导体器件(如功率晶体管、IGBT等)与驱动电路、保护电路和其他辅助电路集成在一起。IPM在电力电子系统中扮演着重要的角色,用于控制和调节电力传输、变换和转换过程。它可以应用于各种领域,如电机驱动、逆变器、电源供应等。IPM的特点是集成度高、设计紧凑、效率高和可靠性强。

以三相逆变桥为例,传统的分离方案包含大约40个器件,IPM就是用一个单独的隔离封装把这些器件集成到了一起。我们用一个IPM加上3颗自举电容和两颗安装螺丝,就构成了一个完整的三相逆变桥。所以使用IPM这种高度集成的器件,可以帮助用户简化供应链,提高生产效率,节省系统空间,缩短产品上市时间,提高产品可靠性,最终降低用户的系统成本。