高速風(fēng)筒作為家電的一員,設(shè)計(jì)上必須是符合安規(guī)的,所以其多樣化的安規(guī)設(shè)計(jì),也就出來了,有些采用mos+預(yù)驅(qū)+安規(guī)電容等的方式搭,有些為了過安規(guī)可靠性更強(qiáng)一些,則直接采用IPM+安規(guī)電容的方式,方式不同,成本略有些區(qū)別,但目的都是一個,為了符合安規(guī)要求。
一:IPM器件的作用
IPM及Intelligent Powr Module,智能功率模塊。它不僅把功率開關(guān)器件和驅(qū)動電路集成在一起,而且還內(nèi)藏有過電壓,過電流和過熱等故障檢測電路,并可將檢測信號送到 CPU或 DSP 作中斷處理。它由高速低工耗的管芯和優(yōu)化的門級驅(qū)動電路以及快速保護(hù)電路構(gòu)成。 即使發(fā)生負(fù)載事故或使用不當(dāng), 也可以 IPM自身不受損壞。 IPM一般使用 IGBT作為功率開關(guān)元件,并內(nèi)藏電流傳感器及驅(qū)動電路的集成結(jié)構(gòu)。
IPM模塊是集外圍電路內(nèi)置于一塊功率模塊的器件,IPM以其高可靠性,使用方便贏得越來越大的市場,尤其適合于驅(qū)動電機(jī)的變頻器和各種逆變電源,廣泛應(yīng)用于交流電機(jī)變頻調(diào)速和直流電機(jī)斬波調(diào)速,冶金機(jī)械,電力牽引,伺服驅(qū)動,變頻家電以及各種高性能電源(如UPS、感應(yīng)加熱、電焊機(jī)、有源補(bǔ)償、DC-DC等)、工業(yè)電氣自動化等領(lǐng)域,有著廣闊的市場,一種非常理想的電力電子器件。
二:IPM的特點(diǎn)
1) 開關(guān)速度快。IPM 內(nèi)的 IGBT芯片都選用高速型,而且驅(qū)動電路緊靠 IGBT芯片,驅(qū)動延時小,所以 IPM 開關(guān)速度快,損耗小。
2) 低功耗。IPM 內(nèi)部的 IGBT 導(dǎo)通壓降低,開關(guān)速度快,故 IPM 功耗小。
3) 快速的過流保護(hù)。IPM 實(shí)時檢測 IGBT 電流,當(dāng)發(fā)生嚴(yán)重過載或直接短路時,IGBT將被軟關(guān)斷,同時送出一個故障信號。
4) 過熱保護(hù)。在靠近 IGBT 的絕緣基板上安裝了一個溫度傳感器,當(dāng)基板過熱時,IPM內(nèi)部控制電路將截止柵級驅(qū)動,不響應(yīng)輸入控制信號。
5) 橋臂對管互鎖。在串聯(lián)的橋臂上,上下橋臂的驅(qū)動信號互鎖。有效防止上下臂同時導(dǎo)通。
6) 抗干擾能力強(qiáng)。優(yōu)化的門級驅(qū)動與 IGBT 集成,布局合理,無外部驅(qū)動線。
7) 驅(qū)動電源欠壓保護(hù)。當(dāng)?shù)陀隍?qū)動控制電源(一般為 15V)就會造成驅(qū)動能力不夠,增加導(dǎo)通損壞。IPM自動檢測驅(qū)動電源,當(dāng)?shù)陀谝欢ㄖ党^ 10?s時,將截止驅(qū)動信號。
8) IPM 內(nèi)藏相關(guān)的外圍電路。縮短開發(fā)時間,加快產(chǎn)品上市。
9) 無須采取防靜電措施。
10) 大大減少了元件數(shù)目。體積相應(yīng)小。
三:采用IPM模塊設(shè)計(jì)的高速風(fēng)筒,相較于采用MOS管方案,分立IGBT及FRD對于表面散熱更均勻,不容易導(dǎo)致熱堆積。利用與各種PCB基板兼容的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)封裝外形和工藝,提供了一種經(jīng)濟(jì)高效的解決方案。該方案集成IPM、整流橋、母線電壓采樣電路、相電壓采樣電路、電流采樣、預(yù)充電路、繼電器輸出、電源電路等。
IPM內(nèi)部集成了邏輯、控制、檢測和保護(hù)電路,使用起來方便,不僅減小了系統(tǒng)的體積以及開發(fā)時間,也大大增強(qiáng)了系統(tǒng)的可靠性,適應(yīng)了當(dāng)今功率器件的發(fā)展方向——模塊化、復(fù)合化和功率集成電路。
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IPM
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