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智能功率模块的原理及在弧焊机逆变器中的应用

时间:2018-08-07 09:43  来源:www.vsncg.com  作者:亚盛国际  

  原标题:智能功率模块的原理,及在弧焊机逆变器中的应用优点

  智能功率模块(IPM)把IGBT和驱动电路集成在一起,同时内置过电流、过热和欠压等故障检测电路,通过电流传感器和温度传感器检测信号并把信号送到数字信号处理器作中断处理。当外接负载出现故障或IPM自身使用不当时——如控制电源欠压锁定保护、过热保护、过流保护和短路保护中任一种保护功能出现动作时,内部电路将会自动封锁IGBT驱动信号,并立即输出故障信号FO, 使IPM得到保护而不受损坏。

  按照内部功率电路配置的不同,IPM可分为H型、D型、C型和R型四类,它们内部分别集成1个、2个、6个和7个IGBT。以PM200DSA060型IPM为例,它属于D型IPM,图1是内部电亚盛国际路框图,图2是PM200DSA060内部结构图,每个单元都有自己的驱动电路和续流二极管,封装形式为基片式绝缘封装。

  其上桥臂的两个单元控制驱动部分,具有相同的特性,在控制端的每个单元有四个引脚,分别是电源、地、信号输入、故障输出脚,这些引脚不能与其他IGBT单元的同名引脚短接,也不能使用同一驱动电源;而下桥臂的两个单元,它们的电源、地和故障输出脚都是短接的,使用同一电源,采用集体故障报警。这些控制引脚,以插针状排列在模块上表面,连接时用排插即可,具体控制引脚的功能如表1所示。

  (1) 开关速度快,抗干扰能力强。IPM内部集成的高速型IGBT,通过优化设计,驱动电路紧靠IGBT芯片,驱动延时小,开关速度快;同时信号传输阻抗大大减少,受外界干扰小,因此不需加反向偏压,另外,IPM模块采用自举电路,摆脱控制电源不共地的限制,使用同一个电源,控制更加方便,抗干扰能力更强。

  (2) 保护功能齐全。IPM内置电流保护、电压保护和温度保护等多种电路保护。工作时实时检测IGBT电流,当发生严重过载或直接短路时,IGBT将被软关断,同时送出一个故障信号;通过自动检测驱动控制电路电压,在发生过电压和欠电压故障时,驱动信号被截止,IGBT被软关断;在靠近IGBT的绝缘基板上安装有温度传感器,当基板过热时,IPM内部控制电路将截止栅极驱动,不响应输入控制信号。通过各种保护的共同作用,IGBT因故障损坏的几率大大降低。

  (3) 低功耗,散热效果好。通过模块化,大大减少了元件数目和许多传统连线,体积相应小,同时模块内部的IGBT导通压降低,开关速度快,因此IPM功耗较小。IPM采用陶瓷绝缘结构,扁平封装,可以直接安装在散热器上,因而散热效果好。

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TAGS: igbt模块原理图(2)
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