發布日期：2022-10-09 點擊率：72
【導讀】智能功率模塊(Intelligent Power Module, IPM)是一種先進的功率開關器件，適應了當今功率器件的發展方向—模塊化、復合化和集成化(PIC)，在電力電子領域得到了越來越廣泛的應用。
本文將為您介紹IPM的特性，以及安森美半導體(ON Semiconductor)所推出的IPM產品。
高度集成的IPM是逆變器的好搭檔
智能功率模塊(IPM)一般使用高速、低功率的IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)作為功率開關組件，內部集成電流傳感器、保護電路，及門級驅動電路的集成結構。
IPM以其高可靠性，使用方便贏得越來越大的市場，尤其適合于驅動電機的變頻器和各種逆變電源，是變頻調速、冶金機械、電力牽引、伺服驅動、變頻家電的一種非常理想的電力電子器件。
IPM把功率開關器件和驅動電路集成在一起，而且內部還集成邏輯、控制和過電壓、過電流和過熱等故障檢測電路，并可將檢測信號送到CPU，
它由高速低功耗的管芯和優化的門極驅動電路以及快速保護電路構成，使用起來方便，不僅減小了系統的體積以及開發時間，也大大增強了系統的可靠性，即使發生負載事故或使用不當，也可以保證IPM自身不受損壞。
IPM其中的IGBT是GTR（大功率晶體管）和MOSFET（場效應晶體管）的復合，由MOSFET驅動GTR，因而IGBT具有兩者的優點。
GTR具備高電流密度、低飽和電壓和耐高壓的優點，以及MOSFET高輸入阻抗、高開關頻率和低驅動功率的優點。
IPM與以往IGBT模塊及驅動電路的組件相比，
IPM內含驅動電路，設定了最佳的IGBT驅動條件，驅動電路與IGBT間的距離很短，輸出阻抗很低，因此，不需要加反向偏壓。
IPM內含過電流(OC)保護、欠電壓(UV)保護等功能，確保系統能夠穩定運作。
安森美半導體在功率半導體領域居業界領導地位，推出了多款IPM產品，以下將為您介紹用于工業設備的部分重點產品。
屬于SPM31系列的NFAM1012L5B(1200 V、10 A)與NFAM2012L5B(1200 V、20 A)是支持完全集成的逆變器電源模塊，由獨立的高端柵極驅動器、低壓集成電路(LVIC)，以及六個IGBT和溫度傳感器(LVIC的TSU)組成，適用于驅動永磁同步(PMSM)電動機、無刷直流(BLDC)電動機和交流異步電動機。
IGBT在三相橋中進行配置，并為下管腳提供單獨的發射極連接，以在選擇控制算法時提供最大的靈活性。功率級具有欠壓鎖定保護(UVP)，內部升壓二極管用于高端柵極升壓驅動。
NFAM1012L5B/NFAM2012L5B具備主動邏輯接口，內置UVP，集成自舉二極管和電阻，并擁有單獨的低側IGBT發射極連接，用于每個相的單獨電流感測，具有溫度傳感器(LVIC的TSU輸出)，符合UL認證，并是無鉛器件。
此外，SPM31系列還有許多支持不同功率、特性近似的器件，
包括NFAM2065L4B(650 V、20 A)、NFAM3065L4B(650 V、30 A)與NFAM5065L4B(650 V、50 A)，
可供客戶依據不同規格需求來選擇。
屬于SPM49系列的NFAL5065L4B(650 V、50 A)與NFAL7565L4B(650 V、75 A)智能電源模塊，可為交流感應、BLDC和PMSM電機提供功能齊全的高性能逆變器輸出級。
這些模塊集成了內置IGBT的優化柵極驅動器，以最大程度地降低EMI和損耗，同時還提供多種模塊上保護功能，包括欠壓鎖定、過流關斷、溫度檢測和故障報告。
內置的高速高壓集成電路(HVIC)僅需一個電源電壓，即可將輸入的邏輯電平柵極輸入轉換為高壓、大電流驅動信號，以正確驅動模塊的內部IGBT。
每個相都有獨立的IGBT負極端子，以支持最廣泛的控制算法。
SPM31 / SPM49系列包含用于柵極驅動和保護的控制集成電路，具備低損耗、短路電流耐受能力IGBT，使用具備極低熱阻的Al2O3 DBC（覆銅陶瓷）基板，內置自舉二極管／電阻，以及與低側IGBT分開的開路發射極引腳，用于三相電流感測，通過集成式感應IGBT進行可調的過流保護，絕緣額定值為2500 Vrms/1分鐘，符合UL認證與RoHS要求。
屬于DIP-S6系列的NFAQ0860L36T(600 V、8 A)與NFAQ1060L36T(600 V、10 A)是完全集成的逆變器功率級，由高壓驅動器，六個IGBT和一個熱敏電阻組成，適用于驅動PMSM電動機、BLDC電動機和交流異步電動機。
IGBT配置在一個三相橋中，每個橋臂的下橋臂有單獨的發射極連接，以在選擇控制算法時提供最大的靈活性。
功率級具有全方位的保護功能，包括交叉傳導保護、外部停機和欠壓鎖定功能。
內部比較器和連接到過電流保護電路的基準電壓源，允許設計人員設置過電流保護水平。
NFAQ0860L36T/NFAQ1060L36T帶集成驅動器，采用DBC基板，
NFAQ0860L36T在8 A時的典型值為VCE(sat)= 2.4V、VF = 2.1V、ESW = 280 μJ，
NFAQ1060L36T在10 A時的典型值為VCE(sat)= 1.9V、VF = 2.4V、ESW = 400 μJ，
均采用緊湊的29.6毫米x 18.2毫米雙列直插式封裝，具備可調過流保護等級，集成自舉二極管和電阻器，以及用于基板溫度測量的熱敏電阻，內置欠壓保護、交叉傳導保護、關機銷，通過ITRIP輸入可關閉所有IGBT，模塊底部至引腳端僅有3.4mm的短引線長度，并符合UL1557認證。
NFAQ0860L36T/NFAQ1060L36T采用的DBC基板具有良好的散熱性（低熱阻），使用最新技術來優化損耗，并有良好的EMI，通過緊湊的封裝減小PCB尺寸，可調過電流保護水平，集成了多功能，具有緊湊設計、優化成本的特性，通過嵌入式NTC熱敏電阻器，可以更精確地測量模塊溫度，模塊與PCB的組裝更加緊密，以減少振動應力。
安森美半導體提供多種規格的IPM產品以滿足各種應用的不同需求，IPM產品的應用領域包括工業風機、洗衣機、空調機、水泵等，
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