智能功率模塊 IPM（Intelligent Powr Module）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)。

　　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。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?？s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。

　　IPM 的數(shù)據(jù)手冊分為三個部分：

　　最大額定值（在任何情況下都不能超過的極限值）- maximum ratings

　　電氣特性，熱特性和機械特性（供技術(shù)人員設(shè)計時參考）-? characteristics（electrical, thermal,mechanical）

　　推薦工作條件（適用于大多應(yīng)用）- recommended operating conditions

　　逆變部分

　　符號 參數(shù) 定義

　　VCC? 供電電壓 加于 P-N 之間的最大直流母線電壓

　　VCC （pp）?? 供電電壓峰值 加于 P-N 之間的最大允許開關(guān)浪涌

　　VCES? 集電極-發(fā)射極電壓? 關(guān)斷時集電極到發(fā)射極最大允許峰值電壓

　　±IC? 集電極電流? TC=25℃時，最大允許集電極和 FWD 直流電流

　　±ICP? 集電極電流峰值? TC=25℃時，最大允許集電極和 FWD峰值電流

　　PC? 集電極功耗? TC=25℃時，每一個開關(guān) IGBT 的最大允許功耗

　　Tj? 結(jié)溫 工作時，IGBT 結(jié)溫的允許范圍

　　制動部分

　　VR（DC）?? FWD 反向電壓 續(xù)流二極管最大允許方向電壓

　　IF? FWD 正向電壓? TC=25℃時，續(xù)流二極管最大允許直流電流

　　VD? 供電電壓 最大允許控制電壓

　　VCIN? 輸入電壓 輸入腳 1 和地（C）之間最大允許電壓

　　VFO? 故障輸出電壓? FO和地之間最大允許電壓

　　IFO? 故障輸出電流? FO的最大允許電流

　　總系統(tǒng)

　　VCC（PROT）?? 受OC和SC保護(hù)的供電電壓? 受 OC 和 SC 保護(hù)時，P-N 之間的最大允許母線電壓

　　TC? 模塊外殼的工作溫度? 基板最大允許殼溫

　　Tstg? 存儲溫度 不加電壓電流時保存溫度

　　viso? 絕緣耐壓 基板和模塊端子之間的最大絕緣耐壓

　　熱阻

　　Rth（j-c）? 結(jié)殼之間的熱阻 每一 IGBT 或 FWD的結(jié)殼之間的最大熱阻

　　Rth（c-f）? 接觸熱阻 每一開關(guān)單元的外殼和散熱片之間的最大熱阻

　　b. 電氣特性

　　逆變和制動部分

　　VCE（sat）? 飽和壓降 在規(guī)定條件下，IGBT 的通態(tài)電壓

　　VEC FWD正向電壓? FWD正向電壓

　　ton? 開通時間

　　Trr FWD恢復(fù)時間

　　Tc（on）? 開通過度時間 規(guī)定條件下，感性負(fù)載的開關(guān)時間

　　Toff? 關(guān)斷時間

　　Tc（off）? 關(guān)斷過度時間

　　ICES? 集電極-發(fā)射極截止電流? VCE=VES 和規(guī)定條件下，斷態(tài)集電極-發(fā)射極電流

　　控制部分

　　VD? 供電電壓 開關(guān)運行時，控制電源電壓

　　ID? 電路電流 待機時控制電源只電流

　　VCIN（on）? 輸入開通電壓 小于此值則使 IPM 開通

　　VCIN（OFF）

　　輸入關(guān)斷電壓 大于此值則使 IPM 關(guān)斷

　　F（pwm）? 載波頻率 變頻器的 PWM 運行范圍

　　T（dead）? 死區(qū)時間 為防止直通的延時信號

　　OC? 過流動作數(shù)值 使過流保護(hù)的集電極電流

　　SC? 短路動作數(shù)值 使短路保護(hù)的集電極電流

　　Toff? 過流延遲時間 超過 OC到過流保護(hù)的時間

　　Ot? 過流保護(hù)數(shù)值 過流動作的基板溫度

　　Otr? 過流復(fù)位條件 為使過熱故障復(fù)位必須降至此值以下

　　Uv? 控制電源欠壓條件? 使欠壓保護(hù)的控制電源電壓

　　Uvr? 控制電源欠壓復(fù)位條件? 為使欠壓故障復(fù)位必須使電壓超過此值

　　Ifo（H）? 故障輸出無效

　　Ifo（L）? 故障輸出有效 低電平有效

　　Tfo? 故障輸出的脈寬 脈沖寬度

　　Vsxr SXR輸出端子 用于驅(qū)動光耦的電壓

　　VD? 供電電壓 最大允許控制電壓

　　VCIN? 輸入電壓 輸入腳 1 和地（C）之間最大允許電壓

　　VFO? 故障輸出電壓? FO和地之間最大允許電壓

　　IFO? 故障輸出電流? FO的最大允許電流

　　　　c.推薦工作條件

　　VCC? 主電源電壓 推薦的直流母線電壓

　　VD? 控制電源電壓 推薦控制電源范圍

　　VCIn （ON）?? 輸入開通電壓 推薦的 IPM 開通的輸入電壓范圍

　　Vcin（off）? 輸入關(guān)斷電壓 推薦的 IPM 關(guān)斷的輸入電壓范圍

　　F pwm? PWM輸入頻率? 推薦的PWM 頻率輸入范圍

　　Tdead? 死區(qū)時間 上下臂信號間延遲時間

　　選用 IPM

　　第一：根據(jù) IPM 的過流值確定峰值電流。

　　電機最大的瞬態(tài)值是：

　　IC（峰值）=P*OL*√2*R???? P=電機功率的額定值；OL=變頻器最大過載因數(shù)

　　η*PF*√3*VAC? R=電流脈動因數(shù)； η=變頻器效率； PF=功率因數(shù)；

　　VAC=線電壓表定值；

　　第二：適當(dāng)?shù)臒嵩O(shè)計保證結(jié)溫永遠(yuǎn)小于 150℃