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
，尤其適合於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、控製和過電壓、過電流和過熱等故障檢測電路，並可將檢測信號送到CPU
，

 

它(ta)由(you)高(gao)速(su)低(di)功(gong)耗(hao)的(de)管(guan)芯(xin)和(he)優(you)化(hua)的(de)門(men)極(ji)驅(qu)動(dong)電(dian)路(lu)以(yi)及(ji)快(kuai)速(su)保(bao)護(hu)電(dian)路(lu)構(gou)成(cheng)
，使(shi)用(yong)起(qi)來(lai)方(fang)便(bian)，不(bu)僅(jin)減(jian)小(xiao)了(le)係(xi)統(tong)的(de)體(ti)積(ji)以(yi)及(ji)開(kai)發(fa)時(shi)間(jian)，也(ye)大(da)大(da)增(zeng)強(qiang)了(le)係(xi)統(tong)的(de)可(ke)靠(kao)性(xing)，即(ji)使(shi)發(fa)生(sheng)負(fu)載(zai)事(shi)故(gu)或(huo)使(shi)用(yong)不(bu)當(dang)，也(ye)可(ke)以(yi)保(bao)證(zheng)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）的複合，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
，確保係統能夠穩定運作。

 

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，以下將為您介紹用於工業設備的部分重點產品。

 

屬於SPM31係列的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
，適用於驅動永磁同步(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，並為下管腳提供單獨的發射極連接
，以在選擇控製算法時提供最大的靈活性。功率級具有欠壓鎖定保護(UVP)，內部升壓二極管用於高端柵極升壓驅動。

 

NFAM1012L5B/NFAM2012L5B具備主動邏輯接口，內置UVP
，集成自舉二極管和電阻，並擁有單獨的低側IGBT發射極連接
，用於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
，並是無鉛器件。

 

此外，SPM31係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。

 

屬於SPM49係列的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，以支持最廣泛的控製算法。

 

SPM31 / SPM49係列包含用於柵極驅動和保護的控製集成電路
，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
，用於三相電流感測，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分鍾
，符合UL認證與RoHS要求。

 

屬於DIP-S6係列的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，適用於驅動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，以在選擇控製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，以及用於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，並符合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，並有良好的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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