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智能功率模塊(IPM)

2009年12月10日 14:25 m.hljzzgx.com 作者:佚名 用戶評論(0
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智能功率模塊(IPM)
家用電器的供電系統(tǒng)通常都要求高效、性能穩(wěn)定和低功耗,這樣,需要對飽和壓降、開關(guān)速度以
及安全運行區(qū)這三個主要特性之間的關(guān)系加以調(diào)整,IPM就具有這些技術(shù)特性。IPM內(nèi)部設(shè)有門極驅(qū)動控制電路
檢測和各種保護電路,采用帶有電流傳感器IGBT芯片。內(nèi)部的故障保護電路則用來檢測過流、過熱及欠壓
等故障。當出現(xiàn)非正常運行狀態(tài)時,IPM就會自動關(guān)斷,同時通過驅(qū)動接口光電傳感器向控制板發(fā)送一個故
信號。
?
IPM的內(nèi)部構(gòu)成:
  IPM內(nèi)置有驅(qū)動和保護電路,用來防止系統(tǒng)相互干擾或者過時損壞功率芯片。只要有一個保護電路起作用,IGBT的門極驅(qū)動電路就關(guān)閉,同時產(chǎn)生一個故障信號。它采用的故障檢測和關(guān)斷方式使功率芯片的容量得到最大限度的利用。
1)短路保護:
  負載短路或系統(tǒng)控制器因相互干擾而發(fā)生直通現(xiàn)象時,IPM內(nèi)的短路保護電路就會關(guān)斷IGBT。流過IGBT的電流超過電流斷開閾值(SC)時,就會立即開始關(guān)斷,同時產(chǎn)生一個故障信號。
2)過流保護:
  如果IGBT中的電流超過過流斷開閾值(OC),且持續(xù)時間大于toff(oc)時,IGBT就會關(guān)斷。toff(oc)的典型值為10μs。電流在OC以上但持續(xù)時間小于toff(oc)時,過流保護電路不工作。IPM是采用帶電流傳感器的IGBT來檢測器件的實際電流的。
3)控制電源欠壓鎖定:
  內(nèi)部控制電路由15V直流電源供電。無論什么原因,只要該電源電壓降到欠壓斷開閾值(UV)以下,IPM就關(guān)斷,同時會產(chǎn)生一個故障信號。小毛刺干擾電壓的持續(xù)時間小于規(guī)定的延時時間tduv時,控制電路不受影響,欠壓鎖定保護電路也不動作,該tduv值約為10μs。為了恢復正常運行狀態(tài),電源電壓必須超過欠壓復位閾值(UVr)??刂齐娫瓷想姾偷綦娖陂g,欠壓鎖定保護電路都有可能起作用,這屬于正?,F(xiàn)象,系統(tǒng)控制器程序所要考慮的只是所產(chǎn)生的故障輸出信號的脈沖寬度。
4)過熱保護:
  靠近IGBT芯片的絕緣基板上裝有溫度傳感器,基板的溫度超過過熱斷開閾值(OT)時,IPM內(nèi)的保護電路就會中止門極驅(qū)動,不響應控制輸入信號,直到過熱根源被排除。溫度下降到過熱復位閾值(OTr)以下,同時控制輸入為高電平(斷態(tài))時,功率芯片將恢復工作,當下一個低電平輸入信號(通態(tài))來臨時就恢復正常運行。
  廣泛應用于直流電機調(diào)速、交流調(diào)壓,工業(yè)加熱調(diào)溫,工業(yè)電氣自動化,各類電氣控制及各類用途的電源(電鍍、調(diào)溫、勵磁、調(diào)光等)。

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