智能功率模塊的驅(qū)動(dòng)和保護(hù)電路中的注意事項(xiàng)

IPM不僅把功率開關(guān)器件和驅(qū)動(dòng)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(cè)電路，并可將檢測(cè)信號(hào)送到CPU或DSP作中斷處理。它由高速低功耗的管芯和優(yōu)化的門極驅(qū)動(dòng)電路以及快速保護(hù)電路構(gòu)成。即使發(fā)生IPM不僅把功率開關(guān)器件和驅(qū)動(dòng)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(cè)電路，并可將檢測(cè)信號(hào)送到CPU或DSP作中斷處理。它由高速低功耗的管芯和優(yōu)化的門極驅(qū)動(dòng)電路以及快速保護(hù)電路構(gòu)成。即使發(fā)生負(fù)載事故或者使用不當(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(dòng)電路的集成結(jié)構(gòu)。IPM模塊有四種封裝形式：?jiǎn)喂芊庋b，雙管封裝，六管封裝和七管封裝。IPM模塊具有以下的優(yōu)點(diǎn)：

　　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(dòng)電路緊靠IGBT芯片，驅(qū)動(dòng)延時(shí)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，功耗小。

　　3）快速過電流保護(hù)。IPM實(shí)時(shí)檢測(cè)IGBT電流，當(dāng)發(fā)生嚴(yán)重過載或直接短路時(shí)，IGBT將被軟關(guān)斷，同時(shí)送出一個(gè)故障信號(hào)。

　　4）過熱保護(hù)。在靠近IGBT的絕緣基板上安裝了一個(gè)溫度傳感器，當(dāng)基板過熱時(shí)，IPM內(nèi)部控制電路將截止柵極驅(qū)動(dòng)，不響應(yīng)輸入控制信號(hào)。

　　5）橋臂對(duì)管互錟。在串接橋臂上，上下橋臂的驅(qū)動(dòng)信號(hào)互鎖。有效防止上下臂同時(shí)導(dǎo)通。

　　6）抗*力強(qiáng)。優(yōu)化的門板驅(qū)動(dòng)與IGBT集成，布局合理，無(wú)外部驅(qū)動(dòng)線。

　　7）驅(qū)動(dòng)電源欠電壓保護(hù)。當(dāng)?shù)陀隍?qū)動(dòng)控制電源（一般為15V）就會(huì)造成驅(qū)動(dòng)能力不夠，增加導(dǎo)通損壞。自動(dòng)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)電源，當(dāng)?shù)陀谝欢ㄖ党^10μs時(shí)，將截止驅(qū)動(dòng)信號(hào)。

　　8）外圍電路。IPM內(nèi)藏相關(guān)的外圍電路，縮短開發(fā)時(shí)間，加快產(chǎn)品上市。

　　對(duì)IPM布線，IPM的驅(qū)動(dòng)和保護(hù)電路中的注意事項(xiàng)，簡(jiǎn)述如下：

　　1） IPM的保護(hù)功能包括控制電源的欠電壓鎖定（uv），過熱保護(hù)（OT），過電流保護(hù)（OC）和短路保護(hù)（SC）。如果IPM其中有一種保護(hù)電路丁作，IGBT就關(guān)斷并輸出一個(gè)故障信號(hào)FO。

　　2）6個(gè)或7個(gè)IGBT單元的IPM四組隔離的供電電源，兩單元或一單元的則在三相大功率中需要六組隔離電源，以避免噪聲。IPM的控制電源端子應(yīng)該一個(gè)至少0.1 μF的退耦電容，該電容幫助過濾共模噪聲并提供IPM柵極電路所需電流。

　　3）三菱的IPM接口電平為低電平開通高電平截止。接口電路設(shè)計(jì)主要考慮的是噪聲耦合問題。布線上不應(yīng)把PCB板上走線布得太過靠近，否則開關(guān)使電位發(fā)生變化。

　　4）驅(qū)動(dòng)信號(hào)隔離要采用高共模抑制比的高速光耦。低速光耦可用于故障輸出端和制動(dòng)輸入端。