驱动器电源电压控制和直流母线电压测量等

 贴片电容     |      2019-05-29 12:32

  Epcos电容TDK一级代理商原厂代理 功率电子模块的集成度 半导体模块之间的差异,不仅仅体现在连接技术方面。另一个差别因素是附加有源和无源器件的集成度。根据集成度不同,可分为以下几类:标准模块,智能功率模块(ipm),(集成)子系统。在ipm被广泛使用(尤其在亚洲地区)的同时,集成子系统的使用只刚刚起步。 1、智能功率模块(ipms) 智能功率模块的特点在于除了功率半导体器件外,还有驱动电路。许多ipm模块也配备了温度传感器和电流平衡电路或用于电流测量的分流电阻。通常智能功率模块也集成了额外保护和监测功能,如过电流和短路保护,驱动器电源电压控制和直流母线电压测量等。 然而,大部分智能功率模块没有对功率侧的信号输入进行电气隔离。只有极少数的ipm包含了一个集成光耦。另一种隔离方案是采用变压器 进行隔离。 通常,小规模的ipm的特点在于其引线框架技术。穿孔铜板用作功率开关和驱动ic的载体。通过一层薄薄的塑料或绝缘金属板进行散热。 用于中高功率应用的ipm模块的设计特点是将模块分为两个层次。功率半导体在底部,驱动器和保护电路在上部。本领域内名气的ipm是赛米控的skiip?,已面市超过了10年。这种无底板ipm系列产品的额定电流是2400a,包括一个驱动器和保护功能,加上电流传感器、电气隔离和电源。这些模块装在风冷或水冷冷却器上,并在供货前进行全面的测试。 一个有趣的趋势是将标准模块升级为ipm。可直接或使用带驱动电路(通过弹簧连接)的适配器板来进行升级。赛米控的skypertm驱动器是这方面理想的产品。 三菱功率模块全新原装

  智能功率模块(IPM)是Intelligent Power Module的缩写,是一种先进的功率开关器件,具有GTR(大功率晶体管)高电流密度、低饱和电压和耐高压的优点,以及MOSFET(场效应晶体管)高输入阻抗、高开关频率和低驱动功率的优点。而且IPM内部集成了逻辑、控制、检测和保护电路,使用起来方便,不仅减小了系统的体积以及开发时间,也大大增强了系统的可靠性,适应了当今功率器件的发展方向——模块化、复合化和功率集成电路(PIC),在电力电子领域得到了越来越广泛的应用。

  Epcos电容TDK一级代理商原厂代理 IGBT的分立驱动电路的设计 IGBT的驱动设计问题亦即MOSFET的驱动设计问题,设计时应注意以下几点:①IGBT栅极耐压一般在±20V左右,因此驱动电路输出端要给栅极加电压保护,通常的做法是在栅极并联稳压二极管或者电阻。前者的缺陷是将增加等效输入电容Cin,从而影响开关速度,后者的缺陷是将减小输入阻抗,增大驱动电流,使用时应根据需要取舍。②尽管IGBT所需驱动功率很小,但由于MOSFET存在输入电容Cin,开关过程中需要对电容充放电,因此驱动电路的输出电流应足够大,这一点设计者往往忽略。假定开通驱动时,在上升时间tr内线性地对MOSFET输入电容Cin充电,则驱动电流为Igt=CinUgs/tr,其中可取tr=2。2RCin,R为输入回路电阻。③为可靠关闭IGBT,防止擎住现象,要给栅极加一负偏压,因此采用双电源供电。 三菱功率模块原装现货

  IPM内置的驱动和保护电路使系统硬件电路简单、可靠,缩短了系统开发时间,也提高了故障下的自保护能力。与普通的IGBT模块相比,IPM在系统性能及可靠性方面都有进一步的提高。

  保护电路可以实现控制电压欠压保护、过热保护、过流保护和短路保护。如果IPM模块中有一种保护电路动作,IGBT栅极驱动单元就会关断门极电流并输出一个故障信号(FO)。各种保护功能具体如下:

  (1)控制电压欠压保护(UV):IPM使用单一的+15V供电,若供电电压低于12.5V,且时间超过toff=10ms,发生欠压保护,封锁门极驱动电路,输出故障信号。

  Epcos电容TDK一级代理商原厂代理 IGBT的分立驱动电路的设计 IGBT的驱动设计问题亦即MOSFET的驱动设计问题,设计时应注意以下几点:①IGBT栅极耐压一般在±20V左右,因此驱动电路输出端要给栅极加电压保护,通常的做法是在栅极并联稳压二极管或者电阻。前者的缺陷是将增加等效输入电容Cin,从而影响开关速度,后者的缺陷是将减小输入阻抗,增大驱动电流,使用时应根据需要取舍。②尽管IGBT所需驱动功率很小,但由于MOSFET存在输入电容Cin,开关过程中需要对电容充放电,因此驱动电路的输出电流应足够大,这一点设计者往往忽略。假定开通驱动时,在上升时间tr内线性地对MOSFET输入电容Cin充电,则驱动电流为Igt=CinUgs/tr,其中可取tr=2。2RCin,R为输入回路电阻。③为可靠关闭IGBT,防止擎住现象,要给栅极加一负偏压,因此采用双电源供电。 三菱智能模块原厂品质

  (2)过温保护(OT):在靠近IGBT芯片的绝缘基板上安装了一个温度传感器,当IPM温度传感器测出其基板的温度超过温度值时,发生过温保护,封锁门极驱动电路,输出故障信号。

  (3)过流保护(OC):若流过IGBT的电流值超过过流动作电流,且时间超过toff,则发生过流保护,封锁门极驱动电路,输出故障信号。为避免发生过大的di/dt,大多数IPM采用两级关断模式。其中,VG为内部门极驱动电压,ISC为短路电流值,IOC为过流电流值,IC为集电极电流,IFO为故障输出电流。

  (4)短路保护(SC):若负载发生短路或控制系统故障导致短路,流过IGBT的电流值超过短路动作电流,则立刻发生短路保护,封锁门极驱动电路,输出故障信号。跟过流保护一样,为避免发生过大的di/dt,大多数IPM采用两级关断模式。为缩短过流保护的电流检测和故障动作间的响应时间,IPM内部使用实时电流控制电路(RTC),使响应时间小于100ns,从而有效抑制了电流和功率峰值,提高了保护效果。

  Epcos电容TDK一级代理商原厂代理 2、集成子系统 所有这些ipm的共同点是真实的“智能”,即将设定点值转换成驱动脉冲序列的控制器不包含在模块中。赛米控是250kw以下转换器用集成子系统的核心制造商。skaitm模块也是ipm,其特点是集成了dsp控制器,除脉宽调制外,还可进行其它通信任务。这些子系统也包含集成直流环节电容器,一个辅助电源,精密电流传感器和一个液体冷却器。 三菱功率模块原装进口

  当IPM发生UV、OC、OT、SC中任一故障时,其故障输出信号持续时间tFO为1.8ms(SC持续时间会长一些),此时间内IPM会封锁门极驱动,关断IPM;故障输出信号持续时间结束后,IPM内部自动复位,门极驱动通道开放。

  可以看出,器件自身产生的故障信号是非保持性的,如果tFO结束后故障源仍旧没有排除,IPM就会重复自动保护的过程,反复动作。过流、短路、过热保护动作都是非常恶劣的运行状况,应避免其反复动作,因此仅靠IPM内部保护电路还不能完全实现器件的自我保护。要使系统真正安全、可靠运行,需要辅助的外围保护电路。

  Epcos电容TDK一级代理商原厂代理驱动电路是IPM主电路和控制电路之间的接口,良好的驱动电路设计对装置的运行效率、可靠性和安全性都有重要意义。三菱智能模块特价供应

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