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1、创意与实践文章编号:1001-9944(2008)01-0057-04基于三菱IPM模块的外围接口电路的设计李爱英,程颖(连云港杰瑞电子有限公司,连云港222006)摘要:针对工业变频、交流伺服等市场领域对功率模块的需求,三菱公司开发了第5代IPM智能功率模块。该文简述了IPM模块的基本工作特性,然后以L系列IPM25RLA120模块为例,详细介绍了IPM模块外围接口电路的设计,并提出了IPM过流保护的一种设计方法。最后通过数字伺服驱动控制系统的项目实例,表明了该接口电路设计具有结构简单、抗干扰性强、运行可靠等优点。关键词:智能功率模块;驱动;保护中图分类
2、号:TM921文献标志码:BDesignofPeripheralInterfaceCircuitBasedonMitsubishiElectricIPMModulesLIAi-ying,CHENGYing(JARILianyungangElectronicsCo.,Ltd.,Lianyungang222006,China)Abstract:InordertomeettherequirementofpowermodulesinthefieldsindustrialfrequencyconversiondevicesandACservocontrol,mits
3、ubishielectricdevelopedthe5thgenerationIPMmodules.Inthispaper,thebasicworkfeaturesofIPMaredepictedfirstly.ThenittakesexampleforIPM25RLA120whichisoneoftheLseriesIPMmodules,thedesignofperipheralinterfacecircuitwithIPMmodulesisintroduced.Alsoanapproachofover-currentprotectionispropos
4、ed.Finally,theexperimentalresultsofdigitalservocontrolsystemshowtheadvantagesofthein-terfacecircuitdesignsuchassimplyconfiguration,goodperturbationrejectionandrundependabilityetc.Keywords:intelligentpowermodule(IPM);drive;protectionIPM是一种先进的功率开关器件,具有GTR第5代IPM产品群。本文以三菱公司的第5代L系(大功率晶
5、体管)高电流密度、低饱和电压和耐高压列IPM模块PM25RLA120为例,介绍了IPM外围特点,并具有MOSFET(场效应晶体管)高输入阻抗、驱动和保护电路的设计,并提供了一种IPM过流保高开关频率和低驱动功率等优点。IPM内部集成了护功能硬件电路的设计方法。逻辑、控制、检测和保护电路,不仅减小了系统的体[1]积以及开发时间,也增强了系统的可靠性。1IPM的基本工作特性近年来,在工业器械方面的通用变频、交流伺1.1IPM的结构服等电机控制装置中,除了对高性能化、小型化、低IPM由高速、低功率IGBT、优选的门极驱动器功耗化的需求之外,对于易用性、顾全环境等
6、新要求及保护电路构成。其中,IGBT是GTR和MOSFET的也在逐年增高,三菱公司为满足市场新需求,推出了复合,由MOSFET驱动GTR,因而IPM具有GTR和收稿日期2006-11-23;修订日期:2007-08-10作者简介:李爱英(1981-),女,硕士研究生,助理工程师,研究方向为交流伺服控制。自动化与仪表2008(1)57创意与实践MOSFET的优点。IPM采用了许多在IGBT模块已经得到验证的功率模块隔离封装技术。由于采用了两种不同的封装技术,使得内置栅极驱动电路和保护电路能适用的电流范围很宽,同时使造价维持在合理水平。小功率器件(15~50)
7、A、600V和(10~15)A、1200V采用一种多层环氧树脂粘合绝缘技术,而中大功率器件[2]采用陶瓷绝缘技术。根据内部功率电路配置情况,IPM有4种形式:单管封装(H)、双管封装(D)、六合一封装(C)和七合一封装(R),如图1所示。图2IPM的功能框图Fig.2FunctionalblockofIPM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(一般为IGBT额定工作电流的2倍),且短路时间超过toff(SC),则发生短路保护,封锁门极驱动电图1IPM的电路结构路,输出故障信号。为避免发生过大的di/dt
8、,大多数Fig.1CircuitstructureofIPMIPM
