图3和图4分别为功率模块机构的功率模块支架部分不同角度结构示意图。具体实施方式为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白,下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”,广东优势Mitsubishi三菱IPM模块工厂直销、“长度”,广东优势Mitsubishi三菱IPM模块工厂直销、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”,广东优势Mitsubishi三菱IPM模块工厂直销、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。此外,术语“一”、“第二”用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此。H型(内部封装一个IGBT)、D型(内部封装两个IGBT)、C型(内部封装六个IGBT)和R型(内部封装七个IGBT)。广东优势Mitsubishi三菱IPM模块工厂直销
且便于连接微处理器.驱动信号一般由光耦电路产生。驱动电路主要是使控制输入信号通过光电耦合器传送,设计时可选择HcPI一1505、HC-PL_4506、TLP一759、TLP559等型号的光电耦合器,并使光耦与IPM控制端子间的布线短,布线阻抗小。以上推荐型号的光电耦合器均为发光二极管驱动方式,dv/dt的耐量小,故采用光耦阴极接限流电阻的驱动电路形式,完整的驱动电路如图2所示。图2驱动电路,其结构为交-直-交电压型变频器,通过PWM信号控制IGBT的导通,得到频率可变的交流输出,则可实现交流电机的无极调速。图3中,驱动单元共7组,上桥臂用3组,下桥臂用3组,制动用1组;控制电源共4组,上桥臂用3组,下桥臂与制动单元公用1组。P、N为主电源输入端(整流输入),U、V、W接三相异步电机,P、B端接制动耗能电阻。图3应用电路1(变频调速)如图4所示为IGBT一IPM应用于有源电力滤波器的电路原理图。众所周知,由于接人电力系统的非线性负载融益增多,致使电力系统的电流渡形发生畸变,重影响电网供电质量及电气设备的正常安全运行。有源电力滤波器是一种用于动态抑制谐波和补偿无功的新型电力电子装置,它以实时检测为基础,通过IPM信号控制IGBT的导通,输出电流对畸变波形实时跟踪补偿。天津贸易Mitsubishi三菱IPM模块值得推荐支持高压和高电流的应用场景。
1引言在大功率电力电子器件应用中,IGBT已取代GTR或MOsF龃成为主流。心盯的优点在予输入阻抗高、开关损耗小、饱和压降低、通断速度快、热稳定性能好、耐高压且承受大电流、驱动电路简单。目前,由妇BT单元构成的功率模块在智能化方面得到了迅速发展,智能功率模块(IPM)包括基本组合单元和驱动电路,还具有保护和报警功能。IPM以其完善的功能和高可靠性创造了很好的应用条件,利用IPM的控制功能,与微处理器相结合,可方便地构成智能功率控制系统。IGBT一IPM模块适用变频器、直流调速系统、DC—DC变换器以及有源电力滤波器等,其中富士R系列IGBT一IPM是应用较广的产品之一。2IGBll_IPM的结构IPMⅡ模块有6单元或7单元结构,用陶瓷基板作绝缘构造,基板可直接安装在散热器上,控制输入端为m标准单排封装,可用一个通用连接器直接与印刷电路板相连。主电源输入(P,N)、制动输出(B)及输出端(u,v,w)分别就近配置,主配线方便;主端子用M5螺钉,可实现电流传输。IPM的结构框图如图l所示,其基本结构为IGBT单元组成的三相桥臂;内含续流二极管、制动用IG明和制动用续流二极管;内置驱动电路、保护电路和报警输出电路。IPM共有6个主回路端(P,N,B,u,v,w)、16个控制端。
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,门极驱动电路,输出故障信号。(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,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,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,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。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。
采用本实用新型ipm模块短路检测电路和现有退饱和检测电路对ipm模块进行短路检测,结果如图3所示,图3中,纵轴vce为ipm模块集电极与发射极之间的电压,横轴为时间,该图中上面的虚线表示ipm模块发生短路故障后,其集电极与发射极之间电压随时间的变化趋势;中间实线表示ipm模块正常工作时,即没有发生短路时,其其集电极与发射极之间电压随时间的变化趋势;底部虚线表示现有退饱和检测电路设置的阈值电压vref随时间的变化趋势;在ipm模块发生短路时,本实用新型ipm模块短路检测电路测试出短路故障所需时间为t1,现有退饱和检测电路测试出短路故障所需时间为t2,从图3中可看出,t2≈2t1,表明本实用新型ipm模块短路检测电路所需检测时间较短,在ipm模块发生短路时能及时关断ipm模块,避免了ipm模块内部芯片发生损坏,提高了ipm模块的可靠性和使用寿命。常应用于电动汽车、能源储存系统、工业自动化等领域。广东优势Mitsubishi三菱IPM模块工厂直销
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。广东优势Mitsubishi三菱IPM模块工厂直销
以及测试电压vs的影响而产生信号的失真,即避免了公共栅极单元100因对地电位变化造成的偏差,从而提高了检测电流的精度。本发明实施例提供的igbt芯片,在igbt芯片上设置有:工作区域、电流检测区域和接地区域;igbt芯片还包括一表面和第二表面,且,一表面和第二表面相对设置;一表面上设置有工作区域和电流检测区域的公共栅极单元,以及,工作区域的一发射极单元、电流检测区域的第二发射极单元和第三发射极单元,其中,第三发射极单元与一发射极单元连接,公共栅极单元与一发射极单元和第二发射极单元之间通过刻蚀方式进行隔开;第二表面上设有工作区域和电流检测区域的公共集电极单元;接地区域设置于一发射极单元内的任意位置处;电流检测区域和接地区域分别用于与检测电阻连接,以使检测电阻上产生电压,并根据电压检测工作区域的工作电流。本申请避免了栅电极因对地电位变化造成的偏差,提高了检测电流的精度。进一步的,电流检测区域20包括取样igbt模块,其中,取样igbt模块中双极型三极管的集电极和绝缘栅型场效应管的漏电极断开,以得到第二发射极单元201和第三发射极单元202。具体地,如图6所示。广东优势Mitsubishi三菱IPM模块工厂直销
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