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苏州派尔电源 >> 技术资料 >> 单电源IPM模块在交流变频器的控制技术


 单电源ipm模块结构和工作原理  

 ipm模块的一般特点  

ipm模块作为功率集成电路产品, 它使用表面贴装技术将三相桥臂的六个igbt及其驱动电路、保护电路集成在一个模块内,除了具有驱动功能外, 还具有很多保护功能,与传统分立igbt或模块相比,其具有体积小、功能多、可靠性高、价格便宜等优点。ipm模块一般具有以下特点:  

(1) 内含驱动电路;  

(2) 内含过电流保护(oc)、短路保护(sc);  

(3) 内含驱动电源欠压保护(uv);  

(4) 内含过热保护(oh),过热保护是防止igbt、续流二极管(frd)过热的保护功能;  

(5)内含报警输出(alm),alm是向外部输出故障报警的一种功能,当oh及下桥臂oc、uv保护动作时,通过向控制ipm的微机输出异常信号,能即时停止系统。对于具体不同型号的ipm,其内部所集成的功能可能有所差异。  

 单电源ipm模块的结构和工作原理

ipm模块正常工作时,需要提供驱动电源。现在普遍使用的ipm模块一般需要提供四路独立的电源,目的是防止其内部上、下桥臂发生直通短路现象,但随着功率器件集成技术发展,一些生产厂家,如日本三菱,日本东芝,美国仙童等,采用自举电源技术,推出单电源ipm模块,使得只需给ipm提供一路驱动电源,这为实现变频调速系统共地提供了可能。单电源dip-ipmps21255-e的内部电路如图1所示。


hvic1~hvic3驱动三相桥臂的上管,lvic驱动三相桥臂的下管。其中,hvic1~hvic3中集成了输入pwm信号整形电路、电平移位电路、欠压保护电路、igbt驱动电路,其结构示意图如图2所示。

 
第四代ipm模块的最大的特点就是实现了单电源驱动,其核心技术就是驱动电源采用自举电源技术和电平移位电路,其原理示意图如图3所示。工作原理分析如下:当输入脉冲信号为“1”时,经过脉冲鉴别器确认,且此时无欠压发生, 闩锁逻辑电路上端输出为“1”, 下端输出为“0”, 此时,t1管导通,t2管关断,igbt1的门极驱动电压为+15v,igbt1导通, igbt2关断; 反之, 当输入脉冲信号为“0”时, igbt1关断,igbt2导通。自举电源由图3中的电阻r1、自举二极管d1和自举电容c1组成, 当下桥臂igbt2导通时,自举电容c1通过r1和d1充电,这里必须保证c1首次充电时, igbt2导通一定的时间,使得c1充电充分,这样c1两端的电压保持为+15v,足够驱动上桥臂的igbt1, 通过这种自举电源技术,允许igbt1的源端在p、n之间浮动。由于采用自举电源来驱动上桥臂的igbt,所以这里要求满足一个条件,即在开始工作之前,必须使下桥臂开通足够长的时间(≥200μs),以便让自举电容充分充电。
 

[来源:来自网络] [作者:admin] [日期:12-03-17] [热度:]

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