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技術文章

IPM內部功能機制
      IPM內置的驅動和保護電路使系統硬件電路簡單、可靠，縮短了系統開發時間，也提高了故障下的自保護能力。與普通的IGBT模塊相比，IPM在系統性能及可靠性方面都有進一步的提高。
      保護電路可以實現控制電壓欠壓保護、過熱保護、過流保護和短路保護。如果IPM模塊中有一種保護電路動作，IGBT柵極驅動單元就會關斷門極電流並輸出一個故障信號(FO)。各種保護功能具體如下:
(1)控制電壓欠壓保護(UV):IPM使用單一的+15V供電，若供電電壓低于12．5V，且時間超過toff=10ms，發生欠壓保護，封鎖門極驅動電路，輸出故障信號。
(2)過溫保護(OT):在靠近IGBT芯片的絕緣基板上安裝了一個溫度傳感器，當IPM溫度傳感器測出其基板的溫度超過溫度值時，發生過溫保護，封鎖門極驅動電路，輸出故障信號。
(3)過流保護(OC):若流過IGBT的電流值超過過流動作電流，且時間超過toff，則發生過流保護，封鎖門極驅動電路，輸出故障信號。爲避免發生過大的di/dt，大多數IPM采用兩級關斷模式。其中，VG爲內部門極驅動電壓，ISC爲短路電流值，IOC爲過流電流值，IC爲集電極電流，IFO爲故障輸出電流。
(4)短路保護(SC):若負載發生短路或控制系統故障導致短路，流過IGBT的電流值超過短路動作電流，則立刻發生短路保護，封鎖門極驅動電路，輸出故障信號。跟過流保護一樣，爲避免發生過大的di/dt，大多數IPM采用兩級關斷模式。爲縮短過流保護的電流檢測和故障動作間的響應時間，IPM內部使用實時電流控制電路(RTC)，使響應時間小于100ns，從而有效抑制了電流和功率峰值，提高了保護效果。
當IPM發生UV、OC、OT、SC中任一故障時，其故障輸出信號持續時間tFO爲1．8ms(SC持續時間會長一些)，此時間內IPM會封鎖門極驅動，關斷IPM;故障輸出信號持續時間結束後，IPM內部自動複位，門極驅動通道開放。
    可以看出，器件自身産生的故障信號是非保持性的，如果tFO結束後故障源仍舊沒有排除，IPM就會重複自動保護的過程，反複動作。過流、短路、過熱保護動作都是非常惡劣的運行狀況，應避免其反複動作，因此僅靠IPM內部保護電路還不能完全實現器件的自我保護。要使系統真正**、可靠運行，需要輔助的外圍保護電路。