智能功率模块
1980年，美国通用电气(GE)公司***发布功率器件智能化(intelligent)的概念。如
前文所述，在电力电子变换电路中，电力电子器件必须有驱动电路、控制电路和保护电路的配合，才能按照人们的要求实现一定的电能控制功能，UPS也不例外。传统电力电子器件和配套控制电路是用半导体分立器件(MOSFET/IGBT)构成的，可靠性、集成度都不高，且线路中杂散、寄生参数对变换电路的性能影响严重。而将功率器件和驱动电路、保护、控制等集成在一个模块中，则特别适应电力电子技术高频化发展方向的需要。由于其高度集成化，且结构紧凑，从而避免了由于分布参数、保护延迟所带来的一系列问题。A-UPS电源??蓄电池13181559708:
智能功率模块(IPM--intelligent power module),是以功率器件IGBT为主体，同时把驱动电路和过流保护、短路保护、过热保护、欠压保护等多种保护集成在同一模块内的新型混合集成电路。IPM是一种***的功率开关器件，内部集成了逻辑、控制、检测和保护等电路，使用起来很方便，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UPS 等电力电子领域得到了越来越广泛的应用。
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基本原理
IPM的基本结构如图2-67所示，是由高速IGBT芯片和优选的门级驱动及相应的保护电路构成。O+ IPM内置的驱动和保护电路使系统驱动输入驱动电路硬件电路简单、可靠，缩短了系统开发0C 时间，也提高了模块自我保护能力。与SC 普通的IGBT模块相比，IPM在系统性O日温度传感器能及可靠性方面都有进一步的提高。IPM的保护电路一般可以实现控制UV 电源FO 电源欠压保护、过热保护、过流保护和叫1 故障输出短路保护。一旦IPM模块中只要有一种图2-67 IPM的基本结构保护电路动作，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使用单一的十15V供电，通常若供电电压低于12.5V,且时间超过10ms,则模块认为发生了电源欠压保护，保护电路将封锁门极驱动电路，同时输出故障信号。
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过温保护(OH):IPM封装时在靠近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，将触发过温保护，封锁门极驱动电路，同时输出故障信号。
过流保护(0C):若IGBT的电流值超过过流动作电流，则发生过流保护，封锁门A-UPS电源??蓄电池13181559708:
第2章常用电力电子器件
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。
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- 样，为避免发生过大的di/dt,大多数IPM采用两级关断模式。即在检测到过流时，通过降低栅极电压实现软关断，如果过流现象持续，则封锁门极驱动信号。
当IPM发生UV、OC、OH、SC 中任一故障时，其故障输出信号持续时间为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。
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可以看出，器件自身产生的故障信号是非保持性的，如果故障输出信号持续时间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。
2.5.2主要类型
IPM根据内部功率电路配置的不同可分为四类: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),常见的IPM品牌有三菱、英飞凌和富士等。C型和R型IPM通常是专为变频器而设计的，一般需要四组隔离的供电电源，其中R型多出来的IGBT为负载向直流侧馈能时的电能释放提供通路，用于驱动电机时起到制动释能作用；H型和 D型IPM则在三相大功率电力电子装置中应用，以避免噪声。小功率的 IPM使用多层环氧绝缘，中大功率的IPM一般使用陶瓷绝缘。
