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第6讲:正确理解DIPIPM™产品规格书——电气特性

发布日期:2022-09-13 来源:三菱电机作者:网络
 讲座导语

 

DIPIPM™是双列直插型智能功率模块的简称,由三菱电机于1997年正式推向市场,迄今已在家电、工业和汽车空调等领域获得广泛应用。本讲座主要介绍DIPIPM™的基础、功能、应用和失效分析技巧,旨在帮助读者全面了解并正确使用该产品。

正确理解DIPIPM™产品规格书

通过前几期的技术讲座,我们了解了DIPIPM™的发展历史、基本结构、内置功能,了解了DIPIPM™模块、IGBT模块和IPM智能模块之间的区别,这有助于我们在实际应用中选择合适的功率器件,确定了选用DIPIPM™之后, 下一步要面对的就是选择合适的DIPIPM™型号。选择型号时,最重要的工作是全面、深入地去理解产品规格书。DIPIPM™产品规格书中给出了包括电气特性、热特性、机械特性等相关重要参数及推荐使用条件,正确理解这些参数是使用好产品的前提。下面根据产品规格书中最大值参数、电气特性和推荐使用条件为导向对关键参数的定义以及使用中的注意事项加以介绍。一般情况下规格书中参数均为Tj=25°C下的数据,其他条件则另有注明。

电气特性(Electric Characteristics)

这一部分主要从逆变、控制及机械特性等3个部分对模块典型静态特性和动态特性的主要参数进行说明,以PSS15S92F6-AG为例,电气特性如表2及表3所示,其中部分参数在前面已经有介绍说明,这里就不再重复。
表2   PSS15S92F6-AG典型静态特性和开关特性

表3   PSS15S92F6-AG的控制/保护特性



开关时间

开关特性是通过对带感性负载的半桥电路进行测试而得到,开关时间(ton/ tC(on)/ toff/ tC(off)/ trr)的定义及测试方法如图4及图5所示,其中测试电路中短接A测N侧IGBT,短接B测P侧IGBT。


图4   开关时间的定义

图5   测量电路

VSC(ref):短路保护动作电平

CIN管脚的短路保护动作电平,短路保护功能仅是针对下桥臂的,请选择合适的外部电流检测电阻以使短路保护电流值在模块额定电流值的1.7倍以内。

VOT:LVIC温度的模拟电压信号

部分型号具有此功能,当温度过度升高时,DIPIPM™不会自动关断IGBT和输出故障信号Fo。需要在外部对VOT信号进行处理,当温度超过设定的保护值,应由控制器(MCU)来关断DIPIPM™。

由于VOT输出电压可能超过3.3V,因此在与3.3V电压等级的MCU连接时需要采用分压电路使实际从VOT管脚到MCU对应输入管脚的最大电压低于3.3V,具体请参考产品应用手册。

OTt:过温保护动作值

部分型号具有此功能,当LVIC温度超过过温保护动作阈值(OTt),则过温保护电路动作并输出故障信号Fo。

欠压保护相关阈值

UVDBt/UVDt为P侧/N侧控制电源欠压保护动作电平,UVDBr/UVDr为P侧/N侧控制电源欠压保护复位电平。具体请参考应用手册中相关时序图,这里需要注意的是P侧控制电源发生欠压保护时是没有Fo信号产生的,模块无法正常工作且没有Fo信号产生的时候,可以先排查自举电压是否正常。

Vth(on)/Vth(off):开通电压阈值/关断电压阈值

PWM开通电压阈值/关断电压阈值。输入PWM信号逻辑电平为高有效,为确保PWM信号有效开关,应保证:PWM开通电平>Vth(on)_Max,PWM关断电平

tFO:故障输出信号脉宽

故障信号Fo仅对应短路保护、过温保护、下臂控制电源欠压保护。不同的故障模式,其对应的Fo脉宽有所不同。对于短路故障,Fo脉宽被固定在不小于规格书中最小值的某一数值。对于控制电源欠压故障或过温故障,在整个欠压或过温期间会持续输出Fo信号,但此时Fo脉宽最小也是在规格书中最小值之上。这里需要注意的是,Mini DIPIPM™、Large DIPIPM™等产品的tFO是通过CFO管脚外接的电容来设定的,具体设定方式请参考相关规格书。

产品规格书获取路径

 


 

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关于三菱电机

 

三菱电机创立于1921年,是全球知名的综合性企业。在2022年《财富》世界500强排名中,位列351名。截止2022年3月31日的财年,集团营收44768亿日元(约合美元332亿)。作为一家技术主导型企业,三菱电机拥有多项专利技术,并凭借强大的技术实力和良好的企业信誉在全球的电力设备、通信设备、工业自动化、电子元器件、家电等市场占据重要地位。尤其在电子元器件市场,三菱电机从事开发和生产半导体已有60余年。其半导体产品更是在变频家电、轨道牵引、工业与新能源、电动汽车、模拟/数字通讯以及有线/无线通讯等领域得到了广泛的应用。

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