三菱电机DIPIPM™经过25年的发展，产品封装形式由第2代的2个封装发展到了目前的7大封装，最大电流由最初的25A扩展到了100A，电压规格可以满足600V、1200V的应用需求。产品也由起步时的几个型号发展成为上百个型号的庞大家族。如何区分这些产品？它们之间又有何相关性？下面就这些产品如何分类及产品之间的关联性进行介绍。比较简单的产品分类是按照工作电压进行划分，三菱电机DIPIPM™工作电压主要分为600V和1200V，分别满足单相220V~和3相380V~供电的电力变换系统。产品也可以按照采用的芯片技术进行分类，比如产品由于采用的芯片技术不同而划分为第2代､第3代､第4代等，同一代的产品通常采用技术水平相当的芯片技术。三菱电机DIPIPM™最主要的分类方法是按照产品封装进行分类，目前三菱电机DIPIPM™有7大封装。它们分别是：SOPIPM™､SLIMDIP™､超小型封装､小型封装､大型封装､DIPIPM+™､大型DIPIPM+™。这些封装一起构成了三菱电机DIPIPM™家族。图1给出了这些封装的外观图及它们之间的关联关系。
不同封装的DIPIPM™通常其最大额定电流不同，封装体积越大的产品额定电流也越大。同一代的产品，通常需要几个封装来尽可能覆盖更多的电流等级，以满足驱动不同功率负载的要求。例如对于第6代DIPIPM™，超小型封装600V产品其电流覆盖范围为5~35A,小型封装600V产品电流范围可以覆盖20~50A，而大型封装600V产品电流范围覆盖50~75A，总体上来说600V产品采用三种封装可以覆盖电流范围5~75A。当然采取一个大型封装来覆盖5~75A的电流范围也是可以的，只是从经济性考虑，采用大封装的小电流产品的性价比没有优势。对于三菱电机DIPIPM™传统的封装如：大型封装､小型封装､超小型封装由于开发时间早，且经历了多次的产品升级，形成了不同的产品代，目前超小型､小型封装的产品已经发展到了第7代，而大型封装的产品目前发展到了第6代。表1给出了超小型､小型､大型封装的主要产品型号及规格。
对于新的封装包括SLIMDIP™封装､SOPIPM™､DIPIPM+™､大型DIPIPM+™，由于开发应用历史较短，没有形成产品代。表2给出了SLIMDIP™、SOPIPM™、DIPIPM+™、大型DIPIPM+™产品的主要型号。
表1､表2中列出的这些产品型号是三菱电机DIPIPM™的主要型号，每个主要型号实际上又会根据管脚排列不同､功能的增加等因素派生出许多衍生型号。如PS21964同时存在PS21964-T､PS21964-AT､PS21964-ST等型号。下图2是三菱电机超小型､小型､大型封装的DIPIPM™第5代及之前产品的命名方法。到了第6代产品，三菱电机对其命名方法进行了改进，如图3所示。
表1､表2中列出的这些产品型号是三菱电机DIPIPM™的主要型号，每个主要型号实际上又会根据管脚排列不同､功能的增加等因素派生出许多衍生型号。如PS21964同时存在PS21964-T､PS21964-AT､PS21964-ST等型号。下图2是三菱电机超小型､小型､大型封装的DIPIPM™第5代及之前产品的命名方法。到了第6代产品，三菱电机对其命名方法进行了改进，如图3所示。
三菱电机DIPIPM™从面世以来就一直坚持产品创新，其产品升级换代的主要动力来自于市场对低损耗､高性能､小型化､多功能､低成本､易使用等指标的不懈追求。三菱电机DIPIPM™的应用也由最初的家电领域扩展到了诸多的新型领域，产品所能覆盖的功率等级也由起初的数百瓦发展到了十几千瓦。目前三菱电机主要产品有7大封装，尽管每一个封装的产品电路原理､封装结构､制造工艺等基本类似，但是由于面向的应用领域不尽相同，其产品又有各自的特点，只有更好地掌握每个产品的具体特点，才能选好用好DIPIPM™产品，下面将按照封装的不同，对三菱电机当前的主推型号及特点进行分别介绍。
第6/7代超小型DIPIPM™ 产品型号及主要特点
作为三菱电机DIPIPM™家族中当仁不让的最能打的产品，超小型封装的产品在所有封装中出货量最大，从诞生之日起就一直活跃在以变频家电为主的小功率变频应用的第一线，产品也发展到了第7代。其主推型号如表3所示。超小型产品最大的特点是采用同一封装电流覆盖范围从5~40A，通用性好，代与代的产品在升级时完全兼容，客户在应用时，可以达到即插即用的效果。第7代超小型的产品，在第6代产品的基础上，芯片允许结温提升到了175℃，更适合需要更高性能的工业应用。新型SiC半导体材料也被应用到了超小型产品上，15A&25A/600V的全SiC DIPIPM™已经被成功地应用到了高能效变频空调上。
2.1.2
DIPIPM™当前主推型号及特点
作为三菱电机DIPIPM™家族中当仁不让的最能打的产品，超小型封装的产品在所有封装中出货量最大，从诞生之日起就一直活跃在以变频家电为主的小功率变频应用的第一线，产品也发展到了第7代。其主推型号如表3所示。超小型产品最大的特点是采用同一封装电流覆盖范围从5~40A，通用性好，代与代的产品在升级时完全兼容，客户在应用时，可以达到即插即用的效果。第7代超小型的产品，在第6代产品的基础上，芯片允许结温提升到了175℃，更适合需要更高性能的工业应用。新型SiC半导体材料也被应用到了超小型产品上，15A&25A/600V的全SiC DIPIPM™已经被成功地应用到了高能效变频空调上。
由于封装大小限制，对于电流超过50A的应用，超小型和小型产品将无能为力，这时就轮到三菱电机大型DIPIPM™出场了，虽然在三菱DIPIPM™家族中，大型产品的出货量远不及超小型､小型产品，但随着变频商用空调等领域的发展，市场对于大功率的DIPIPM™需求也在迅速增长，三菱电机大型封装的DIPIPM™也由第4代升级到了第6代。与超小型､小型不同的是大型封装的DIPIPM™目前没有第7代产品，且侧重于1200V的三相应用，第6代产品与第4代产品相比，其内部配置了用于自举电路的自举二极管，不再需要在线路板上装配自举二极管，简化了PCB设计，降低了成本，第6代大型产品封装与第4代依旧兼容，利于客户产品升级。表5给出了第4/6代大型产品的主要型号。
DIPIPM+™和大型DIPIPM+™与传统的DIPIPM™相比其拓扑结构不同，增加了整流和刹车单元，因而其拓扑结构也由单纯的逆变结构演变成了CIB（Converter+Inverter+Brake）结构，拓扑结构的变化带了集成度的提高，采用DIPIPM+™作为功率器件的变频装置，体积更小､结构更紧凑，特别适合对体积要求高的应用领域如：商用空调、工业变频器、伺服控制器等。三菱电机采用DIPIPM+™结构的产品有两种封装，DIPIPM+™和大型DIPIPM+™，大型封装的产品，电流覆盖范围更大。其产品型号如表6所示。
SLIMDIP™是三菱电机面向家电领域的主打产品，有机会取代超小型产品成为变频家电领域应用最广泛的产品。与超小型产品相比，SLIMDIP™最大特点就是体积更小，由于采用了RC-IGBT（逆导型IGBT）芯片，其内部配置的续流二极管与IGBT集成在了同一芯片上，与超小型DIPIPM™相比，内部的功率芯片的个数减少了6只，因而体积比超小型降低了约30%。体积的减小使SLIMDIP™产品在讲究性价比的家电领域更具竞争力。而SOPIPM™产品是三菱电机为了满足更小功率应用如变频冰箱、风机驱动等而设计开发的采用贴片封装的DIPIPM™，在某种程度上可以说SOPIPM™是贴片版的SLIMDIP™，其内部同样配置有RC-IGBT芯片，功能上SOPIPM™内置了PWM信号内部互锁功能，可以有效防止因噪声或驱动错误等导致的上下桥臂直通，从而最大限度保护功率模块。相较其它产品，SOPIPM™产品开发起步较晚，其产品目前只有2A的产品，其它规格的产品也在陆续开发当中。表7给出了SLIMDIP™和SOPIPM™的产品型号表。
功率半导体器件有许多种类，每种功率器件都有其最适合的应用，与其它功率器件如IPM､IGBT模块相比，DIPIPM™所能处理的功率范围要小得多，其适合应用的领域也以小功率为主，这与DIPIPM™的特点是分不开的。DIPIPM™的优势在于设计应用简单､集成度高､低成本，适合诸如家电､工业等对成本要求高､产品更新速度快､大批量生产的领域。近年来，为了保护地球环境减少碳排放，越来越多的领域开始采用变频技术，以提高能效。在家电领域，变频家电的份额逐年提高，特别是家庭中的耗电大户，变频空调在国内市场已基本取代了定速空调。除了空调压缩机驱动，空调的风机驱动也日渐变频化。洗衣机､冰箱､洗碗机､烘干机等家电变频比例也越来越大。在工业领域通用变频器､伺服控制器､小型光伏逆变器等在节能环保的大背景下，市场需求越来越多，这些领域为DIPIPM™提供了广阔的应用空间。
图4给出了适合DIPIPM™应用的领域，图中横坐标是功率等级，纵坐标是应用时PWM驱动信号的载频。在选择DIPIPM™时，最重要的是根据负载所需要的功率和其驱动所需载频来选择合适的DIPIPM™。由于驱动负载的类型的不同，所需要PWM驱动信号载频也不同，载频的大小与DIPIPM™功率损耗正相关，即载频越大，损耗越大，DIPIPM™所能输出的功率也越小。由图4可以看出，DIPIPM™适合功率范围是几十瓦到15kW左右，载频在20kHz以下的功率变换应用。
本次讲座是系列讲座的第4讲，前三讲主要围绕功率器件基本知识进行介绍，从本讲开始正式进入DIPIPM™相关内容，重点围绕DIPIPM™结构特点､选型原则､电路设计､PCB布线技巧､生产注意事项､健康管理､故障分析等诸多方面进行讲座，敬请期待！
主要参考文献：
[1] “Super Mini DIPIPM Ver.6 APPLICATION NOTE”by Mitsubishielectric
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