IPM（Intelligent Power Module），內(nèi)置了驅(qū)動和保護(hù)電路，使系統(tǒng)硬件電路更簡單可靠，不僅縮短系統(tǒng)開發(fā)周期，而且提高了故障下的自保護(hù)能力，IPM將是未來電機(jī)控制的主流方案。

隨著汽車的逐年增長，汽車電動部分的控制也隨之而升，諸如汽車高壓輔助電機(jī)、壓縮機(jī)、油泵、水泵、渦輪增壓器、各種風(fēng)扇等。雖然傳統(tǒng)的分立式也能滿足需求，但是集成度不高，參數(shù)選型繁瑣，預(yù)驅(qū)和驅(qū)動相結(jié)合，總體設(shè)計(jì)較為復(fù)雜，ZLG 基于ON的智能功率模塊推出了適用于汽車三相650V 30A/40A/50A IPM電機(jī)控制解決方案。與普通的IGBT相比，IPM在系統(tǒng)性能及可靠性方面得到進(jìn)一步的提升。

方案芯片介紹

下圖是ON適用于汽車650V智能功率模塊，它分為30A、40A、50A電流等級，本文主要針對50A的版本作介紹。IPM是一款先進(jìn)的汽車SPM模塊，為混合動力汽車和電動汽車提供全功能，高性能的逆變器輸出。模塊集成了內(nèi)置IGBT優(yōu)化的柵極驅(qū)動，可最大限度地降低EMI和損耗，同時(shí)還提供多種模塊內(nèi)保護(hù)功能，包括欠壓鎖定，過流關(guān)斷，驅(qū)動IC熱監(jiān)控和故障報(bào)告。內(nèi)置的高速HVIC僅需要一個(gè)電源電壓，并將輸入的邏輯電平柵極輸入轉(zhuǎn)換為正確驅(qū)動模塊內(nèi)部IGBT所需的高電壓、高電流的驅(qū)動信號，內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 IPM內(nèi)部框圖

IPM具有以下特征：

• 采用汽車SPM 27引腳DIP封裝；
• 車規(guī)級芯片（AEC-Q100/101和LV 324）；
• 650 V / 50 A三相IGBT逆變器，帶有集成柵極驅(qū)動器和保護(hù)；
• 具有穩(wěn)定的EMI性能；
• 使用AIN DBC基板的出色熱阻，散熱效率更高；
• 內(nèi)置LVIC溫度傳感器，節(jié)約BOM成本；
• 散熱板隔離額定值：2500 Vrms / 1 min；
• 無鉛且符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)。

電機(jī)控制解決方案設(shè)計(jì)

方案采用ON反激式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，高壓、低壓隔離，預(yù)驅(qū)和IGBT集成于IPM內(nèi)，結(jié)合MCU實(shí)現(xiàn)過溫、過壓/欠壓、過流等保護(hù)功能，方案框圖如圖3所示。除此之外，有專門的可視化在線調(diào)試監(jiān)控軟件，能快速調(diào)整和優(yōu)化電機(jī)參數(shù)，汽車數(shù)字與電機(jī)控制庫，為您提供產(chǎn)品級、高性能的解決方案。

圖3 方案框圖

解決方案具有以下特征：

• 反激式開關(guān)電源，實(shí)現(xiàn)高壓、低壓隔離；
• 高壓過壓/欠壓檢測；
• 高壓過流、短路保護(hù)功能；
• IPM內(nèi)部線性溫度傳感器；
• IPM錯(cuò)誤輸出；
• 電壓、電流采樣，實(shí)現(xiàn)軟硬件共同保護(hù)器件安全；
• 隔離CAN通信功能，完整CAN協(xié)議接口，支持CAN調(diào)速；
• 改進(jìn)的FOC算法，減少啟動時(shí)間和提高最高轉(zhuǎn)速；
• 電機(jī)停止的斜坡降速策略。