DIPIPM™是雙列直插型智能功率模塊的簡稱，由三菱電機于1997年正式推向市場，迄今已在家電、工業和汽車空調等領域獲得廣泛應用。本講座主要介紹DIPIPM™的基礎、功能、應用和失效分析技巧，旨在幫助讀者全面了解并正確使用該產品。
正確理解DIPIPM™產品規格書
通過前幾期的技術講座，我們了解了DIPIPM™的發展歷史、基本結構、內置功能，了解了DIPIPM™模塊、IGBT模塊和IPM智能模塊之間的區別，這有助于我們在實際應用中選擇合適的功率器件，確定了選用DIPIPM™之后, 下一步要面對的就是選擇合適的DIPIPM™型號。選擇型號時，最重要的工作是全面、深入地去理解產品規格書。DIPIPM™產品規格書中給出了包括電氣特性、熱特性、機械特性等相關重要參數及推薦使用條件，正確理解這些參數是使用好產品的前提。下面根據產品規格書中最大值參數、電氣特性和推薦使用條件為導向對關鍵參數的定義以及使用中的注意事項加以介紹。一般情況下規格書中參數均為Tj=25°C下的數據，其他條件則另有注明。
推薦使用條件（Recommended Conditions）
規格書中對VCC、VD/VDB、tdead、fPWM、PWIN(on)/PWIN(off)等關鍵參數的推薦范圍進行了說明，雖然只是推薦而非必需，但為了確保DIPIPM™安全運行，我們強烈建議在這些條件下使用模塊，以PSS15S92F6-AG為例如表4所示。其中大部分參數在前面已經有介紹說明，這里就不再重復，對于前面未有說明的參數，介紹如下。
表4 PSS15S92F6-AG推薦使用條件
tdead：死區時間
為了防止上下橋臂直通（Shoot-Through），必須在驅動信號中設置避免上下橋開關器件同時開通的死區時間。使用中應保證實際死區時間大于規格書中tdead最小值，以防止發生橋臂直通短路。
fPWM：PWM控制輸入信號頻率
設計中應使開關頻率低于規格書中fPWM最大值，使用中也需要考慮輸出電流與fPWM的關系，頻率高則需要考慮降額使用。
PWIN(on)/ PWIN(off)：PWM輸入信號的最小脈寬
對于脈寬小于PWIN(on)的輸入ON信號，模塊可能不響應。對于脈寬小于PWIN(off)的輸入OFF信號，模塊可能延遲響應或者不響應，后者請參照圖6中相關時序圖。
圖6 脈寬小于PWIN(off)的輸入信號時DIPIPM™的動作延遲（僅P側）
安裝力矩
這部分需要注意的是在模塊安裝中的扭矩大小，應保證安裝力矩在推薦的范圍內，為此推薦采用力矩扳手。不同封裝的模塊對應的安裝力矩不一樣，不同封裝DIPIPM™模塊推薦力矩范圍如表5所示。
表5 不同封裝DIPIPM™安裝力矩
關鍵規格參數的應用要點
Vcc、Vcc(surge)、Vcc(PROT)及 VCES的區別
Vcc、Vcc(surge)及Vcc(PROT)均為系統級參數，其中Vcc為在無開關動作狀態下P-N端子間直流母線電壓。Vcc(surge)為在開關動作狀態下P-N端子間的最大浪涌電壓，如果超出則需追加吸收電路或減少布線的寄生電感來抑制母線電壓浪涌，否則將可能導致模塊過壓失效。Vcc(PROT)為在短路或過流故障時能夠保證IGBT安全關斷的最大母線電壓，如果超出則可能損壞功率芯片。VCES則為內部IGBT芯片集電極-發射極之間的最大耐壓值，超出則可能造成功率芯片過壓失效。圖7為DIPIPM™在開關狀態和短路狀態下的SOA，下面以PSS15S92F6-AG對上述電壓參數進行相關說明。
圖7 開關狀態和短路狀態下的SOA
IC、ICP及 IO的區別
IC為DIPIPM™內部IGBT芯片集電極在Tc=25℃時所允許流過的直流電流最大值，而ICP描述的是DIPIPM™內部IGBT芯片集電極在Tc=25℃時所能流過的脈沖電流峰值。IO為不同應用條件且結溫≤Tjmax的情況下，模塊實際允許的輸出電流有效值。
Tjmax、Tjave、TC及TIC的區別
如圖8所示，Tjmax為在極端負載下的最大結溫，而Tjave(Tj_average)為常態穩定運行下結溫的平均值。在進行功耗仿真時，針對Tjmax=150℃/175℃的模塊，以Tjave≤125℃/150℃作為應用條件合適的判斷依據之一。
圖8 Tjmax與Tjave說明
圖9 熱量傳輸路徑與Tj、Tc及Tic關系說明
VD與VDB的區別
VD是外部施加的用于下臂IGBT單元的控制電源電壓，VDB通過自舉電路產生的用于上臂IGBT單元的懸浮電源電壓，VDB來源于VD，但考慮到下橋臂續流二極管續流時也會對自舉電容充電，VDB的最大值可能會高于VD。另外需要注意的是，P側的VDB發生欠壓保護時是沒有Fo信號產生的，在故障排除中需要注意。
本講總結
當然規格書里的內容也不能包含所有DIPIPM™所有的性能指標，某些指標還需要與生產廠商進行咨詢。接下來的講座中，我們將繼續圍繞如何了解透、選擇好、應用好DIPIPM™的相關知識進行介紹，敬請期待。
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