相比較分立IGBT，采用IGBT模塊的電力變換裝置在集成度､結構的緊湊性､安裝的維修便利方面有了很大提高，同時由于內部封裝的多個IGBT共用同一散熱器，因此在散熱器設計方面，與分立IGBT相比難度較低，由圖11可以看出，整個IGBT模塊可以和整流橋共用一個散熱器，散熱系統(tǒng)簡單､緊湊。但在驅動電路設計方面與分立IGBT相比沒有明顯改善，圖12是光耦驅動的IGBT模塊的驅動示意圖，IGBT模塊驅動需要設計較為復雜的驅動及保護電路､需要較長的設計及驗證時間。在發(fā)生過流､短路､欠壓､過溫等故障時，若不能及時保護，IGBT模塊會發(fā)生損壞，嚴重影響電力變換裝置的可靠性，這也限制了IGBT模塊在某些需要高可靠性領域的應用。
IPM模塊內置驅動保護電路, 驅動電路的內置，使用戶在應用時，不必再設計需要正負電源的IGBT驅動電路，也不需要設計短路電流檢測電路､過溫保護電路，這將大大簡化PCB設計時間，同時對整個電力變換裝置的評估時間也大大縮短，有助于用戶迅速推出新產(chǎn)品。除了短路保護､過溫保護功能外，IPM還具有控制電源欠壓保護､故障信號輸出功能，完善的保護功能，使采用了IPM的電力變換裝置的可靠性得到大幅提高。特別是對性能､可靠性要求高的領域，如電梯變頻器､UPS電源､伺服控制器等都在廣泛應用IPM。在散熱設計上，IPM的內部IGBT單元可以共用同一散熱器，并且內置IGBT芯片溫度傳感器，可以對6個IGBT芯片的溫度進行實時監(jiān)控，在發(fā)生過溫時及時關閉IGBT并給出故障信號，從而使IPM在熱設計方面比IGBT模塊更可靠。IPM可靠性提高付出的代價是設計制造相對復雜，成本較高，圖15是一種6單元IPM內部結構圖。
在第一講中，我們了解了功率器件的分類及其發(fā)展的歷史，在本講中重點介紹了IGBT及IPM的概念､應用要點､分立IGBT→IGBT模塊→IPM的進化過程。以上這些功率半導體器件基礎知識的介紹，是為了更好地理解后面講座中重點介紹的產(chǎn)品DIPIPMTM及其應用，DIPIPMTM是雙列直插智能功率模塊的英文縮寫，可以說DIPIPMTM是一種小型化的IPM。它采用了壓注模封裝，內置了HVIC，外圍電路變得更加簡單而節(jié)約成本，與IPM相比擁有許多自己的特點，下圖16給出了DIPIPMTM與IPM應用電路對比，對于DIPIPMTM其內置了HVIC,應用電路中不再需要光耦進行隔離，采用自舉電路，只需要單路15V控制電源即可。圖17給出了DIPIPMTM與IPM內部電路結構及優(yōu)缺點對比，相比IPM，DIPIPMTM更易于設計使用，成本更低，特別適合大批量制造及應用。
DIPIPMTM的發(fā)展可以追溯到上世紀90年代，并且隨著小功率變頻應用的發(fā)展而不斷發(fā)展壯大，特別是在變頻家電領域，更是占據(jù)了極高的市場份額。接下來的講座中，將重點圍繞DIPIPMTM的發(fā)展歷史→結構特點→選型原則→電路設計→評價方法→健康管理→生產(chǎn)管理→應用技巧等方方面面展開詳細討論，敬請期待…
主要參考文獻：
[1]袁立強，趙爭鳴，宋高升，王正元；《電力半導體器件原理與應用》
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