应用于白家电的变频器智能功率模块(IPM) 技术及方案 - 电源世界.PDF

应用分析 Application Analysis 应用于白家电的变频器智能功率模块(IPM) 技 术及方案 Technology and Plan for the Converter IPM of White Goods 安森美半导体 ON Semiconductor 摘 要：白家电产品的节能问题日益受到世界各国的关注，变频器技术的应用可明显提高其能效。本文介绍了安森美半导体变 频器智能功率模块（IPM ）使用绝缘金属基板技术(IMST®) 的特征及应用方案。 关键词：白家电 变频器 智能功率模块（IPM ） 绝缘金属基板技术 Abstract: The energy-saving problem of white goods has become an increasing concern around the world. The application of the converter technology can obviously improve the energy efficiency. This paper introduces the characteristics and solution of ON Semiconductor ’s converter intelligent power module (IPM) which uses the insulated metal substrate technology (IMST®). Key words: White goods, Converter, Intelligent power module (IPM), Insulated metal substrate technology (IMST®) ［中图分类号］TN773 ［文献标识码］ A 文章编号：1561-0349 （2014 ）02-0046-03 1 前言 击穿电压及大电流IGBT 、快速恢复二极管、门极电阻、用于 由于世界各国不断关注节能问题，使节能型消费类产品 驱动上边IGBT 及IGBT 门极电阻的启动二极管、用于检测发 的需求持续上升，尤其是电冰箱、洗衣机和空调等白家电产 热的热敏电阻、用于过流保护的分流电阻等，用于变频器电路。 品。除了节能，白家电设计的挑战包括尺寸、散热、可靠性、 IPM 提供低损耗，包含多种封装类型，电流范围宽。 噪声及外观设计等。如今，在白家电设计中，具有显著节能、 低噪声和优异变速性能等特性的无刷直流(BLDC) 电机( 或称 “马达”) 应用越来越广泛。据统计，高档电冰箱中可能会使 用5 个或以上电机，空调的室外机及室内机各使用2 个，洗 衣机/ 烘干机、洗碗机等通常也会使用2 个电机，这就需要高 能效的电机驱动/ 控制方案。 变频器技术的开发，旨在高能效地驱动用于工业及家用电 器的电机。此技术要求像绝缘门双极晶体管(IGBT)、快速恢 图1 典型变频器IPM 将多种元器件封装为模块 复二极管(FRD) 这类功率器件，以及控制IC 和无源元件。智 图2 显示的是用于空调的典型电源电路模块。在这个示 能功率模块(IPM) 将这些元器件高密度贴装封装在一起( 见图 例中，变频器IPM 用于驱动空调压缩机及室外风扇。变频器 1)，高能效地驱动电机，配合白家电对低能耗、小尺寸、轻重 IPM 采用微控制器(MCU) 工作。IPM 模块高速开关电源，提 量及高可靠性的要求。IPM 内置高击穿电压的驱动器IC 、高 供更精密控制，实现更高能效的空调工作。 46 | The World of Power Supply Feb 2015 应用分析 Application Analysis