關(guān)鍵字： 變頻  家電  智能功率模塊  三菱  CTM 

變頻空調(diào)器是通過(guò)改變頻率來(lái)控制壓縮機(jī)馬達(dá)的轉(zhuǎn)速，從而有效地控制其輸出功率，實(shí)現(xiàn)提高效率、降低噪音、提高制冷/熱效果和舒適性的目的。圖1為變頻空調(diào)室外機(jī)的電氣控制原理圖。

變頻空調(diào)器室外機(jī)硬件的核心部分是變頻器電路，主要包括單片機(jī)控制部分和電力轉(zhuǎn)換部分，后者的核心為逆變部分，通常都采用模塊化器件以提高可靠性。三菱公司為此開(kāi)發(fā)了專用智能功率模塊，即CTM系列IPM。

IPM產(chǎn)品功能描述

IPM即智能功率模塊(Intelligent Power Module)，它是將IGBT連同其驅(qū)動(dòng)電路和多種保護(hù)電路封裝在同一模塊內(nèi)，使系統(tǒng)設(shè)計(jì)者從繁瑣的IGBT驅(qū)動(dòng)和保護(hù)電路的設(shè)計(jì)中解脫出來(lái)。

IPM內(nèi)部含有門(mén)極驅(qū)動(dòng)控制、故障檢測(cè)和多種保護(hù)電路等，并且采用內(nèi)置有電流傳感器的第三代IGBT芯片。CTM系列IPM是針對(duì)家用空調(diào)常采用的低頻逆變系統(tǒng)而開(kāi)發(fā)，頻率f_PWM的典型值為5kHz，共有4個(gè)容量等級(jí)的8種型號(hào)，適用于直流輸入/三相輸出、電機(jī)功率為0.7~3HP的應(yīng)用條件。

在開(kāi)發(fā)該系列IPM時(shí)，在IGBT芯片、續(xù)流二極管芯片、控制IC電路以及封裝結(jié)構(gòu)等方面都采取了多種優(yōu)化處理措施，使其具有較小的體積和較高的性價(jià)比。用于這種IPM的IGBT芯片的飽和壓降優(yōu)化到1.8V。

IPM的內(nèi)置保護(hù)功能

IPM可以實(shí)現(xiàn)的保護(hù)功能有：1) 控制電源欠壓保護(hù)(UV)；2)過(guò)熱保護(hù)(OT)；3) 過(guò)流保護(hù)(OC)；4) 短路保護(hù)(SC)。原理框圖見(jiàn)圖2，對(duì)應(yīng)的時(shí)序如圖3-6所示，表1(上)中羅列了IPM各種保護(hù)功能的觸發(fā)條件和恢復(fù)條件。

保護(hù)功能說(shuō)明：PM15/20CTM060(-3)和PM30CTJ060(-3) P側(cè)僅有門(mén)極驅(qū)動(dòng)電路；N側(cè)含有門(mén)極驅(qū)動(dòng)和多種保護(hù)功能，包括OC、SC、UV和OT。

PM50/75CTK060 P側(cè)含有門(mén)極驅(qū)動(dòng)和OC、SC及UV等保護(hù)功能；N側(cè)含有門(mén)極驅(qū)動(dòng)和OC、SC、UV及OT等保護(hù)功能。

需要強(qiáng)調(diào)的是，IPM的保護(hù)功能自身并不能排除故障。在電路設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)利用故障輸出信號(hào)Fo，使系統(tǒng)在故障發(fā)生時(shí)能夠??IPM的輸入信號(hào)并停機(jī)。

IPM的應(yīng)用

圖7所示為三相逆變系統(tǒng)總體控制電路，電路中對(duì)應(yīng)器件的類型應(yīng)根據(jù)壓縮機(jī)的容量進(jìn)行選擇，如表1(下)所示。

在使用IPM時(shí)應(yīng)注意以下防靜電釋放(ESD)問(wèn)題：

1. 電烙鐵的烙鐵頭應(yīng)良好接地：一般來(lái)說(shuō)外熱式電烙鐵的烙鐵頭與其地線連接比較緊密，若采用內(nèi)熱式電烙鐵，請(qǐng)保證其烙鐵頭能夠良好接地；

    

2. 使設(shè)備(包括測(cè)試儀器)接地；

    

3. 工作臺(tái)應(yīng)鋪防靜電桌墊(導(dǎo)電毯)，并接地；

    

4. 操作人員應(yīng)帶防靜電手套和防靜電環(huán)(接地)，穿防靜電鞋；

    

5. 操作區(qū)地面應(yīng)鋪設(shè)防靜電地墊(導(dǎo)電毯)，并接地；

    

6. 采用設(shè)備地線和人體地線兩條不同地線；

    

7. 各接地部分實(shí)際上都是通過(guò)一個(gè)1MΩ的電阻接地；

    

8. 在搬運(yùn)、焊接等過(guò)程中應(yīng)避免手直接接觸模塊的控制端子，同時(shí)避免非工作人員接觸工作臺(tái)(IPM模塊)。

    

9. 運(yùn)輸和儲(chǔ)存時(shí)，不要采用易帶靜電的容器。

    

通過(guò)以下措施保證IPM模塊可靠運(yùn)行：

1. PWM信號(hào)的死區(qū)時(shí)間應(yīng)足夠大；

    

2. 為減少干擾，IPM的接口電路板應(yīng)盡可能靠近IPM模塊，推薦將接口電路板直接焊接在IPM上；

    

3. 接口電路板焊接后，應(yīng)檢查控制信號(hào)端子是否與控制電源端子有接觸；

    

4. 一般來(lái)說(shuō)，控制電源電壓應(yīng)先于直流母線電壓加上；

    

5. 系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮Fo信號(hào)的應(yīng)用，使系統(tǒng)在故障發(fā)生時(shí)能夠??IPM的輸入信號(hào)，并停機(jī)同時(shí)報(bào)警，以便工作人員進(jìn)行檢查并排除故障；

    

6. 散熱器應(yīng)與IPM基板良好接觸(請(qǐng)按推薦的力矩固定并加導(dǎo)熱硅脂)。

    

三菱電機(jī)(香港)公司供稿