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電機(jī)車(chē)變頻IPM是什么？C

時(shí)間: 2019-07-21 17:25:45 來(lái)源: 湖南宇翔牽引電氣設(shè)備有限公司

變頻電機(jī)車(chē)的逆變器件采用智能功率模塊IPM。IPM是以絕緣柵雙極晶體管IGBT為功率器件的新型模塊。傳統(tǒng)的IGBT是功率場(chǎng)控晶體管MOSFET和電力晶體管GTR的復(fù)合，它把MOSFET的驅(qū)動(dòng)功率小、開(kāi)關(guān)速度快的特點(diǎn)和GTR通態(tài)壓降小。功率電路，緩沖電路還有門(mén)極驅(qū)動(dòng)電路必須設(shè)計(jì)到足以承受和的極限值。如果功率電路漏感不夠小、緩沖電路吸收不充分，瞬態(tài)過(guò)電壓就會(huì)發(fā)生。同時(shí)地環(huán)路和雜散電容還會(huì)引起嚴(yán)重的噪聲問(wèn)題。

IPM智能功率模塊結(jié)構(gòu)；IPM共有6個(gè)主回路端16個(gè)控制端，其中VccUVccUVccW分別為U，V，W相上橋臂控制電源輸入的+端，GNDu，GNDv，GNDw分別為對(duì)應(yīng)的一端；VinUVinVVinW分別為上橋臂U，V，W相控制信號(hào)輸入端，Vcc，GND為下橋臂公用控制電源輸入；VinXVinYVinZ分別為下橋臂XYZ相控制信號(hào)輸入端；VinDB為制動(dòng)單元控制信號(hào)輸入端。

逆變電路IPM的選擇正常工作時(shí)，電網(wǎng)直流供電電壓U為440～660V，則經(jīng)過(guò)電容濾波后的直流電壓可由下式計(jì)算確定，式中:為安全系數(shù)，一般取=1.1；1.1為波動(dòng)系數(shù)；Ed為電容濾波后的直流電壓。關(guān)斷時(shí)的峰值電壓按下式計(jì)算：式中：為關(guān)斷使得峰值電壓；為安全系數(shù)，一般取=1.1；1.15為過(guò)電壓保護(hù)系數(shù)；為電容濾波后的直流電壓；150為由引起的尖峰電壓。令I(lǐng)GBT模塊的電壓額定值滿足，并向上靠攏IGBT的電壓等級(jí)。

IPM的驅(qū)動(dòng)隔離接口電路驅(qū)動(dòng)隔離電路是IPM主電路和控制電路之間的接口。由于IPM內(nèi)置了驅(qū)動(dòng)電路，與IGBT驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)相比，外圍驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)比較方便，只要能提供15V穩(wěn)定的驅(qū)動(dòng)電源和開(kāi)關(guān)控制信號(hào)，提供低電平控制相應(yīng)IGBT導(dǎo)通，高電平控制相應(yīng)IGBT關(guān)斷。根據(jù)6N137的特點(diǎn)，結(jié)合實(shí)際控制需要，本文設(shè)計(jì)的IPM快速驅(qū)動(dòng)隔離控制。PWM信號(hào)先經(jīng)7407驅(qū)動(dòng)后，再經(jīng)過(guò)電阻R2A接到光耦6N137的2腳；3腳接地；右邊的6腳是6N137的信號(hào)輸出腳，6腳經(jīng)R2C接到Q2A基極，再經(jīng)Q2B驅(qū)動(dòng)后接到IPM的UP端。

6N137的7腳和IPM的外部保護(hù)電路相連。7407是為了增大驅(qū)動(dòng)能力而設(shè)置的，可以防止電路引線太長(zhǎng)所造成的驅(qū)動(dòng)能力的下降。正常情況下，6N137的7腳為高電平。如果有外接的驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)加到光耦6N137的2腳端，當(dāng)2腳端的電位為高電平，由6N137的真值表知:6腳輸出為低電平，使Q2A關(guān)斷，Q2B導(dǎo)通，則加到IPM的UP端信號(hào)為低電平，經(jīng)IPM內(nèi)部驅(qū)動(dòng)電路使IGBT導(dǎo)通。反之，當(dāng)2腳端的電位為低電平時(shí)，光耦輸出腳6為高電平，使Q2A截止，于是UP端為高電平，經(jīng)內(nèi)部驅(qū)動(dòng)電路使IGBT關(guān)斷。

以上就是電機(jī)車(chē)變頻IPM的介紹。