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關(guān)鍵字： 變頻  家電  智能功率模塊  三菱  CTM 

變頻空調(diào)器是通過改變頻率來控制壓縮機馬達的轉(zhuǎn)速，從而有效地控制其輸出功率，實現(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)室外機的電氣控制原理圖。

變頻空調(diào)器室外機硬件的核心部分是變頻器電路，主要包括單片機控制部分和電力轉(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)動電路和多種保護電路封裝在同一模塊內(nèi)，使系統(tǒng)設計者從繁瑣的IGBT驅(qū)動和保護電路的設計中解脫出來。

IPM內(nèi)部含有門極驅(qū)動控制、故障檢測和多種保護電路等，并且采用內(nèi)置有電流傳感器的第三代IGBT芯片。CTM系列IPM是針對家用空調(diào)常采用的低頻逆變系統(tǒng)而開發(fā)，

頻率f_PWM的典型值為5kHz，共有4個容量等級的8種型號，適用于直流輸入/三相輸出、電機功率為0.7~3HP的應用條件。

在開發(fā)該系列IPM時，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)置保護功能

IPM可以實現(xiàn)的保護功能有：1) 控制電源欠壓保護(UV)；2)過熱保護(OT)；3) 過流保護(OC)；4) 短路保護(SC)。原理框圖見圖2，對應的時序如圖3-6所示，表1(上)中羅列了IPM各種保護功能的觸發(fā)條件和恢復條件。

保護功能說明：PM15/20CTM060(-3)和PM30CTJ060(-3) P側(cè)僅有門極驅(qū)動電路；N側(cè)含有門極驅(qū)動和多種保護功能，包括OC、SC、UV和OT。

PM50/75CTK060 P側(cè)含有門極驅(qū)動和OC、SC及UV等保護功能；N側(cè)含有門極驅(qū)動和OC、SC、UV及OT等保護功能。

需要強調(diào)的是，IPM的保護功能自身并不能排除故障。在電路設計時應利用故障輸出信號Fo，使系統(tǒng)在故障發(fā)生時能夠??IPM的輸入信號并停機。

IPM的應用

圖7所示為三相逆變系統(tǒng)總體控制電路，電路中對應器件的類型應根據(jù)壓縮機的容量進行選擇，如表1(下)所示。

在使用IPM時應注意以下防靜電釋放(ESD)問題：

1. 電烙鐵的烙鐵頭應良好接地：一般來說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，請保證其烙鐵頭能夠良好接地；

    

2. 使設備(包括測試儀器)接地；

    

3. 工作臺應鋪防靜電桌墊(導電毯)，并接地；

    

4. 操作人員應帶防靜電手套和防靜電環(huán)(接地)，穿防靜電鞋；

    

5. 操作區(qū)地面應鋪設防靜電地墊(導電毯)，并接地；

    

6. 采用設備地線和人體地線兩條不同地線；

    

7. 各接地部分實際上都是通過一個1MΩ的電阻接地；

    

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

    

9. 運輸和儲存時，不要采用易帶靜電的容器。

    

通過以下措施保證IPM模塊可靠運行：

1. PWM信號的死區(qū)時間應足夠大；

    

2. 為減少干擾，IPM的接口電路板應盡可能靠近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，應檢查控制信號端子是否與控制電源端子有接觸；

    

4. 一般來說，控制電源電壓應先于直流母線電壓加上；

    

5. 系統(tǒng)設計時應考慮Fo信號的應用，使系統(tǒng)在故障發(fā)生時能夠??IPM的輸入信號，并停機同時報警，以便工作人員進行檢查并排除故障；

    

6. 散熱器應與IPM基板良好接觸(請按推薦的力矩固定并加導熱硅脂)。

    

三菱電機(香港)公司供稿

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