【产品】全新高度集成的1200V flowIPM IGBT功率模块，实现更紧凑的电机驱动应用设计

时间： 2018-06-29 来源：VINCOTECH

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VINCOTECH是全球领先的电力电子模块解决方案的供应商，Vincotech公司开发了一系列新型智能IGBT功率器件，以满足业界对高可靠性、低成本电机控制的要求，以更小的占地面积提供更高的性能。

1. 智能IGBT功率模块（IPM）的发展趋势

电力电子技术的趋势正朝着更大的整合和更复杂的子系统迈进。近期研究表明，智能功率模块（IPM）已经进入了电机控制应用市场。这些先进的模块将高性能IGBT、集成栅极驱动的二极管功率器件和单个外壳中的保护电路结合在了一起。目前，市场对这些IPM的需求正在逐步增长，主要的原因是这种电力电子技术为电机控制应用带来了诸多益处。

2. Vincotech的IPM系列

flowIPM系列产品扩展了Vincotech的功率模块产品组合，适用于需要高性能、小占地面积的机械环境，例如风扇、泵、洗衣机、空调和小型工业电机驱动器等嵌入式电机驱动器中，在80°C散热片温度下，可提供超过4kW的功率。

这些新增产品之一是耐压值1200V的flowIPM，这是一种结合了诸多先进技术的功率模块（见图1）：

·三相输入整流器

·三相电机逆变器

·所有低端发射器均采用分流电流检测

·栅极驱动包括所有自举电源电路，欠压锁定和过流保护

·集成温度传感器

三相逆变器具有开放的发射器配置和集成的分流电阻，用于检测每个支路的电流，从而极大地改善了电机控制性能。

图1 1200V flowIPM的流线型电路框图

flowIPM系列IGBT功率模块所采用的厚膜技术将器件整合提升到一个全新的水平（见图2）。为了实现这个目的，Vincotech在陶瓷片上印刷了不同层的导电和绝缘材料。这些层用于构建轨道、焊盘和电阻器，可以进行激光调整以实现更高精度。

这项技术实现了高导热性并完美适应PCB类布局。厚膜是一项非常成熟的技术，它已经使用了好几年，特别是在关键应用领域，例如汽车行业。

图2 IPM采用厚膜技术

Vincotech的1200V flowIPM IGBT功率模块采用了紧凑型flow 1B封装，配备了压接引脚（见图3）。压接技术通过消除对焊接操作的需要，大大减少了PCB装配时间和工作量。这减少了工艺时间和成本，并提高了产量。

图3 压接引脚用于无焊接安装

该模块的爬电距离和间隙距离符合工业标准，对散热器的形状没有特殊要求。通过预涂相变材料，flowIPM和散热器之间的热互连大大改善。Vincotech内部的丝网印刷工艺可以高精度地沉积材料，以达到合适的厚度，并且该材料可以进行优化以获得最大的散热能力。

3. Vincotech的1200V flowIPM IGBT功率模块可实现更高的集成度

嵌入式驱动系统的空间十分紧张，其紧凑的气密性设计使很多电子元件产生的热量难以消散。

Vincotech的1200V flowIPM IGBT功率模块具有与目前市场上任何功率模块相比最高级别的集成度，是上述机械环境的最佳解决方案。使用该系列高度集成的功率模块的好处如下：

·除输入滤波器、直流电容器和微控制器之外，整个系统的尺寸、成本和上市时间可以通过对所有电机驱动器功能模块的集成来削减。

·保护电路经过调整以匹配功率器件的功能，并经过工厂测试以提高系统的可靠性。

·高度集成的元件和裸功率芯片节省了大量空间，以实现比分立式设计小得多的占地面积。

·更少的外部元件和智能隔离技术使电机驱动装置更加精简。

·厚膜技术中使用的陶瓷片通过为功率器件提供最佳的直接冷却来改善模块的散热性能。

IPM为工程师提供了设计嵌入式驱动系统所需的功能集成和功率密度。Vincotech推出的1200V flowIPM实现了出色的集成度，使系统工程师能够实现更加紧凑的设计，并充分利用了经过验证的功率元件和栅极驱动电路的组合，而这正是逆变器设计中最关键的元素。这可以缓解与电路设计相关的风险，加快开发速度，并大大缩短上市时间。集成到基板中的功率半导体、集成电路、SMD和电阻均可与厚膜技术相结合，从而最大限度地提高新型flowIPM功率模块的功能集成度。