TMPIM简介
普通的PIM采用塑料边框、粘胶固定在基板上,内部填充绝缘凝胶。而TMPIM采用半导体级环氧树脂塑封,将功率半导体器件和基板一次覆盖成型,这种工艺的优势有:外形紧凑、工艺简单、模块使用寿命长、强固、耐腐蚀性、具有基板选择和定制设计的灵活性。因此,TMPIM具有更高的能效、可靠性和功率密度。按功率等级,TMPIM分为Compact、DIP-26和QLP-74三个系列。安森美半导体已推出的1200 V 25 A、35 A和50 A的TMPIM,属于DIP-26系列,涵盖3.75 kW至10 kW,提供转换器-逆变器-制动 (CIB) 和转换器-逆变器 (CI) 架构版本,是HVAC和工业驱动应用的理想选择,未来将推出1200 V级和650 V级35 A至200 A的产品,包括涵盖10 kW至20 kW的QLP-74系列,达到功率频谱全覆盖,以满足各种不同的功率需求。下表列出了安森美半导体已推出的TMPIM模块。
TMPIM CIB功率模块的应用示意图
所有DIP-26系列CIB / CI模块共用一种管脚,CI模块的制动管脚空接。各种电压和功率的模块共享一种管脚和PCB布线,将大大减轻开发人员的设计工作量,也便于将来的功率提升。
TMPIM CIB模块广泛应用于HVAC、电机驱动和伺服控制等领域。工作时,转换器从电网取电,将交流电整流为直流。针对各国电网电压的不同,模块电压分650 V和1200 V,其中,650 V的TMPIM CIB模块适用于240 V的3相逆变,1200 V的模块适用于400 V的3相逆变。在转换器后通常接母线电容,用于减少逆变部分动态功率的纹波。
逆变部分通常由3相6个IGBT和二极管组成,在控制开关的同时,把直流转换为交流。由于IGBT开关可控,输出交流的频率、相位可调,可精准控制电机和压缩机的转速和力矩。当我们定义模块为多少安培时,指的是逆变部分的额定电流。作为参考,1200 V、25 A/35 A/50 A的CIB模块通常分别可输出5 kW、7.5 kW、10 kW。当控制和冷却等条件发生变化时,输出功率会有很大变化,具体可由安森美半导体的在线仿真器得出。
当电机制动/减速时,电机线圈变为发电模式,当惯量很大时,能量会反冲母线电容,有可能造成电容过压击穿,制动器IGBT这时会开通,连通外面连接的制动电阻,为电容放电。当应用为压缩机、风扇、泵等小惯量场景时,反冲电能很小,可去掉制动器,去掉制动器的模块简称CI模块。