摘要：IPM（Intelligent Power Module），內置了驅動和保護電路，使系統硬件電路更簡單可靠，不僅縮短系統開發周期，而且提高了故障下的自保護能力，IPM將是未來電機控制的主流方案。
隨著汽車的逐年增長，汽車電動部分的控制也隨之而升，諸如汽車高壓輔助電機、壓縮機、油泵、水泵、渦輪增壓器、各種風扇等。雖然傳統的分立式也能滿足需求，但是集成度不高，參數選型繁瑣，預驅和驅動相結合，總體設計較為復雜，ZLG 基于ON的智能功率模塊推出了適用于汽車三相650V 30A/40A/50A IPM電機控制解決方案，如圖1所示。與普通的IGBT相比，IPM在系統性能及可靠性方面得到進一步的提升。
圖 1 電機控制解決方案
一、方案芯片介紹
下圖是ON適用于汽車650V智能功率模塊，它分為30A、40A、50A電流等級，本文主要針對50A的版本作介紹。IPM是一款先進的汽車SPM模塊，為混合動力汽車和電動汽車提供全功能，高性能的逆變器輸出。模塊集成了內置IGBT優化的柵極驅動，可最大限度地降低EMI和損耗，同時還提供多種模塊內保護功能，包括欠壓鎖定，過流關斷，驅動IC熱監控和故障報告。內置的高速HVIC僅需要一個電源電壓，并將輸入的邏輯電平柵極輸入轉換為正確驅動模塊內部IGBT所需的高電壓、高電流的驅動信號，內部結構如圖2所示。
圖 2 IPM內部框圖
二、IPM具有以下特征：
l 采用汽車SPM 27引腳DIP封裝；
l 車規級芯片（AEC-Q100/101和LV 324）；
l 650 V / 50 A三相IGBT逆變器，帶有集成柵極驅動器和保護；
l 具有穩定的EMI性能；
l 使用AIN DBC基板的出色熱阻，散熱效率更高；
l 內置LVIC溫度傳感器，節約BOM成本；
l 散熱板隔離額定值：2500 Vrms / 1 min；
l 無鉛且符合RoHS標準；
三、電機控制解決方案設計
方案采用ON反激式拓撲結構，高壓、低壓隔離，預驅和IGBT集成于IPM內，結合MCU實現過溫、過壓/欠壓、過流等保護功能，方案框圖如圖3所示。除此之外，有專門的可視化在線調試監控軟件，能快速調整和優化電機參數，汽車數字與電機控制庫，為您提供產品級、高性能的解決方案。
圖 3 方案框圖
四、解決方案具有以下特征：
l 反激式開關電源，實現高壓、低壓隔離；
l 高壓過壓/欠壓檢測；
l 高壓過流、短路保護功能；
l IPM內部線性溫度傳感器；
l IPM錯誤輸出；
l 電壓、電流采樣，實現軟硬件共同保護器件安全；
l 隔離CAN通信功能，完整CAN協議接口，支持CAN調速；
l 改進的FOC算法，減少啟動時間和提高最高轉速；
l 電機停止的斜坡降速策略。