Ίσως έχετε ακούσει για Τσιπ IPM, ή ίσως δεν σας ακούγονται καθόλου οικεία. Ωστόσο, έχουν πολλαπλές εφαρμογές σε διαφορετικούς τομείς της βιομηχανίας και επίσης σε έργα DIY με κινητήρες, για παράδειγμα, λοιπόν σε αυτό το άρθρο θα τα συζητήσουμε για να μην έχουν μυστικά για εσάς.
Αυτά τα ολοκληρωμένα κυκλώματα Μπορούν να είναι πολύ πρακτικά, όπως θα δείτε, και μπορείτε να τα βρείτε σε διάφορες παραλλαγές ή από διάφορους κατασκευαστές, όπως Infineon, STMicroelectronics κ.λπ.
Τι είναι το IPM;
Un έξυπνη μονάδα ισχύος ή IPM (Intelligent Power Module) Είναι μια προηγμένη, on-chip συσκευή μεταγωγής ισχύος στερεάς κατάστασης. Ο όρος "μονάδα ισχύος" αναφέρεται στην παρουσία ενός εξαρτήματος μεταγωγής ισχύος (συνήθως τρανζίστορ τύπου IGBT) και η μονάδα είναι "έξυπνη" επειδή περιλαμβάνει πρόσθετο κύκλωμα ελέγχου και προστασίας. Ο στόχος είναι η βελτιστοποίηση της απόδοσης και η διευκόλυνση του σχεδιασμού και της υλοποίησης της συνολικής λύσης.
Τα IPM χρησιμοποιούν συσκευές ημιαγωγών για μεταγωγή υψηλής ισχύος. Αυτές οι συσκευές μπορεί να είναι FET, BJT ή IGBT, με τις τελευταίες να είναι οι πιο συνηθισμένες, αν και όλα θα εξαρτηθούν από την εφαρμογή για την οποία πρόκειται να χρησιμοποιηθεί αυτό το IC.
Ένα IPM περιλαμβάνει πολύ περισσότερα από το να ανοίγει και να απενεργοποιεί απλώς ένα τρανζίστορ και να ενσωματώνει βασικά χαρακτηριστικά όπως μπορούν:
- Κυκλώματα κίνησης πύλης- Πρέπει να εφαρμόζουν την κατάλληλη τάση και να παρέχουν μεγάλες ποσότητες ρεύματος για γρήγορη εναλλαγή.
- Λογική κίνησης πύλης- Μπορεί να σχεδιαστεί για να αποτρέπει την ταυτόχρονη διεξαγωγή IGBT υψηλής και χαμηλής πλευράς. Αυτή η λειτουργία είναι γνωστή ως προστασία από το ταξίδι, αποτροπή διασταυρούμενης αγωγιμότητας ή κυκλώματα αλληλασφάλισης.
- Κυκλώματα προστασίας- Πρέπει να είναι σε θέση να ανιχνεύουν και να αντιμετωπίζουν συνθήκες υπερέντασης, υπέρτασης, βραχυκυκλώματος και υπότασης.
- Λειτουργικότητα επικοινωνίας- Εάν το σύστημα χρειάζεται να διατηρεί αρχεία καταγραφής συμβάντων σφαλμάτων ή θερμοκρασιών λειτουργίας, θα απαιτηθεί κάποια μορφή λειτουργικότητας επικοινωνίας.
- Η διόρθωση του συντελεστή ισχύος (PFC)- Ορισμένες εφαρμογές απαιτούν διόρθωση συντελεστή ισχύος (PFC).
Μεταξύ των IPM της αγοράς, μπορούμε να βρούμε μεγάλο αριθμό μοντέλων, μερικά από αυτά που κατασκευάζονται από εταιρείες όπως η Infineon ή η STMicroelectronicsκαι προορίζονται κυρίως για τον τομέα της αυτοκινητοβιομηχανίας, για διαφορετικά συστήματα ελέγχου κινητήρα, αν και μπορούν να βρεθούν και σε πολλές άλλες εφαρμογές...
Τύποι ή οικογένειες
ο οικογένειες αυτών των μονάδων IPM Οι διαφημίσεις μπορούν μερικές φορές να χωριστούν ανάλογα με χαρακτηριστικά, όπως:
- Кόμπακτ: Είναι εξαιρετικά ενσωματωμένες και συμπαγείς μονάδες ισχύος. Έχουν σχεδιαστεί για να οδηγούν κινητήρες σε εφαρμογές που κυμαίνονται από συσκευές έως ανεμιστήρες, αντλίες και μονάδες κίνησης γενικής χρήσης. Περιλαμβάνουν επίσης τη σειρά CIPOS Nano και Micro, μεταξύ άλλων, η οποία είναι μια οικογένεια εξαιρετικά συμπαγών και εξαιρετικά ενσωματωμένων μονάδων ισχύος για καταναλωτικές, οικιακές και ελαφριές βιομηχανικές εφαρμογές. Υπάρχουν και για τριφασικά συστήματα.
- Πρότυπο: Είναι στιβαρά και απλοποιούν τη σχεδίαση του συστήματος κίνησης του κινητήρα. Περιλαμβάνει προϊόντα από επιφανειακά τοποθετημένα CIPOS Tiny, Nano, Micro και Mini έως τυπικές μονάδες CIPOS που καλύπτουν εύρος ισχύος από 20W έως 5kW.
- επίδοση: σχεδιασμένο για εφαρμογές πολύ υψηλής ισχύος ή εφαρμογές που απαιτούν ανώτερη απόδοση όσον αφορά την ενεργειακή απόδοση, την πυκνότητα ισχύος, την ευρωστία και την αξιοπιστία του συστήματος σε σύγκριση με τις προηγούμενες.
Κάθε ένα έχει σχεδιαστεί για διαφορετικές εφαρμογές ή ανάγκες, οι οποίες θα εξαρτηθούν από το τι θέλετε.
Εφαρμογές IPM
Ο Τα IPM συνδέονται στενότερα με τον έλεγχο κινητήρα, αλλά χρησιμοποιούνται επίσης σε συστήματα αδιάλειπτης ισχύος, μετατροπείς και συστήματα ανανεώσιμων πηγών ενέργειας κ.λπ. Ως εκ τούτου, μπορούν να βρεθούν σε μια πληθώρα εξοπλισμού, όπως:
- Έλεγχος κινητήρα οχήματος- Τα IPM είναι απαραίτητα στον έλεγχο του κινητήρα λόγω της ικανότητάς τους να χειρίζονται υψηλά ρεύματα και τάσεις, καθώς και την ικανότητά τους να παρέχουν προστασία και έλεγχο.
- Συστήματα αδιάλειπτης ισχύος (UPS)- Χρησιμοποιείται σε UPS/UPS για να παρέχει μια αξιόπιστη και σταθερή πηγή ενέργειας.
- Μετατροπείς/μετατροπείς: υπάρχει επίσης σε συστήματα για τη μετατροπή συνεχούς ρεύματος σε εναλλασσόμενο ρεύμα.
- Συστήματα ανανεώσιμων πηγών ενέργειας: Τα IPM μπορούν να βρίσκονται σε συστήματα όπως συστήματα ηλιακής και αιολικής ενέργειας, για τη μετατροπή και τον έλεγχο της παραγόμενης ενέργειας.
- Συσκευές: για έλεγχο κινητήρων και άλλων εξαρτημάτων που απαιτούν ισχύ.