IPM: cosa sono, come funzionano, a cosa servono

IPM

Forse ne hai sentito parlare Chip IPM, o forse non ti suonano nemmeno familiari. Tuttavia, hanno molteplici applicazioni in diversi settori dell'industria e anche nei progetti fai da te con motori, per esempio, quindi in questo articolo ne parleremo in modo che non abbiano segreti per te.

Questi circuiti integrati Possono essere molto pratici, come vedrai, e puoi trovarli in varie varianti o di vari produttori, come Infineon, STMicroelectronics, ecc.

Cos'è un IPM?

Un modulo di potenza intelligente o IPM (modulo di potenza intelligente) Si tratta di un avanzato dispositivo di commutazione di potenza a stato solido su chip. Il termine "modulo di potenza" si riferisce alla presenza di un componente di commutazione di potenza (solitamente un transistor di tipo IGBT) e il modulo è "intelligente" perché include circuiti di controllo e protezione aggiuntivi. L'obiettivo è ottimizzare le prestazioni e facilitare la progettazione e l'implementazione della soluzione complessiva.

Gli IPM utilizzano dispositivi a semiconduttore per commutazione ad alta potenza. Questi dispositivi possono essere FET, BJT o IGBT, quest'ultimo è il più comune, anche se tutto dipenderà dall'applicazione per la quale verrà utilizzato questo integrato.

Un IPM implica molto di più che semplicemente accendere e spegnere un transistor e incorpora caratteristiche essenziali come possono essere:

  • Circuiti di comando del cancello- Devono applicare la tensione adeguata e fornire grandi quantità di corrente per una commutazione rapida.
  • Logica di azionamento del cancello- Può essere progettato per impedire la conduzione simultanea degli IGBT high-side e low-side. Questa funzionalità è nota come protezione da intervento, prevenzione di conduzione incrociata o circuiti di interblocco.
  • Circuiti di protezione- Devono essere in grado di rilevare e affrontare condizioni di sovracorrente, sovratensione, cortocircuito e sottotensione.
  • Funzionalità di comunicazione- Se il sistema necessita di conservare i registri degli eventi di guasto o delle temperature operative, sarà necessaria una qualche forma di funzionalità di comunicazione.
  • Correzione del fattore di potenza (PFC)- Alcune applicazioni richiedono la correzione del fattore di potenza (PFC).

Tra gli IPM presenti sul mercato possiamo trovare un gran numero di modelli, alcuni di essi prodotto da aziende come Infineon o STMicroelectronics, e destinati principalmente al settore automobilistico, per diversi sistemi di controllo motore, anche se si possono trovare anche in molte altre applicazioni...

Tipi o famiglie

Le famiglie di questi moduli IPM Gli spot pubblicitari a volte possono essere suddivisi in base a caratteristiche, come ad esempio:

  • Compatto: Sono moduli di potenza altamente integrati e compatti. Sono progettati per azionare motori in applicazioni che vanno dagli elettrodomestici ai ventilatori, alle pompe e alle unità di azionamento per uso generale. Includono anche le serie CIPOS Nano e Micro, tra le altre, che è una famiglia di moduli di potenza ultracompatti e altamente integrati per applicazioni consumer, residenziali e dell'industria leggera. Esistono anche per sistemi trifase.
  • Standard: Sono robusti e semplificano la progettazione del sistema di azionamento del motore. Si tratta di prodotti che vanno dai moduli CIPOS Tiny, Nano, Micro e Mini a montaggio superficiale ai moduli CIPOS standard che coprono una gamma di potenza da 20 W a 5 kW.
  • Prestazioni: progettato per applicazioni di altissima potenza o applicazioni che richiedono prestazioni superiori in termini di efficienza energetica, densità di potenza, robustezza e affidabilità del sistema rispetto ai precedenti.

Ognuno progettato per diverse applicazioni o esigenze, che dipenderanno da ciò che desideri.

Applicazioni degli IPM

I Gli IPM sono strettamente associati al controllo motorio, ma vengono utilizzati anche nei sistemi di continuità, negli inverter e nei sistemi di energia rinnovabile, ecc. Pertanto, possono essere trovati in una moltitudine di apparecchiature, come ad esempio:

  • Controllo del motore del veicolo- Gli IPM sono essenziali nel controllo dei motori grazie alla loro capacità di gestire correnti e tensioni elevate, nonché alla loro capacità di fornire protezione e controllo.
  • Sistemi di continuità (UPS)- Utilizzato negli UPS/UPS per fornire una fonte di alimentazione affidabile e costante.
  • Convertitori/invertitori: presente anche negli impianti di trasformazione della corrente continua in corrente alternata.
  • Sistemi energetici rinnovabili: Gli IPM possono essere presenti in sistemi come quelli solari ed eolici, per convertire e controllare l'energia generata.
  • Appliances: per controllare motori e altri componenti che richiedono energia.

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