Привод ipm и ошибка модуля что это такое
Компактный интеллектуальный силовой модуль для частотно-регулируемых приводов малой мощности
Частотно-регулируемые приводы малой мощности широко используются, например, в бытовых и промышленных кондиционерах. Для ускорения вывода этих изделий на рынок, уменьшения габаритов и упрощения теплоотвода Infineon предлагает новый силовой модуль, объединяющий в одном корпусе повышающий корректор коэффициента мощности (ККМ), инвертор и драйвер затворов.
Интеллектуальный силовой модуль IPM (Intelligent Power Module) объединяет силовые каскады корректора коэффициента мощности (ККМ) и инвертора. Модуль IPM оптимизирован для работы с частотно-регулируемыми приводами малой мощности. В корпусе с двурядным расположением выводов, выполненном по технологии трансферного прессования, размещены трехфазный инвертор и одноканальный повышающий ККМ, а также драйвер затворов, изготовленный по технологии «кремний на изоляторе» (SOI). Применение модуля IPM позволяет существенно снизить габаритные размеры и стоимость системы управления электродвигателем.
Обзор технологии IPM
Рис. 1. Структурная схема интеллектуального силового модуля
Снижение стоимости модуля
Снижение общей стоимости изделия является одной из наиболее важных задач, стоящих перед разработчиками современных систем управления электродвигателями. На общую стоимость изделия существенно влияет не только стоимость комплектующих (например, модуля IPM), радиатора и печатной платы, но также время выхода изделия на рынок.
Конструкция и габаритные размеры корпуса модуля
Внешний вид и габаритные размеры корпуса модуля IPM с высокой степенью интеграции показаны на рисунке 2. Корпус размером 21х36х3,1 мм представляет собой компактную конструкцию серии CIPOS TM Mini (Control Integrated POwer System) и соответствует требованиям стандарта UL (UL 1557 File E314539) и спецификации RoHS.
Рис. 2. Внешний вид модуля
Силовой модуль выполнен по технологии непосредственного присоединения медных проводников к подложке (Direct Copper Bond, DCB), что обеспечивает высокий коэффициент ее теплопроводности. На рисунке 3 показана внутренняя структура модуля IPM в разрезе. Все тепловыделяющие элементы – транзисторы IGBT и диоды – размещены на подложке с медными проводниками, что позволяет реализовать максимально возможный коэффициент теплопередачи. Вследствие этого, несмотря на малые габариты корпуса, силовой модуль IPM обеспечивает работу с электродвигателями мощностью до 3 кВт [1].
Рис. 3. Структура силового модуля IPM в разрезе
Габаритные размеры радиатора и печатной платы
Все силовые полупроводниковые (п/п) приборы – мостовой выпрямитель, транзистор IGBT и диод каскада ККМ, а также модуль IPM драйвера электродвигателя для лучшего отвода тепла устанавливают обычно на общем радиаторе. На рисунке 4 наглядно показано уменьшение размеров радиатора и печатной платы, а также упрощение процесса сборки при замене дискретных п/п приборов интегрированным модулем IPM [2].
Рис. 4. Установка силовых п/п на радиаторе: а) каскады ККМ и инвертора выполнены в отдельных корпусах; б) ККМ и инвертор совмещены в модуле IPM
Ускорение процесса разработки
Разработка схемы, топологии печатной платы и конструкции изделия могут составлять значительную часть процесса запуска его производства. Для ускорения процесса разработки и оценки возможностей нового модуля IPM имеется демонстрационная плата, содержащая минимальный набор периферии для управления электродвигателем (рисунок 5). Внешние источники питания +5 и +15 В, сигналы управления ШИМ, дроссель ККМ и электролитический конденсатор шины питания постоянного тока подключаются к демонстрационной плате проводным монтажом.
Рис. 5. Внешний вид демонстрационной платы модуля IPM: а) лицевая сторона, б) обратная сторона
Каскад ККМ с рабочим напряжением 650 В
Комапния Infineon Technologies разработала две линейки продуктов, отличающихся характеристиками транзисторов IGBT каскада ККМ – High Speed 3 (HS3) и TRENCHSTOP TM 5 (TS5) с частотами коммутации, соответственно, 20 и 40 кГц (таблица 1). Быстрый диод EMCON разработки Infineon оптимизирован для работы с транзистором IGBT TRENCHSTOP TM в повышающем преобразователе ККМ. Данный диод сочетает малое прямое падение напряжения VF для уменьшения потерь проводимости с малым значением тока обратного восстановления Irr, что позволяет снизить энергию EON потерь на включение IGBT [3]. Все IGBT каскада ККМ имеют рабочее напряжение 650 В и обеспечивают надежную и устойчивую работу, в том числе – при нестабильном напряжении сети переменного тока [4].
Таблица 1. Значения рабочих токов и напряжений и частоты коммутации линеек IGBT
Наименование | Наименование для заказа | Каскад ККМ | Каскад инвертора | Макс. мощность двигателя, кВт | ||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Напряжение, В | Ток, А | Частота, кГц | Напряжение, В | Ток, А | Частота, кГц | |||
IFCM15P60GD | IFCM15P60GDXKMA1 | 650 | 30 | 40 | 600 | 15 | 5 | 3 |
IFCM15S60GD | IFCM15S60GDXKMA1 | 650 | 30 | 20 | 600 | 15 | 5 | 3 |
IFCM10P60GD | IFCM10P60GDXKMA1 | 650 | 30 | 40 | 600 | 10 | 5 | 2 |
IFCM10S60GD | IFCM10S60GDXKMA1 | 650 | 30 | 20 | 600 | 10 | 5 | 2 |
Основные характеристики инвертора
Каскад инвертора включает в себя драйвер на изолированной подложке (SOI), устойчивый к переходным процессам, и терморезистор, которые в совокупности обеспечивают ряд дополнительных функций для безопасной эксплуатации инвертора:
Защита перегрузки по току
Новый модуль IPM контролирует напряжение на выводе ITRIP, и при превышении им величины VIT,TH+ (порога нарастающего положительного напряжения) вырабатывается аварийный сигнал, выключающий все шесть транзисторов IGBT. Максимальную величину порога перегрузки по току устанавливают, как правило, в два раза меньше номинального тока коллектора (рисунок 6) [5].
Рис. 6. Временная диаграмма срабатывания защиты от перегрузки по току
Защита от перегрева
В состав модуля IPM входит терморезистор, обеспечивающий защиту от перегрева. Номинальное сопротивление терморезистора составляет 85 кОм при температуре 25°C и 5,4 кОм при 100°C (рисунок 7).
Рис. 7. Зависимость сопротивления терморезистора от температуры
Как видно из рисунка 8, терморезистор модуля подключен параллельно открытому стоку транзистора аварийного сигнала, вследствие чего выход VFO модуля может подключаться одновременно к входу АЦП и входу обнаружения неисправности микроконтроллера.
Рис. 8. Схема защиты модуля от перегрева
Для номинала подтягивающего резистора R1 = 3,6 кОм предельной температуре модуля 100°C соответствует напряжение на выводе VFO 2,95 В при Vcrt = 5 В и 1,95 В при Vcrt = 3,3 В (рисунок 9).
Рис. 9. Зависимость напряжения VFO от температуры
Тепловой режим модуля
На рисунке 10 показаны испытательная схема модуля и осциллограммы ее работы, на основе которых можно определить рабочие характеристики и тепловой режим модуля при входной мощности 2 кВт. Управление силовым каскадом ККМ осуществляется контроллером ICE2PCS05G, входная мощность PIN = 2 кВт, питание осуществляется от сети переменного тока VIN = 220 В, частота – 60 Гц. Напряжение шины питания постоянного тока VDC = 400 В, частота коммутации инвертора 5 кГц, частота коммутации ККМ 20 кГц, нагрузка активно-индуктивная (R = 13,75 Ом, L = 2,96 мГн, коэффициент мощности нагрузки 0,99), MI = 0,69, сопротивление резистора цепи затвора Rg = 5,1 Ом, температура окружающей среды Ta = 25°C. Испытуемый модуль – IFCM15S60GD. На входе испытуемого устройства коэффициент мощности составляет 0,995, а суммарный коэффициент гармонических искажений – 9,78%.
Рис. 10. Испытательная схема модуля (а) и осциллограммы в контрольных точках испытательной схемы (б)
Температура корпуса в месте установки IGBT каскада ККМ составляет 67,5°C, что является максимальной температурой модуля, при этом температура инвертора не превышает этого значения. Результаты исследования теплового режима IFCM15S60GD показывают возможность его работы с нагрузкой 2 кВт и более (рисунок 11).
Рис. 11. Контрольные точки измерения температуры модуля IFCM15S60GD (а) и графики установления температуры в контрольных точках модуля (б)
Заключение
Новый интеллектуальный силовой модуль представляет собой оптимальный вариант устройства, объединяющего в себе инвертор и ККМ, что позволяет использовать его в приводах электродвигателей с переменной частотой вращения, например, в комнатных кондиционерах. Компания Infineon Technologies обладает всеми необходимыми технологиями и оказывает поддержку своим клиентам в производстве компактных и эффективных устройств, отличающихся минимальными габаритами, привлекательной ценой и малым временем выхода изделий на рынок.
Коды ошибок кондиционеров
Приветствуем Вас на нашем сайте. Скорее всего, вы обратились к нашей статье под названием “Коды ошибок кондиционеров” потому, как столкнулись с неопределенной неисправностью вашей сплит – системы или системы ваших друзей или родственников. Да, к сожалению, даже самые современные и дорогостоящие климатические системы подвержены выходу из строя, не говоря уже о дешевых китайских ОЕМ брендах.
К счастью, большинство кондиционеров оснащено системой самодиагностики. Она может быть как автоматической, так и появляться только в специальных режимах сплит – системы, в которые можно войти, набрав определенную комбинацию кнопок на пульте ПДУ. Сигналы этой самой системы могут подаваться различными способами. Если модель имеет дисплей с циферблатом, то коды ошибок кондиционеров высвечиваются в цифробуквенном шифре. Если же ваш экземпляр имеет только диодную индикацию, тогда код неисправности будет высвечиваться с определенной частотой и интервалами (что – то вроде азбуки Морзе).
В том случае, когда ваш кондиционер дал сбой, постарайтесь распознать код неисправности, позвонить в нашу компанию и сообщить его нашим специалистам. Таким образом, вы ускорите ремонт вашей системы и дадите возможность сервисной группе подготовиться материально и теоретически. И уже по приезду ремонтники будут знать, с чем придется работать и будут иметь нужные запчасти для оперативного ремонта.
Ниже мы приведем основные коды ошибок кондиционеров наиболее распространенных брендов. Если в их числе вы не найдете нужного Вам производителя, обратитесь к нам и мы приложим все усилия что бы Вам помочь.
Коды ошибок кондиционеров и сплит систем Royal Clima (Роял Клима)
Сервис кондиционеров В Воронеже
Оперативный выезд в течении 2-х часов по Воронежу и Воронежской области.
ВАЖНАЯ ИНФОРМАЦИЯ.
Если Вы решили отремонтировать кондиционер или сплит-систему самостоятельно, у Вас есть все шансы на победу при ответе «ДА» на следующие вопросы:
— Вы знаете код ошибки?
— у Вас есть оборудование для диагностики?
— Вы можете точно определить причину неисправности?
— Вы можете приобрести или отремонтировать оригинальные запчасти?
— Вы готовы рисковать жизнью при диагностике и работе с внешним блоком (при сложном доступе)?
— у Вас есть достаточное время разбираться с проблемой?
Если Вы ответили на все вопросы «ДА», поздравляем, Вы можете самостоятельно произвести ремонт, да поможет Вам Бог!
В остальных случаях рекомендуем обратиться к специалистам авторизованного сервисного центра «КлиматСпецРесурс» по телефону 8 920 407-88-13, воспользоваться обратной связью csr36@bk.ru или написать запрос в WhatsApp или Viber .
Коды ошибок кондиционеров Royal Clima (Роял Клима)
Коды ошибок RCI-E28HN / RCI-E37HN / RCI-E54HN / RCI-E72HN
Описание | Поведение индикатора | Код ошибки |
Нарушение внутренней и внешней связи | Мигает | E0 |
Наружная коммуникация | Мигает | EC |
Внутренний датчик температуры в помещении (IRT) | Мигает 1раз в 8с | E1 |
Датчик температуры в помещении (IPT) | Мигает 2раза в 8с | E2 |
Датчик температуры наружной катушки (OPT) | Мигает 3раза в 8с | E3 |
Нарушение системы | Мигает 4раза в 8с | E4 |
Неверная конфигурация модели | Мигает 5раз в 8с | E5 |
Неисправность двигателя внутреннего вентилятора | Мигает 6раз в 8с | E6 |
Датчик наружной температуры | Мигает 7раз в 8с | E7 |
Датчик температуры всасывания | Мигает 8раз в 8с | E8 |
Привод IPM и ошибка модуля | Мигает 9раз в 8с | E9 |
Наружный вентилятор двигателя (двигатель постоянного тока) | Мигает 10раз в 8с | EF |
Ошибка датчика тока | Мигает 11раз в 8с | EA |
Ошибка EEPROM внутреннего блока | Мигает 12раз в 8с | EE |
Температура неисправность выключателя (сверху компрессора) | Мигает 13раз в 8с | EP |
Ошибка датчика напряжения | Мигает 14раз в 8с | EU |
Список кодов защиты
Описание | Поведение индикатора | Код ошибки |
Защита от перенапряжения / пониженного напряжения | Мигает 1раз в 8с | P1 |
Защита от сверхтока | Мигает 2раза в 8с | P2 |
Защита от перегрева | Мигает 4раза в 8с | P4 |
Слишком холодная защита в режиме охлаждения | Мигает ярко 5раз в 8с | P5 |
Защита от перегрева в режиме охлаждения | Мигает ярко 6раз в 8с | P6 |
Защита от перегрева в режиме обогрева | Мигает ярко 7раз в 8с | P7 |
Наружная надстройка / более низкая температурная защита | Мигает ярко 8раз в 8с | P8 |
Защита привода (программный контроль) | Мигает 9раз в 8с | P9 |
Модуль защиты (аппаратный контроль) | RUN: Blink; TIMER: 10 blink /8 sec | P0 |
Светодиод на наружной плате питания мигает 1 сек ВКЛ и 1 с ВЫКЛ во время ожидания компрессора и всегда горит (ВКЛ) во время работы компрессора; Если на ODU произошел сбой, индикатор (светодиод) предупреждает о неисправности в цикле, так что он светится в течение 0,5 секунд, темный в течение 0,5 секунды, мигает «n» раз, а затем затемняется в течение 3 секунд. Подробнее см. Таблицу ниже:
Во время ожидания компрессора светодиод мигает (1 раз в 1с). Во время работы компрессора он горит.
Если на ODU произошел сбой, светодиод предупреждает о неисправности в цикле, он горит в течение 0,5 секунд темным и в течении 0,5 секунд мигает «N» раз, затем затемняется в течении 3 секунд. Подробнее смотрите таблицу ниже.
Светодиод на плате наружного блока
Коды ошибок кондиционеров Royal Clima
Коды ошибок RCI-E28HN / RCI-E37HN / RCI-E54HN / RCI-E72HN
Описание
Поведение индикатора
Код ошибки
Нарушение внутренней и внешней связи
Внутренний датчик температуры в помещении (IRT)
Датчик температуры в помещении (IPT)
Датчик температуры наружной катушки (OPT)
Неверная конфигурация модели
Неисправность двигателя внутреннего вентилятора
Датчик наружной температуры
Датчик температуры выхлопных газов
Привод IPM и ошибка модуля
Наружный вентилятор двигателя (двигатель постоянного тока)
Ошибка датчика тока
Ошибка EEPROM внутреннего блока
Температура неисправность выключателя (сверху компрессора)
Ошибка датчика напряжения
Список кодов защиты:
Описание
Поведение индикатора
Код ошибки
Защита от перенапряжения / пониженного напряжения
Защита от сверхтока
Выхлопная защита от перегрева
Слишком холодная защита в режиме охлаждения
Мигает ярко 5раз в 8с
Защита от перегрева в режиме охлаждения
Мигает ярко 6раз в 8с
Защита от перегрева в режиме обогрева
Мигает ярко 7раз в 8с
/ более низкая температурная защита
Мигает ярко 8раз в 8с
Защита привода (программный контроль)
Модуль защиты (аппаратный контроль)
RUN: Blink; TIMER: 10 blink /8 sec
Светодиод на наружной плате питания мигает 1 сек ВКЛ и 1 с ВЫКЛ во время ожидания компрессора и всегда горит (ВКЛ) во время работы компрессора; Если на ODU произошел сбой, индикатор (светодиод) предупреждает о неисправности в цикле, так что он светится в течение 0,5 секунд, темный в течение 0,5 секунды, мигает «n» раз, а затем затемняется в течение 3 секунд. Подробнее см. Таблицу ниже:
Во время ожидания компрессора светодиод мигает (1 раз в 1с). Во время работы компрессора он горит.
Если на ODU произошел сбой, светодиод предупреждает о неисправности в цикле, он горит в течение 0,5 секунд темным и в течении 0,5 секунд мигает «N» раз, затем затемняется в течении 3 секунд. Подробнее смотрите таблицу ниже.
Особенности применения интеллектуальных силовых модулей
Современный IPM — это гибридный модуль, содержащий скоростные IGBT-транзисторы, соединенные в определенной конфигурации, схему управления, оптимизированную по характеристикам управления затвора для данных транзисторов, схему защиты от перегрузок и схему индикации состояния. Для надежной работы модуля схема защиты должна уметь анализировать режим перегрузки по току (overload), режим короткого замыкания нагрузки (SC — short circuit), режим пробоя (breakdown), а также падение напряжения управления (UVLO — Under Voltage LockOut) и перегрев (overheat).
Стоимость IPM во всех случаях оказывается выше, чем стоимость набора дискретных комплектующих, способных решить ту же задачу. Однако повышение надежности, упрощение процесса сборки, снижение весо-габаритных показателей несомненно стоят того, чтобы использовать в своей разработке именно интеллектуальный силовой модуль.
Мощностные характеристики выпускаемых модулей
В табл. 1 приведены данные о предельных характеристиках транзисторов, модулей и интеллектуальных модулей, выпускаемых ведущими мировыми производителями. Таблица дает возможность увидеть колоссальный прогресс, достигнутый за последние годы в технологии производства IGBT.
Производитель | Предельный ток Ic, A при напряжении Uce, B | Предельный ток Ic, A |
(Uce = 1200/1700 В)
В табл. 2 представлены некоторые типы IPM различных производителей для преобразователей стандартного ряда мощности, данного в 1 столбце.
MIG150Q101H (HB)
MIG200Q6C (6-pack)
PM200DVA120 (HB)
PM300DVA120 (HB)
1213GB171″3DL (6-pack)
Предельное напряжение большинства выпускаемых интеллектуальных силовых модулей составляет 1200 или 1700 В, что является оптимальным значением для безопасной работы от промышленной сети 380 В.
В таблицах приняты следующие обозначения:
IPM — интеллектуальный силовой модуль; HB — полумост; Single — одиночный модуль; 6-pack — полный трехфазный транзисторный мост и трехфазный выпрямитель; 7-pack — полный трехфазный транзисторный мост с тормозным транзистором и трехфазный выпрямитель; Ic — ток коллектора; Uce — напряжение коллектор-эмиттер.
Конструкция IPM
Интеллектуальные силовые модули (IPM) объединяют в одном устройстве силовой ключ (одиночный, полумостовой или 3-фазный мостовой), драйвер, оптимизированный по сигналам управления, и устройство защиты. Минимальные длины линий связи позволяют получить низкие значения распределенных индуктивностей, что уменьшает уровень переходных перенапряжений и уровень EMI. Хорошая тепловая связь элементов кристалла повышает надежность работы схемы защиты.
IPM представляют собой многослойную конструкцию с эпоксидной изоляцией (в маломощных модулях) или керамической изоляцией (в модулях средней и большой мощности). Медные линии связи элементов модуля напыляются непосредственно на изолятор, что исключает пайку. Элементы схемы управления расположены на печатной плате, которая устанавливается непосредственно на силовой модуль. Эта плата также является многослойной и обычно имеет специальный экран для повышения стойкости к EMI. Один из вариантов конструкции IPM показан на рис. 1.
Область безопасной работы и схема защиты IPM
Область безопасной работы (ОБР или SOA — safe operating area) определяет допустимые сочетания токов и напряжений, при которых не нарушается безопасная работа модуля. Поэтому желательно, чтобы схема защиты ограничивала режимы не по предельному току, а по параметрам области безопасной работы. IPM имеют встроенные цепи управления и защиты, что позволяет повысить надежность функционирования по сравнению с обычными модулями.
Для IPM обычно задается 2 вида области безопасной работы — ОБР для режима короткого замыкания (Short Circuit SOA — SCSOA) и ОБР для импульсного режима (Switching SOA — SSOA).
SSOA задает ограничения на ток и напряжение, одновременно действующие на модуль при выключении. В IPM, как правило, исключены многие недопустимые сочетания за счет алгоритма работы драйвера и настройки схемы защиты. Поэтому безопасным для IPM считается режим, когда напряжение питания не превышает определенного для модуля напряжения источника питания (VCC), а перенапряжение при выключении не превышает предельного значения напряжения коллектор-эмиттер (VCES).
При коротком замыкании в схеме с нулевым импедансом источника питания ток КЗ определяется только характеристиками силового ключа. SCSOA гарантирует безопасную работу в однократном режиме КЗ принапряжении питания ниже значения VCC, при перенапряжении в цепи коллектор-эмиттер каждого модуля, меньшем VCES, и температуре кристалла ниже 125 °С. Термин «однократный режим КЗ» подразумевает, что количество коротких замыканий ограничено (оно приводится в технических характеристиках) и время между КЗ значительно больше тепловой постоянной времени кристалла.
Как и обычные IGBT-транзисторы, IPM не предназначены для работы в линейном режиме. Встроенный драйвер IPM исключает любую возможность линейного режима работы, отключая силовой транзистор при повышении напряжения насыщения выше допустимого уровня.
На рис. 2 приведена типовая структурная схема одиночного интеллектуального модуля. Схема защиты IPM определяет состояние перегрузки и короткого замыкания (защита RTC), превышения напряжения насыщения, падения напряжения питания (контроль питания и UVLO) и температуру кристалла (датчик перегрева). При отклонении от нормы любого из перечисленных параметров схема защиты отключает силовой транзистор и выдает сигнал неисправности. Модуль может также содержать встроенный супрессор (ограничение) для защиты от импульсных перенапряжений.
При перегреве модуля выше заданного значения датчик температуры, установленный на основании модуля, выдает сигнал неисправности. По этому сигналу схема управления отключает силовые транзисторы.
В полумостовых и мостовых конфигурациях отключаются обычно транзисторы нижнего уровня. Повторное включение произойдет после охлаждения модуля до порога включения. Однако наличие тепловой защиты не может гарантировать, что мощный кристалл не выйдет из строя ни при каких условиях. Кристалл может перегреться до того, как разогреется основание модуля и термодатчик. Это может произойти, например, из-за сбоя контроллера и повышения частоты коммутации или из-за появления дребезга в цепи управления.
В IPM, как правило, используются IGBT со встроенным датчиком тока. Если ток коллектора модуля превышает предельное значение в течение определенного времени, модуль отключается. Наиболее «интеллектуальные» схемы управления различают два пороговых значения тока — ток перегрузки, начиная с которого начинается анализ неисправности и формируется контрольный сигнал, и ток КЗ, по которому происходит отключение.
После возникновения состояния перегрузки напряжение на затворе снижается, что приводит к уменьшению тока коллектора. Затем, если состояние перегрузки не прекращается, через 5–10 мкс напряжение на затворе снижается до нуля. При этом снижение напряжения на затворе производится по определенному закону. Такое «мягкое» отключение необходимо для уменьшения значения di/dt и снижения переходного перенапряжения при выключении.
На рис. 3 показаны процессы, происходящие при мгновенном «жестком» и «мягком» отключении. Видно, что во втором случае уровень перенапряжения гораздо ниже.
В современных IPM используется непрерывный мониторинг тока каждого силового ключа и общего тока потребления. Это необходимо для определения всех видов токовых перегрузок, включая пробой на корпус. Состояние КЗ наступает при замыкании нагрузки или сбое контроллера, когда открывающие сигналы поступают на оба плеча полумостового каскада, вызывая сквозной ток. При этом измеряется непосредственно ток силового каскада, а не напряжение насыщения. Если ток коллектора достигает порогового значения ISC, процесс отключения начинается мгновенно.
Однако снижение напряжения на затворе происходит в описанной выше последовательности для уменьшения уровня переходных перенапряжений. Для снижения времени задержки между моментом обнаружения состояния КЗ и моментом отключения в наиболее «продвинутых» IPM используется так называемая схема RTC — схема контроля тока в реальном времени (RTC — real time current control). Это устройство работает параллельно драйверу, «обходя» все стадии его работы в режиме КЗ и снижая время обработки сигнала до 100 нс. Эффект от использования схемы RTC показан на рис. 4. Снижение времени обработки сигнала токовой перегрузки уменьшает ток КЗ и, соответственно, уровень перенапряжения почти в 2 раза.
Применение IPM
Применение IPM по сравнению с обычными модулями намного упрощает задачу разработчику. Как правило, для работы с IPM необходимы один или несколько гальванически изолированных источников питания (или один многоканальный источник) и гальванически изолированный интерфейс для связи с контроллером. Количество вторичных источников питания зависит от конфигурации модуля. Для мощных модулей наиболее рационально использовать отдельный источник для каждого силового ключа. Это позволяет устранить проблемы, связанные с шумами и помехами, создаваемыми мощными токами. Напряжение изоляции вторичного источника должно быть в 2 раза больше, чем предельное рабочее напряжение модуля, а ток должен быть достаточным для питания схемы управления с учетом токов заряда затворов и рабочей частоты. При использовании интеллектуальных силовых модулей бутстрепное питание не рекомендуется, так как пульсации напряжения на бутстрепной емкости могут приводить к сбою в работе схемы защиты.
При разработке изолированного источника питания или использовании готового необходимо обратить внимание на величину паразитной емкости между изолированными частями источника. Емкость более 100 пФ может привести к шумам и сбою в работе драйвера.
Параллельно выводам питания схемы управления должен быть установлен электролитический или танталовый конденсатор.
Конденсатор необходим для фильтрации синфазных помех и обеспечения высоких пиковых токов заряда затвора.
Гальваническая развязка сигналов управления IPM может осуществляться с помощью оптопар, импульсных трансформаторов или волоконно-оптических линий связи. В любом случае, большое значение имеет топология платы. Плата должна быть разведена так, чтобы были минимизированы паразитные емкости между изолированными цепями управляющего сигнала, цепями источников питания, управляющими сигналами каналов. Ниже приведены указания, которыми следует руководствоваться при разработке печатной платы для IPM.
Главное препятствие на пути применения IPM — их цена, которая может в несколько раз превысить суммарную стоимость дискретных комплектующих элементов, решающих ту же задачу.