在一個單列直插式封裝中嵌入一個完整且基于IGBT的智能型三相逆變器驅(qū)動器，合用于最大額定功率為0.75kW的AC感到和無刷DC電機。

電器工程師需要一種設(shè)計要領(lǐng)，可以或許簡化高效洗衣機、冰箱、空和諧其他家用電器所用的三相變速電機驅(qū)動器的開拓進(jìn)程。變速電機驅(qū)動器回收電子線路來改變電機的轉(zhuǎn)速，而不是舊式電器中所利用的較低靠得住性的機器變速法）。并且，操作電子節(jié)制法來舉辦變速還可以或許在不需要更高速度時低落電機轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)節(jié)能。相對高速而言，低速條件下的功耗較少。一個集成電源模塊（IPM）可提供該成果。

要在符合的相位上發(fā)生適量的功率以驅(qū)動這些變速電機，就必須對電機及其關(guān)聯(lián)驅(qū)動器有所相識。除此之外，如安在苛刻的事情條件下得到高靠得住性以及操縱的安詳性并使輻射指標(biāo)切合國際尺度EMC限定值也是設(shè)計人員所面對的挑戰(zhàn)。這需要電機驅(qū)動電子技能方面的相關(guān)常識。

與此同時，市場要求在占位面積更小、本錢更低的環(huán)境下實現(xiàn)更高的機能和耐用性。別的，新設(shè)計贏得市場樂成時機的時間不絕縮短，使得產(chǎn)物的面市時間成為了至關(guān)重要的因素。于是，電器系統(tǒng)開拓人員正遭受著壓力，需要加快開拓歷程并實時向市場投放最終產(chǎn)物。最終產(chǎn)物推出進(jìn)程中的任何耽擱都有大概導(dǎo)致在競爭中落后。

回收分立元件和IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）的傳統(tǒng)要領(lǐng)可以或許滿意功率要求，但需要占用大量的印刷電路板空間。并且，這種回收分立元件的傳統(tǒng)要領(lǐng)需要的元件也更多，因而增加了設(shè)計的巨大性并耽誤了開拓時間。另外，元件數(shù)量的增加也使得庫存量以應(yīng)付硬件的需求。

集成電源模塊

電器系統(tǒng)開拓人員需要一些越發(fā)新穎的要領(lǐng)，以便在淘汰事情量的同時縮短總體開拓時間并低落風(fēng)險。為了辦理這些困難，人們開拓出了回收先進(jìn)封裝工藝的功率半導(dǎo)體器件，用于制成集成電源模塊，藉以降服回收分立元件的舊式三相逆變器辦理方案的范圍性。該新型集成電源模塊使得設(shè)計師可以或許簡化諸如洗衣機和冰箱等家用電器中的三相AC感到和無刷DC電機驅(qū)動。

這款針對電機驅(qū)動應(yīng)用的先進(jìn)IPM搜集了低損耗型高壓IGBT和驅(qū)動器IC方面的最新改造以及封裝工藝的新成就，從而為所需的應(yīng)用提供一種省位電子電機驅(qū)動辦理方案。IRAMS10UP60 PlugNDriveTM 集成電源模塊（IPM）是IR公司iMOTION集成設(shè)計平臺系列的產(chǎn)物，它除了將所有的高壓功率晶體管和關(guān)聯(lián)驅(qū)動器電子線路集成在一個小型絕緣封裝外，還具有掩護成果，以確保操縱安詳以及系統(tǒng)靠得住。另外， 4.7uf 400v，它還可以或許由一個+15Vdc電源來提供事情電壓，以便進(jìn)一步簡化其在電機驅(qū)動應(yīng)用中的利用，并由此加快最終產(chǎn)物的開拓。

電磁兼容性（EMC）是很重要的，因此，該IPM電源模塊需要重視電路板機關(guān)和屏蔽，并通過縮短模塊內(nèi)部互連線長度以及淘汰布線數(shù)量，旨在增強抑制EMI（電磁滋擾）。由于裸露的半導(dǎo)體芯片在最靠近的位置安裝，而且回收了高集成度的IC，因此，互連線被大大縮短了，并且用于將芯片毗連至襯墊及I/O端口毗連至外部引腳所需的配線也大為淘汰。不只如此，其布局還確保了不會因接地反跳或串?dāng)_而激發(fā)妨礙。簡而言之，一個現(xiàn)成的IPM有助電器工程師開拓完整電機驅(qū)動系統(tǒng)，并減輕所有既單調(diào)乏味又勞心艱辛的事情。假如回收分立型方案，工程師需要在電路板上布設(shè)15個以上的元件，但I(xiàn)PM可以或許將事情量淘汰為只需布設(shè)一個模塊和三個相關(guān)聯(lián)的自舉電容器。

為了提供單一絕緣單列直插式封裝（SIP）的省位高機能三相逆變器，該IPM操作了一種低本錢絕緣金屬襯底（IMS）的利益。該IMS回收具有高熱導(dǎo)率的全模制塑料以利便多種元件（包羅電源芯片、驅(qū)動器芯片以及所有其他可回收外貌貼裝的無源和有源分立元件）的細(xì)密裝配（圖1）。為了提供適當(dāng)?shù)钠帘尾⒆畲笙薅鹊靥蕴璄MI，該組件中的鋁板被保持在地電位。這種新型專有技能使得模塊中的芯片可以或許勻稱地漫衍熱量以維持安詳?shù)念~定溫度。

圖1: 顯示IPM內(nèi)部結(jié)構(gòu)的截面圖

功效，該模塊在一個最小絕緣電壓為2000V的23引腳SIP封裝中內(nèi)置了6個額定電壓為600V的低導(dǎo)通電壓、非穿通（NPT）IGBT芯片以及3個集成自舉二極管和1個三相高速、高壓驅(qū)動器IC（圖2）。

圖2: 用于6個IGBT功率級的三相高速、高壓驅(qū)動器IC