Application Manual Power Semiconductors - Deutsche ... - Semikron

2 Grundlagen
2.6.3 IPM (Intelligent Power Module)
In IPM sind zusätzlich zu den IGBT und Freilaufdioden weitere Komponenten für Treiber- und
Schutzeinheiten (IPM-Minimalkonfiguration) bis hin zur vollständigen Wechselrichtersteuerung
integriert. Vorteile sind der hohe Integrationsgrad und durch ASIC-Lösungen auch eine höhere
Zuverlässigkeit als ein vergleichbarer diskreter Aufbau. Nachteilig ist für den Anwender, dass er
in der Regel keinen Einfluss auf Schalteigenschaften und Logikfunktionen hat. IPM sind deshalb
auch oft anwendungsspezifisch ausgelegt (ASIPM = Application Specific IPM). SEMIKRON bietet
mit SKiiP und MiniSKiiP IPM in zwei Leistungsklassen mit integrierten Logikfunktionen an.
Die bereits im Kap. 2.5 unter dem Gesichtspunkt der AVT beschriebenen SKiiP enthalten eine
Treibereinheit mit allen notwendigen Schutz- und Überwachungsfunktionen, die als SMD-Leiterplatte
unmittelbar über den Leistungsmodulen angeordnet ist. Ansteuerung und Stromversorgung
können auf Potential der übergeordneten Steuerung erfolgen. Alle notwendigen Potentialtrennungen,
ein Schaltnetzteil und die Leistungstreiber sind im SKiiP-Treiber enthalten. Die SKiiP sind
mit Stromsensoren in den AC-Ausgängen und Temperatursensoren sowie einer Überwachung
der Zwischenkreisspannung ausgestattet (SKiiP3 optional). Der Treiber erfasst die Signale dieser
Sensoren zum Schutz vor Überstrom bzw. Kurzschluss, Übertemperatur und Überspannung
sowie den Fehlerfall bei zu geringer Eigenversorgungsspannung. Ein Fehlerstatussignal und normierte
analoge Spannungssignale des AC-Ausgangsstrom-Istwertes, der aktuellen Sensortemperatur
und der Zwischenkreisspannung stehen potentialgetrennt am Treibersteckverbinder zur
Auswertung in der überlagerten Steuerung zur Verfügung. Der Überstromschutz erfolgt sowohl
über die Stromsensoren als auch als Brückenkurzschlussschutz mit Hilfe einer V CE
-Überwachung.
Die Logik für die Ansteuersignale besitzt eine Kurzimpulsunterdrückung und eine Verriegelung der
Ansteuersignale eines Brückenzweiges.
Power Power
Supply Supply
Under Voltage Under Voltage
Monitoring Monitoring
PLD PLD
Logic Logic
TOP TOP
Temperature Temperature
Sensor Sensor
V CE
Monitoring
V CE
SKIFACE
SKIFACE
Switching Switching
signal signal
processing processing
&
Failure Failure
management management
PLD
PLD
Logic
Logic
Double Double output output
stage
TOP
Double Double output output
stage stage
BOT BOT
Current Current
Signal Signal
processing Processing
Over Current Over Current
Protection Protection
PLD PLD
Logic Logic
BOT BOT
Monitoring V CE Monitoring
V CE
DC Link DC Voltage Link Voltage
Sensor Sensor
Current Current sensor sensor
ASIC‘s ASIC´s
Bild 2.6.8 Blockdiagramm der Treiberfunktionen eines SKiiP4 IPM mit digitaler Treiberlogik
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