2 IPM的參數解讀
在前面報告一中，對IPM模塊的基本結構進行了闡述。主要對IPM模塊中IGBT的結構、IPM內部不同部分的電路、IPM工作原理進行了簡單的介紹。由於這部分內容跟本科中電力電子技術書籍中知識有較多的重複，所以沒有過多的闡述。因此將學習報告的主體內容放到IGBT的工程應用中參數的解讀上。尤其對於需要做實驗的同學而言，清楚自己所使用的IPM內部的各個參數有助於實驗的順利進行，甚至實驗的安全基礎即爲一個參數較爲合理的IPM。本文主要以FP75R12KT4_B15這款IPM作爲例子進行介紹。
2.1 Preliminary data 基本數據
collector-emitter voltage：集電極和發射極電壓 Vces = 1200V (施加在IGBT集電極和發射機之間的最大電壓值，即集射極最大可承受電壓。此參數需要滿足母線電壓等級，例如380V交流電經不控整流可得540V直流電，此540V直流電施加在逆變器的母線側，母線側的電壓在正常供電情況下能夠保持穩定在540V附近，但在驅動電機等感性負載時，會存在能量回饋的情況。例如電機在制動過程中，電機工作在發電機模式，此時母線側電壓會被擡升。不同的變頻系統會配置不同電壓等級的斬波母線電壓閾值，此閾值應小於<IPM集射極最大可承受電壓Vces，相反的選擇IPM時應充分考慮斬波閾值的大小，配置滿足Vces的IPM模塊。另外穩壓的電容的耐壓值選擇也應小於<IPM集射極最大可承受電壓Vces)
DC-collector current：集電極電流（直流）Ic_nom=75A（集電極可持續通過的最大電流值，即IPM在穩定工作過程中，開關管集電極與發射極可持續通過最大電流值。此指標主要與集電極電流峯值相對應，集電極電流峯值對應最大可通過電流，而集電極電流主要衡量IPM持續的過流能力。此指標是提升逆變器功率等級的關鍵參數，一般逆變器的電壓等級相差較小，集電極電流通流能力越大，IPM可承受功率等級越大。）
repetitive peak collector current：集電極電流峯值 Icrm = 150 A（集電極可短時間通過的最大電流值，即電流尖峯值。此指標用來衡量IPM抵抗極端情況的能力，在逆變器驅動感性負載會出現脈衝尖峯的情況，對這個尖峯電流值可承受的時間爲 tp=1ms。也即實際集電極電流處於 75A < I < 150A 之間的時間最長時間爲1ms。）
total power dissipation：最大損耗 Ptot = 385 W
gate-emitter peak voltage：門極和發射機之間峯值電壓 VGES = +-20V （門極和發射極之間可施加的最大電壓，IGBT的門極用來控制其通斷，如果超過了這個電壓就會把IGBT擊穿）
2.2 Characteristic Value 特徵參數
collector-emitter saturation voltage：集射極飽和壓降（根據IGBT的特性，IGBT進入飽和區的最低壓降）
gate threshold voltage：門極閾值電壓（IGBT導通的閾值電壓，只有柵極和射集之間的電壓大於等於閾值電壓時纔可以實現導通）
gate charge：柵極電荷，門極電荷量
internal gate resistor ： 內部柵極電阻（在設計驅動電路，考慮多大的驅動電阻時必須考慮的參數）
input capacitance：輸入電容
reverse transfer capacitance：反向轉移電容
collector-emitter cut-off current：集射極關斷電流
gate-emitter leakage current：柵極和射極峯值電流
turn-on delay time：開通延遲時間（Vge=+-15V時，IC=75A時，開通脈衝施加至完全開通的時間）
rise time：上升時間
turn-off delay time：關斷延遲時間（Vge=+-15V時，IC=75A時，開通脈衝施加至完全關斷的時間）
fall time：下降時間
turn-on energy loss per pulse：單個脈衝開通能量損失
turn-off energy loss per pulse：單個脈衝關斷能量損失
thermal res,junction to case：熱電阻，連接到外殼時
thermal res,case to heatsink：熱電阻，連接散熱器時
小結：
大部分時候不需要我們親自設計IGBT的驅動迴路，但要使用一臺變頻器驅動電機，變頻器內部的IPM模塊的運行範圍必須要瞭解。比如上圖所示的FP75R12KT4就是一個15kW變頻器上配置的IPM模塊，這個變頻器有以下幾個指標必須瞭解
1、collector-emitter voltage ，集射極電壓：也就是IPM可承受最大的正向電壓爲1200V
2、DC-collector current，集電極電流：持續導通電流的大小爲75A
3、repetitive peak collector current 集電極電流峯值：集電極可承受的最大電流，且持續時間不超過1Ms
4、gate threshold voltage：IGBT閾值電壓
5，內部柵極電容，在IGBT運行不正確的時候，很可能是驅動的電阻阻值不對。