智能功率模块让热泵更智能

跟着企业向低碳将来迈进，市场愈来愈需求更高效的。开辟解决计划的关头目的在于，尽可能下降体系总成本和减少尺寸，同时进步服从。因而， (IPM) 应运而生，并成为市场备受注视的解决计划。这类模块布局紧凑、高度集成，拥有高功率密度以及进步前辈的操纵与监测性能，异常适宜热泵使用。

热泵的重要性

依据欧盟统计局数据，在欧盟损耗的所有动力中，约 50% 用于供和暖制冷，并且跨越 70% 依然来自化石燃料（主如果天然气）。在室庐畛域，约 80% 的终究动力损耗用于室内和热水供暖。

热泵（图 1）由电力驱动，能够餍足供暖、制冷和除湿需要，是一种成熟的可继续供暖解决计划。热泵是家庭和办公室的环保之选，有助于咱们逐步脱节对化石燃料的依附，转向应用更多的可再生动力手艺。跟着环球对动力平安和气象许诺的存眷，热泵正在成为室内和热水供暖体系脱碳的首要对象。

依据国际动力署 (IEA) 的数据，环球热泵的装置数目预计将从 2020 年的 1.8 亿台增添至 2030 年的约 6 亿台。与传统化石燃料汽锅相比，热泵的服从至多要凌驾三倍，是以备受青眼。预计到 2030 年，热泵在单体建筑物中的装置数目将从今朝的每个月 150 万台增加到约 500 万台（数据起源：国际动力署）。在美国，《通胀增添法案》为置办热泵供应税收抵免和补贴，遮盖用度的比例详细取决于家庭的资历前提，最高可达 100%。

图 1：热泵事情道理

IPM 在晋升热泵服从方面的感化

在热泵体系中，智能功率模块 (IPM) 关于操纵变频器压缩机和电扇的功率流起着相当首要的感化。（图 2）这些模块担任调理三相机电的供电频次和电压，有助于完成更高的压缩机和泵能效规范。比方，在制冷器中，与非变频体系相比，接纳 IPM 的变频体系可下降 30% 的能耗。

IPM 普遍用于种种使用和体系。因为高度集成，无论是在功率级、驱动器仍是维护方面，IPM 都有助于收缩开辟周期。

图 2：三相热泵框图

安森美(onsemi) 比来宣布了新的 1200 V SPM31 IPM 系列产物，为三相变频使用设立了新标准。这一突破性手艺不但餍足了继续增进的节能需要，还致力于下降体系本钱和晋升团体功能。能够预见的是，拥有全新和改良性能的 SPM31 IPM 将在热泵市场上发生深远影响。

图 3：1200 V SPM31 IPM

更高的服从和功率密度

SPM31 IPM 接纳最新的第 7 代 IGBT 场截止 (FS7) 手艺，具有高效率和高稳重性。优化的开关单位设想和缓冲设置，以及窄电气参数漫衍，可排除单个和并联器件操纵中的短路振荡征象。另外，该手艺还接纳亚微米沟槽栅单位间距，增加了通道密度，降低了导通消耗。同时，经由优化的栅极电容确保了腻滑的开关波形和较低的开关消耗。发射极一侧接纳多层 FS 手艺增强了阻断才能，减小了漂移层厚度，从而降低了导通和开关能量丧失。FS7 IGBT 的开辟侧重于优化 Vcesat 和 Eoff，以完成进步前辈的器件功能。

因为该手艺鼎力大举降低了电磁滋扰 (EMI)，与上一代产物相比，SPM31 IPM 的功率消耗降低了多达 10％，功率密度提高了多达 9％，IGBT 芯片尺寸缩小了 20％。功率密度的进步有助于设想职员简化结构，腾出热泵体系中的珍贵空间，同时进步服从。SPM31 IPM 供应多种额外电流选项，局限从 15 至 35 安培 (A) 不等。

图 4：SPM31 IPM 尺寸

进步前辈性能确保靠得住运转

安森美的 SPM31 IPM 配备了一系列进步前辈性能，以确保靠得住运转。这些模块包孕栅极驱动器 IC 和种种模块级维护性能，比方：

•欠压锁定：SPM31 IPM 可防止欠压情形致使体系涌现弗成展望的操纵或对体系造成的毁坏。

•过流关断：此性能可防止过大电流对体系造成永久性毁坏。

•热监测：SPM31 IPM 能够正确感测温度，有助于完成精良的热治理，防止涌现过热情形。

•毛病呈报：这些模块可检测种种毛病并向体系呈报，为潜伏题目供应晚期预警旌旗灯号。

另外，SPM31 IPM 接纳间接键合铜衬底（图 5），热功能卓越。这些性能增强了模块的稳重性，使其适宜种种使用场景。SPM31 IPM 用处普遍，异常适宜暖通空调、热泵、变频驱动器 (VFD)、工业泵和风机以及伺服机电等种种变频驱动使用。

图 5：SPM31 IPM 的横截面

除了 SPM31，安森美还供应了其余多款多功能 IPM 产物系列。（图 6）

图 6：IPM 的使用场景

这些模块使用场景普遍，可完成高效紧凑的解决计划，有望在多个行业诱发变更。

热泵使用的庞大飞跃

SPM31 IPM 为热泵使用带来了庞大打破。这款 IPM布局紧凑功能卓越，能助力工程师设想出更高效靠得住且更具本钱效益的工业使用体系。

进一步懂得 SPM31 IPM 以及这些模块作甚体系带来革命性变迁。

(IPM)

集成栅极驱动器低压功率模块，适用于消费类、工业和汽车使用供应多种三相变频器模块，涵盖 50 W 至 10 kW 的功率级别。多种分歧的拓扑布局可供抉择包孕 PFC输出桥式整流器。