IPM原理及測(cè)試方法課件

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誠信忍耐探索熱情

FaithEnduranceExplorationEnthusiasmIPM原理及測(cè)試方法Page1誠信忍耐1.IPM的定義及基本結(jié)構(gòu)框圖1.IPM的定義及基本結(jié)構(gòu)框圖IPM即智能功率模塊（IntelligentPowerModule），是一種把功率開關(guān)器件和門極驅(qū)動(dòng)電路集成在一起的電力集成電路，其在電力電子領(lǐng)域的應(yīng)用非常廣泛。在IPM中不僅集成了高效的功率開關(guān)器件（MOSFET，IGBT）和優(yōu)化過的門極驅(qū)動(dòng)電路，往往還內(nèi)藏有過電壓，過電流和過熱等故障檢測(cè)電路。IPM即智能功率模塊（IntelligentPowerMPage

4IPM的基本結(jié)構(gòu)Page4IPM的基本結(jié)構(gòu)一種典型的IPM電路FSB20CH60的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

一種典型的IPM電路FSB20CH60的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖SD05M50D的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

SD05M50D的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

IPM與以往傳統(tǒng)的功率開關(guān)模塊與驅(qū)動(dòng)電路的分立組件相比具有如下特點(diǎn)：1.內(nèi)含驅(qū)動(dòng)電路。設(shè)定了最佳的功率器件驅(qū)動(dòng)條件，驅(qū)動(dòng)電路與功率器件柵極之間的距離很短，輸出阻抗很低，因此，不易受干擾，更不需要加反向偏壓。2.內(nèi)含過電流保護(hù)和短路保護(hù)模塊。由于是通過檢測(cè)各功率器件集電極電流實(shí)現(xiàn)保護(hù)的，故不管哪個(gè)器件發(fā)生異常，都能保護(hù)，特別是下橋臂短路和對(duì)地短路的保護(hù)，同時(shí)由于可以直接關(guān)斷，因此反應(yīng)時(shí)間也比依靠MCU關(guān)斷的分立組件要短。IPM與以往傳統(tǒng)的功率開關(guān)模塊與驅(qū)動(dòng)電路的分立組件Page

83.內(nèi)含驅(qū)動(dòng)電源欠電壓保護(hù)(UV)。每個(gè)驅(qū)動(dòng)電路都具有UV保護(hù)功能。當(dāng)驅(qū)動(dòng)電源電壓VCC小于規(guī)定值UV時(shí)，產(chǎn)生欠電壓保護(hù)。4.內(nèi)含過熱保護(hù)。過熱保護(hù)是防止內(nèi)部功率器件IGBT、FRD等過熱的保護(hù)功能。能對(duì)于芯片的異常發(fā)熱實(shí)現(xiàn)保護(hù)。Page83.內(nèi)含驅(qū)動(dòng)電源欠電壓保護(hù)(UV)。每個(gè)驅(qū)動(dòng)電路Page

95.內(nèi)含報(bào)警輸出功能(ALM)。ALM是向外部輸出故障報(bào)警的一種功能，當(dāng)出現(xiàn)過熱，過流，以及UV保護(hù)動(dòng)作時(shí)，通過向控制IPM的微機(jī)輸出異常信號(hào)，能切實(shí)停止系統(tǒng)，保護(hù)系統(tǒng)不受異常故障的損壞。Page95.內(nèi)含報(bào)警輸出功能(ALM)。ALMPage

102.IPM的驅(qū)動(dòng)控制方法簡(jiǎn)介Page102.IPM的驅(qū)動(dòng)控制方法簡(jiǎn)介Page

11120度（方波）和180度（正弦波）控制方式簡(jiǎn)介

IPM的一個(gè)重要應(yīng)用領(lǐng)域就是無刷直流電機(jī)（BLDC）領(lǐng)域，目前我們所拿到的無刷直流電機(jī)的驅(qū)動(dòng)方式主要有兩種，分別為120度驅(qū)動(dòng)和180度驅(qū)動(dòng)，其中120度驅(qū)動(dòng)方式中每一相的導(dǎo)通角度為120度，電流輸出信號(hào)為矩形；180度驅(qū)動(dòng)方式中每一相的導(dǎo)通角度為180度，電流輸出信號(hào)為正弦波。下圖分別為三相無刷直流電機(jī)中采用120度驅(qū)動(dòng)方式和180度驅(qū)動(dòng)方式時(shí)的輸入信號(hào)。Page11120度（方波）和180度（正弦波）控制方式簡(jiǎn)（180度驅(qū)動(dòng)方式）（180度驅(qū)動(dòng)方式）Page

13（120度驅(qū)動(dòng)方式）Page13（120度驅(qū)動(dòng)方式）Page

14由上圖可知，由于工作在120度驅(qū)動(dòng)方式時(shí)IPM中的每一個(gè)功率開關(guān)器件只在1/3周期中有開關(guān)動(dòng)作，因此工作在120度驅(qū)動(dòng)方式時(shí)IPM的開關(guān)損耗比工作在180度驅(qū)動(dòng)方式時(shí)要少很多。Page14由上圖可知，由于工作在120度驅(qū)3.IPM重點(diǎn)參數(shù)及測(cè)試方法介紹

3.IPM重點(diǎn)參數(shù)及測(cè)試方法介紹Page

163.1擊穿電壓（BVDSS）測(cè)試IPM的擊穿電壓測(cè)試包括兩部分，一部分是指對(duì)IPM內(nèi)置功率開關(guān)器件（IGBT）的CE端擊穿電壓測(cè)試，另外一部分是指對(duì)IPM內(nèi)置高壓驅(qū)動(dòng)電路（HVIC）的高壓端（VS）的擊穿電壓測(cè)試。Page163.1擊穿電壓（BVDSS）測(cè)試功率開關(guān)器件擊穿電壓（BVDSS）測(cè)試功率開關(guān)器件的擊穿電壓是指當(dāng)功率開關(guān)器件處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，將C極和E極之間擊穿所需的電壓，其中fairchild一般以CE電流為250uA作為CE擊穿的標(biāo)志。以FSB20CH60為例，CE端擊穿電壓測(cè)試圖如下：功率開關(guān)器件擊穿電壓（BVDSS）測(cè)試IPM原理及測(cè)試方法課件上圖為FSB20CH60上橋臂IGBT的擊穿電壓測(cè)試圖，其中IGBT的C極接高壓，E極接地，另外尤其要注意的是HVIC的VS端必須接地，這樣才能保證IGBT的柵極電平與E極的電平一致，從而使IGBT能處于關(guān)閉狀態(tài)。上圖為FSB20CH60上橋臂IGBT的擊穿電壓測(cè)試圖IPM原理及測(cè)試方法課件上圖為FSB20CH60下橋臂IGBT的擊穿電壓測(cè)試圖，其中IGBT的C極接高壓，E極接地，要注意的是LVIC的COM端必須接地，這樣才能保證IGBT的柵極電平與E極的電平一致，從而使IGBT能處于關(guān)閉狀態(tài)。上圖為FSB20CH60下橋臂IGBT的擊穿電壓測(cè)試

HVIC擊穿電壓（BVDSS）測(cè)試

HVIC即IPM內(nèi)部的高壓驅(qū)動(dòng)芯片，其主要功能是通過電荷泵的原理來驅(qū)動(dòng)打開IPM內(nèi)置的上橋臂功率管，由于應(yīng)用時(shí)HVIC的VS端與IPM的輸出端是直接相連的，因此VS端也將承受高壓，HVIC的擊穿電壓測(cè)試就是指VS端與COM端之間被擊穿所需的電壓值。以FSB20CH60為例，VS端擊穿電壓測(cè)試圖如下：HVIC擊穿電壓（BVDSS）測(cè)試IPM原理及測(cè)試方法課件3.2高壓漏電流（IDSS）測(cè)試高壓漏電流（IDSS）的測(cè)試也包括兩部分，即IPM內(nèi)置功率開關(guān)器件處于關(guān)閉狀態(tài)下的CE漏電流測(cè)試和IPM內(nèi)置HVIC的高壓端（VS）漏電流測(cè)試，測(cè)試時(shí)的外圍線路連接與擊穿電壓測(cè)試時(shí)完全相同，也就是在功率開關(guān)器件的CE之間和VS對(duì)COM之間加上額定的高電壓，測(cè)試此時(shí)高電壓流出的漏電流。3.2高壓漏電流（IDSS）測(cè)試3.3正向?qū)妷海╒DSON）測(cè)試正向?qū)妷菏侵窱PM內(nèi)置功率開關(guān)器件（IGBT）處于開啟狀態(tài)時(shí)，當(dāng)CE之間流過一定值電流后，C極與E極之間的電壓差。以FSB20CH60為例，正向?qū)妷簻y(cè)試圖如下：3.3正向?qū)妷海╒DSON）測(cè)試IPM原理及測(cè)試方法課件上圖為FSB20CH60上橋臂IGBT的導(dǎo)通電壓測(cè)試圖，其中IGBT的C極接高壓，E極接地，IN腳接入高電平，使IGBT處于導(dǎo)通狀態(tài)，然后使用電子恒流源給IGBT灌入額定值的電流，然后測(cè)試IGBTC極與E極之間的電壓差值。上圖為FSB20CH60上橋臂IGBT的導(dǎo)通3.4反向?qū)妷海╒SD）測(cè)試反向?qū)妷菏侵窱PM內(nèi)置功率開關(guān)器件（IGBT）處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，當(dāng)從續(xù)流管流過一定值電流后，續(xù)流管兩極之間的電壓差。以FSB20CH60為例，反向?qū)妷簻y(cè)試圖如下：3.4反向?qū)妷海╒SD）測(cè)試IPM原理及測(cè)試方法課件上圖為FSB20CH60S上橋臂反向?qū)妷簻y(cè)試圖，其中IGBT處于關(guān)閉狀態(tài)，然后從IGBT的E極灌入額定的電流值，C極接地，此時(shí)IGBTE極與C極之間的電壓差值即為反向?qū)妷?。上圖為FSB20CH60S上橋臂反向?qū)妷簻y(cè)試3.5HVIC高側(cè)靜態(tài)電流(IBS)測(cè)試

HVIC高側(cè)靜態(tài)電流是指HVIC在正常工作時(shí)，VB和VS之間流入的電流，需要在IN腳輸入電平在高低兩種電平條件下分別進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試圖如下：3.5HVIC高側(cè)靜態(tài)電流(IBS)測(cè)試IPM原理及測(cè)試方法課件高壓側(cè)靜態(tài)電流（IBS）是一項(xiàng)非常關(guān)鍵的參數(shù)，由于IPM在正常工作時(shí)，上橋臂IGBT的開啟必須通過電荷泵自舉的方式進(jìn)行供電，因此給HVIC的高壓側(cè)供電的實(shí)際上是VB-VS之間的電容。由于客戶從成本角度考慮，往往使用容值很低的電容作為VB-VS之間的電容，這樣就對(duì)IBS提出了要求，如果IBS很大，那VB-VS電容將無法提供足夠的電流，從而導(dǎo)致上橋臂的IGBT無法開啟。自舉時(shí)系統(tǒng)工作圖如下：高壓側(cè)靜態(tài)電流（IBS）是一項(xiàng)非常關(guān)鍵的參數(shù)，由于IIPM原理及測(cè)試方法課件3.6熱阻(R?JC)測(cè)試熱阻是表征IPM電路散熱性的重要參數(shù)，由于IPM往往內(nèi)置多個(gè)功率器件，因此對(duì)于散熱的要求非常高，如果電路的熱阻不佳，將導(dǎo)致功率器件產(chǎn)生的熱量無法及時(shí)散發(fā)，使IPM內(nèi)部的電路處于高溫的工作狀態(tài)，這將使IPM的使用壽命和性能都受到影響。3.6熱阻(R?JC)測(cè)試熱阻的精確測(cè)試需要購置專用的儀器，這里將介紹一種簡(jiǎn)易的測(cè)試方法，雖然無法很精確的定量測(cè)試出熱阻值，但可以定性地表征出IPM的熱阻特性，尤其是可以用于不同產(chǎn)品之間的對(duì)比。以FSB20CH60為例，熱阻測(cè)試圖如下：熱阻的精確測(cè)試需要購置專用的儀器，這里將介紹IPM原理及測(cè)試方法課件如上圖所示，首先使所有的6路輸入為高，將6個(gè)IGBT全部打開。然后使用恒流源向IPM灌入額定的電流，電流通過IPM直接流入GND，這樣將使所有的耗散功率都在加在IPM之上，通過調(diào)節(jié)恒流源的輸出電流I，將可以得到不同的耗散功率P，然后測(cè)試不同P下面的IPM表面溫度T，這樣就可以得到P-T曲線，用于表征IPM熱阻特性。

如上圖所示，首先使所有的6路輸入為高，將6個(gè)I3.7上升沿時(shí)間（Tr）和下降沿時(shí)間(Tf)測(cè)試上升沿時(shí)間和下降沿時(shí)間是指IPM在工作狀態(tài)時(shí)，輸出口電壓波形從0V上升到最高點(diǎn)所需的時(shí)間和從最高點(diǎn)下降到0V所需的時(shí)間，是表征功率開關(guān)器件開關(guān)特性的重要參數(shù)。以SD05M50為例，測(cè)試圖如下：3.7上升沿時(shí)間（Tr）和下降沿時(shí)間(Tf)測(cè)試IPM原理及測(cè)試方法課件如上圖，主要測(cè)試SD05M50下橋臂MOSFET的上升沿時(shí)間和下降沿時(shí)間，對(duì)于IPM而言，MOSFET的上升沿時(shí)間和下降沿時(shí)間可以通過內(nèi)置HVIC的輸出口阻抗來進(jìn)行調(diào)整，不同的沿時(shí)間可以形成不同規(guī)格的IPM，對(duì)于上升沿時(shí)間和下降沿時(shí)間的調(diào)整必須十分慎重，時(shí)間過短將造成對(duì)功率器件較強(qiáng)的電流沖擊，使功率器件容易損壞，同時(shí)也會(huì)對(duì)系統(tǒng)中的其他部件產(chǎn)生較強(qiáng)的干擾；而時(shí)間過長則會(huì)造成功率器件開關(guān)損耗變大，導(dǎo)致功率器件發(fā)熱量變大。如上圖，主要測(cè)試SD05M50下橋臂MOSFET的3.8上升延遲時(shí)間（Ton）和下降延遲時(shí)間(Toff)和(Trr)測(cè)試上升延遲時(shí)間和下降延遲時(shí)間是指IPM的輸出口的上升沿和下降沿對(duì)于輸入信號(hào)的延遲時(shí)間。反向恢復(fù)時(shí)間主要是指與功率開關(guān)器件并聯(lián)的二極管的反向恢復(fù)時(shí)間。簡(jiǎn)單來說，當(dāng)二極管由正向?qū)ㄞD(zhuǎn)成反向截止時(shí)，會(huì)在一小段時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)反向?qū)ǖ默F(xiàn)象，這段反向?qū)ǖ臅r(shí)間就是所謂的反向恢復(fù)時(shí)間。以SD05M50為例，測(cè)試圖如下：3.8上升延遲時(shí)間（Ton）和下降延遲時(shí)間(Toff)和IPM原理及測(cè)試方法課件如上圖，可以得到相關(guān)的如下波形：如上圖，可以得到相關(guān)的如下波形：由上圖可知，上升延遲時(shí)間即VIN由低變高和VDS由高變低之間的時(shí)間差，下降延遲時(shí)間即VIN由高變低和VDS由低變高之間的時(shí)間差。反向恢復(fù)時(shí)間需要用專用儀器測(cè)試，用示波器測(cè)試誤差較大。由上圖可知，上升延遲時(shí)間即VIN由低變高和V3.9單脈沖雪崩能量(EAS)測(cè)試單脈沖雪崩能量是指IPM內(nèi)置的功率管在單次雪崩狀態(tài)下，能夠消耗的最高能量。以SD05M50為例，測(cè)試圖如下：3.9單脈沖雪崩能量(EAS)測(cè)試IPM原理及測(cè)試方法課件上圖為SD05M50下橋臂MOSFET的EAS測(cè)試圖，由上圖可以得到如下的測(cè)試波形：

上圖為SD05M50下橋臂MOSFET的EAS測(cè)試圖，由上圖通過增加VIN的脈沖寬度，使得VDS和Id的最高值不停的增加，測(cè)試當(dāng)功率開關(guān)器件出現(xiàn)損壞時(shí)的VDS和Id，則EAS=VDS*Id。通過增加VIN的脈沖寬度，使得VDS和Id的最高值3.10短路耐量電流(ISC)測(cè)試短路耐量電流是指在IPM內(nèi)置的功率開關(guān)器件在額定的開啟時(shí)間中，能夠承受的最大流過電流。以SD05M50為例，測(cè)試圖如下：3.10短路耐量電流(ISC)測(cè)試上圖為SD05M50下橋臂MOSFET的ISC測(cè)試圖，由上圖可以得到如下的測(cè)試波形：上圖為SD05M50下橋臂MOSFET的ISC測(cè)試圖IPM原理及測(cè)試方法課件固定VIN的高電平脈沖寬度，然后通過增加VDC的電壓值，使得Id不停地增高，測(cè)試當(dāng)SD05M50內(nèi)置MOSFET開始出現(xiàn)損壞時(shí)的Id值。固定VIN的高電平脈沖寬度，然后通過增加VDC的電壓Thankyou!Thankyou!Page

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誠信忍耐探索熱情

FaithEnduranceExplorationEnthusiasmIPM原理及測(cè)試方法Page1誠信忍耐1.IPM的定義及基本結(jié)構(gòu)框圖1.IPM的定義及基本結(jié)構(gòu)框圖IPM即智能功率模塊（IntelligentPowerModule），是一種把功率開關(guān)器件和門極驅(qū)動(dòng)電路集成在一起的電力集成電路，其在電力電子領(lǐng)域的應(yīng)用非常廣泛。在IPM中不僅集成了高效的功率開關(guān)器件（MOSFET，IGBT）和優(yōu)化過的門極驅(qū)動(dòng)電路，往往還內(nèi)藏有過電壓，過電流和過熱等故障檢測(cè)電路。IPM即智能功率模塊（IntelligentPowerMPage

58IPM的基本結(jié)構(gòu)Page4IPM的基本結(jié)構(gòu)一種典型的IPM電路FSB20CH60的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

一種典型的IPM電路FSB20CH60的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖SD05M50D的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

SD05M50D的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

IPM與以往傳統(tǒng)的功率開關(guān)模塊與驅(qū)動(dòng)電路的分立組件相比具有如下特點(diǎn)：1.內(nèi)含驅(qū)動(dòng)電路。設(shè)定了最佳的功率器件驅(qū)動(dòng)條件，驅(qū)動(dòng)電路與功率器件柵極之間的距離很短，輸出阻抗很低，因此，不易受干擾，更不需要加反向偏壓。2.內(nèi)含過電流保護(hù)和短路保護(hù)模塊。由于是通過檢測(cè)各功率器件集電極電流實(shí)現(xiàn)保護(hù)的，故不管哪個(gè)器件發(fā)生異常，都能保護(hù)，特別是下橋臂短路和對(duì)地短路的保護(hù)，同時(shí)由于可以直接關(guān)斷，因此反應(yīng)時(shí)間也比依靠MCU關(guān)斷的分立組件要短。IPM與以往傳統(tǒng)的功率開關(guān)模塊與驅(qū)動(dòng)電路的分立組件Page

623.內(nèi)含驅(qū)動(dòng)電源欠電壓保護(hù)(UV)。每個(gè)驅(qū)動(dòng)電路都具有UV保護(hù)功能。當(dāng)驅(qū)動(dòng)電源電壓VCC小于規(guī)定值UV時(shí)，產(chǎn)生欠電壓保護(hù)。4.內(nèi)含過熱保護(hù)。過熱保護(hù)是防止內(nèi)部功率器件IGBT、FRD等過熱的保護(hù)功能。能對(duì)于芯片的異常發(fā)熱實(shí)現(xiàn)保護(hù)。Page83.內(nèi)含驅(qū)動(dòng)電源欠電壓保護(hù)(UV)。每個(gè)驅(qū)動(dòng)電路Page

635.內(nèi)含報(bào)警輸出功能(ALM)。ALM是向外部輸出故障報(bào)警的一種功能，當(dāng)出現(xiàn)過熱，過流，以及UV保護(hù)動(dòng)作時(shí)，通過向控制IPM的微機(jī)輸出異常信號(hào)，能切實(shí)停止系統(tǒng)，保護(hù)系統(tǒng)不受異常故障的損壞。Page95.內(nèi)含報(bào)警輸出功能(ALM)。ALMPage

642.IPM的驅(qū)動(dòng)控制方法簡(jiǎn)介Page102.IPM的驅(qū)動(dòng)控制方法簡(jiǎn)介Page

65120度（方波）和180度（正弦波）控制方式簡(jiǎn)介

IPM的一個(gè)重要應(yīng)用領(lǐng)域就是無刷直流電機(jī)（BLDC）領(lǐng)域，目前我們所拿到的無刷直流電機(jī)的驅(qū)動(dòng)方式主要有兩種，分別為120度驅(qū)動(dòng)和180度驅(qū)動(dòng)，其中120度驅(qū)動(dòng)方式中每一相的導(dǎo)通角度為120度，電流輸出信號(hào)為矩形；180度驅(qū)動(dòng)方式中每一相的導(dǎo)通角度為180度，電流輸出信號(hào)為正弦波。下圖分別為三相無刷直流電機(jī)中采用120度驅(qū)動(dòng)方式和180度驅(qū)動(dòng)方式時(shí)的輸入信號(hào)。Page11120度（方波）和180度（正弦波）控制方式簡(jiǎn)（180度驅(qū)動(dòng)方式）（180度驅(qū)動(dòng)方式）Page

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68由上圖可知，由于工作在120度驅(qū)動(dòng)方式時(shí)IPM中的每一個(gè)功率開關(guān)器件只在1/3周期中有開關(guān)動(dòng)作，因此工作在120度驅(qū)動(dòng)方式時(shí)IPM的開關(guān)損耗比工作在180度驅(qū)動(dòng)方式時(shí)要少很多。Page14由上圖可知，由于工作在120度驅(qū)3.IPM重點(diǎn)參數(shù)及測(cè)試方法介紹

3.IPM重點(diǎn)參數(shù)及測(cè)試方法介紹Page

703.1擊穿電壓（BVDSS）測(cè)試IPM的擊穿電壓測(cè)試包括兩部分，一部分是指對(duì)IPM內(nèi)置功率開關(guān)器件（IGBT）的CE端擊穿電壓測(cè)試，另外一部分是指對(duì)IPM內(nèi)置高壓驅(qū)動(dòng)電路（HVIC）的高壓端（VS）的擊穿電壓測(cè)試。Page163.1擊穿電壓（BVDSS）測(cè)試功率開關(guān)器件擊穿電壓（BVDSS）測(cè)試功率開關(guān)器件的擊穿電壓是指當(dāng)功率開關(guān)器件處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，將C極和E極之間擊穿所需的電壓，其中fairchild一般以CE電流為250uA作為CE擊穿的標(biāo)志。以FSB20CH60為例，CE端擊穿電壓測(cè)試圖如下：功率開關(guān)器件擊穿電壓（BVDSS）測(cè)試IPM原理及測(cè)試方法課件上圖為FSB20CH60上橋臂IGBT的擊穿電壓測(cè)試圖，其中IGBT的C極接高壓，E極接地，另外尤其要注意的是HVIC的VS端必須接地，這樣才能保證IGBT的柵極電平與E極的電平一致，從而使IGBT能處于關(guān)閉狀態(tài)。上圖為FSB20CH60上橋臂IGBT的擊穿電壓測(cè)試圖IPM原理及測(cè)試方法課件上圖為FSB20CH60下橋臂IGBT的擊穿電壓測(cè)試圖，其中IGBT的C極接高壓，E極接地，要注意的是LVIC的COM端必須接地，這樣才能保證IGBT的柵極電平與E極的電平一致，從而使IGBT能處于關(guān)閉狀態(tài)。上圖為FSB20CH60下橋臂IGBT的擊穿電壓測(cè)試

HVIC擊穿電壓（BVDSS）測(cè)試

HVIC即IPM內(nèi)部的高壓驅(qū)動(dòng)芯片，其主要功能是通過電荷泵的原理來驅(qū)動(dòng)打開IPM內(nèi)置的上橋臂功率管，由于應(yīng)用時(shí)HVIC的VS端與IPM的輸出端是直接相連的，因此VS端也將承受高壓，HVIC的擊穿電壓測(cè)試就是指VS端與COM端之間被擊穿所需的電壓值。以FSB20CH60為例，VS端擊穿電壓測(cè)試圖如下：HVIC擊穿電壓（BVDSS）測(cè)試IPM原理及測(cè)試方法課件3.2高壓漏電流（IDSS）測(cè)試高壓漏電流（IDSS）的測(cè)試也包括兩部分，即IPM內(nèi)置功率開關(guān)器件處于關(guān)閉狀態(tài)下的CE漏電流測(cè)試和IPM內(nèi)置HVIC的高壓端（VS）漏電流測(cè)試，測(cè)試時(shí)的外圍線路連接與擊穿電壓測(cè)試時(shí)完全相同，也就是在功率開關(guān)器件的CE之間和VS對(duì)COM之間加上額定的高電壓，測(cè)試此時(shí)高電壓流出的漏電流。3.2高壓漏電流（IDSS）測(cè)試3.3正向?qū)妷海╒DSON）測(cè)試正向?qū)妷菏侵窱PM內(nèi)置功率開關(guān)器件（IGBT）處于開啟狀態(tài)時(shí)，當(dāng)CE之間流過一定值電流后，C極與E極之間的電壓差。以FSB20CH60為例，正向?qū)妷簻y(cè)試圖如下：3.3正向?qū)妷海╒DSON）測(cè)試IPM原理及測(cè)試方法課件上圖為FSB20CH60上橋臂IGBT的導(dǎo)通電壓測(cè)試圖，其中IGBT的C極接高壓，E極接地，IN腳接入高電平，使IGBT處于導(dǎo)通狀態(tài)，然后使用電子恒流源給IGBT灌入額定值的電流，然后測(cè)試IGBTC極與E極之間的電壓差值。上圖為FSB20CH60上橋臂IGBT的導(dǎo)通3.4反向?qū)妷海╒SD）測(cè)試反向?qū)妷菏侵窱PM內(nèi)置功率開關(guān)器件（IGBT）處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，當(dāng)從續(xù)流管流過一定值電流后，續(xù)流管兩極之間的電壓差。以FSB20CH60為例，反向?qū)妷簻y(cè)試圖如下：3.4反向?qū)妷海╒SD）測(cè)試IPM原理及測(cè)試方法課件上圖為FSB20CH60S上橋臂反向?qū)妷簻y(cè)試圖，其中IGBT處于關(guān)閉狀態(tài)，然后從IGBT的E極灌入額定的電流值，C極接地，此時(shí)IGBTE極與C極之間的電壓差值即為反向?qū)妷?。上圖為FSB20CH60S上橋臂反向?qū)妷簻y(cè)試3.5HVIC高側(cè)靜態(tài)電流(IBS)測(cè)試

HVIC高側(cè)靜態(tài)電流是指HVIC在正常工作時(shí)，VB和VS之間流入的電流，需要在IN腳輸入電平在高低兩種電平條件下分別進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試圖如下：3.5HVIC高側(cè)靜態(tài)電流(IBS)測(cè)試IPM原理及測(cè)試方法課件高壓側(cè)靜態(tài)電流（IBS）是一項(xiàng)非常關(guān)鍵的參數(shù)，由于IPM在正常工作時(shí)，上橋臂IGBT的開啟必須通過電荷泵自舉的方式進(jìn)行供電，因此給HVIC的高壓側(cè)供電的實(shí)際上是VB-VS之間的電容。由于客戶從成本角度考慮，往往使用容值很低的電容作為VB-VS之間的電容，這樣就對(duì)IBS提出了要求，如果IBS很大，那VB-VS電容將無法提供足夠的電流，從而導(dǎo)致上橋臂的IGBT無法開啟。自舉時(shí)系統(tǒng)工作圖如下：高壓側(cè)靜態(tài)電流（IBS）是一項(xiàng)非常關(guān)鍵的參數(shù)，由于IIPM原理及測(cè)試方法課件3.6熱阻(R?JC)測(cè)試熱阻是表征IPM電路散熱性的重要參數(shù)，由于IPM往往內(nèi)置多個(gè)功率器件，因此對(duì)于散熱的要求非常高，如果電路的熱阻不佳，將導(dǎo)致功率器件產(chǎn)生的熱量無法及時(shí)散發(fā)，使IPM內(nèi)部的電路處于高溫的工作狀態(tài)，這將使IPM的使用壽命和性能都受到影響。3.6熱阻(R?JC)測(cè)試熱阻的精確測(cè)試需要購置專用的儀器，這里將介紹一種簡(jiǎn)易的測(cè)試方法，雖然無法很精確的定量測(cè)試出熱阻值，但可以定性地表征出IPM的熱阻特性，尤其是可以用于不同產(chǎn)品之間的對(duì)比。以FSB20CH60為例，熱阻測(cè)試圖如下：熱阻的精確測(cè)試需要購置專用的儀器，這里將介紹IPM原理及測(cè)試方法課件如上圖所示，首先使所有的6路輸入為高，將6個(gè)IGBT全部打開。然后使用恒流源向IPM灌入額定的電流，電流通過IPM直接流入GND，這樣將使所有的耗散功率都在加在IPM之上，通過調(diào)節(jié)恒流源的輸出電流I，將可以得到不同的耗散功率P，然后測(cè)試不同P下面的IPM表面溫度T，這樣就可以得到P-T曲線，用于表征IPM熱阻特性。

如上圖所示，首先使所有的6路輸入為高，將6個(gè)I3.7上升沿時(shí)間（Tr）和下降沿時(shí)間(Tf)測(cè)試上升沿時(shí)間和下降沿時(shí)間是指IPM在工作狀態(tài)時(shí)，輸出口電壓波形從0V上升到最高點(diǎn)所需的時(shí)間和從最高點(diǎn)下降到0V所需的時(shí)間，是表征功率開關(guān)器件開關(guān)特性的重要參數(shù)。以SD05M50為例，測(cè)試圖如下：3.7上升沿時(shí)間（Tr）和下降沿時(shí)間(Tf)測(cè)試IPM原理及測(cè)試方法課件如上圖，主要測(cè)試SD05M50下橋臂MOSFET的上升沿時(shí)間和下降沿時(shí)間，對(duì)于IPM而言，MOSFET的上升沿時(shí)間和下降沿時(shí)間可以通過內(nèi)置HVIC的輸出口阻抗來進(jìn)行調(diào)整，不同的沿時(shí)間可以形成不同規(guī)格的IPM，對(duì)于上升沿時(shí)間和下降沿時(shí)間的調(diào)整必須十分慎重，時(shí)間過短將造成對(duì)功率器件較強(qiáng)的電流沖擊，使功率器件容易損壞，同時(shí)也會(huì)對(duì)系統(tǒng)中的其他部