新型电力电子技术功率模块特征与应用
如今智能功率模块中采用了新设计的自举二极管，其目标是减小芯片尺寸和获得适中的正向压降，以得到20Ω串联电阻的等效作用。其压降特性等同于串联电阻和普通FRD。借助于这种特殊自举二极管的优点，能够实现更多的集成同时保持最低的成本。
智能功率模块封装是采用IC和LSI产品的转模封装技术，以改善性价比，同时提升热循环和功率循环等封装的可靠性。与具有塑料或环氧树脂外壳的普通功率模块相比，它具有相对简单的结构，即功率芯片和IC安装在铜引线框架上，基底材料与框架连接，最后可在环氧树脂中模塑成型。又借助现有的可变形基底的优点，可在Mini-DIP智能功率模块 封装中实现600V 3A到30A的功率额定值，同时保持PCB管脚布局和价格的竞争力。这样可以针对多种应用提供派生产品，比如功率因数校正、开关磁阻电机等。
3 实用型全桥式DC-AC智能高频大功率变换模块举例
该智能功率模块(DC-AC) (见图4所示)， 应用美国IR公司的功率器件和贴片工艺生产。用户可以简单方便地直接利用它或其组合设计制作成各类高频大功率开关电源。
3.1技术特征
通过图4对该模块内部结构的分析就一目了然。
图4 新型DC/AC全桥式智能高频功率模块结构原理图
⑴ 具有功能较强的电源管理电路（电源控制芯片），即电流型PWM及辅助保护电。
所谓电流型即在比较器的输入端直接用感应到的输出电流信号与误差放大器进行比较，来控制输出的峰值电流跟随误差电压变化。这种控制方式可以改善整个开关电源电压和电流的调整率，改善整个系统的瞬态响应。电流型PWM还具有重选脉冲抑制电路，消除在一种输出里出现两个连续脉冲的可能性。这对于半桥电路或全桥电路组成的开关电源能否可靠工作是极为重要的。而一般电压型PWＭ在受干扰时，常出现一路输出中有两个连续重叠脉冲，造成桥电路上下直通而烧毁功率管。电流型PWM可根据检测电路送来的电流信号实行逐个检测，信号大时逐个关断，超过极限时全保护关断。(此时需关机启动，或延时3秒软启动。)
⑵ 内含IC驱动电路代替脉冲变压器隔离
在半桥电路或全桥电路中高端和低端的驱动器是不供地的，一般采用脉冲变压器隔离。当频率在数Hz到数百kHz范围内变化时，普通的脉冲变压器是无法胜任的。而采用IC驱动电路就不存在上述问题，它的固有死区能防止产生直通信号，它的图腾柱电路能吸收桥电路的“米勒效应”。
⑶ 采用全桥DC-AC变换器
采用性能优良的MOSFET或IGBT，在公共接地点上伴有0.1Ω的电流取样电阻，它能感应到内部任一桥路或任一桥路的外部过流、短路，将检测信号送往保护辅助电路进行判断调整或极限保护。并有4×1500pf电容，输出串接1mH电感可成为零电压开通、关断的谐振电路(ZVS)。
⑷ 应用P1电流检测，实现恒流控制
将流过第P1脚的电流感应检波取样送至第9脚，经过调整送至第8脚可进行恒流控制。
⑸ 具有辅助电源供电流型PWM及辅助保护电路正常工作
由启动电源和内反馈电源组成，它要求电压在20Ｖ-500V范围内能正常工作。(一般情况下在交流220V整流后350V-360V直流电压下工作)。
由其模块内部结构分析所知，它大大减少或克服了后级(DC-AC)分立组合所带来的制作调试麻烦和大功率管被击穿或烧毁等弊病。只需方便的使用模块的引脚，就可实现功能DC-AC。
⑹ 外形尺寸（长宽厚）为：115mm×66mm×23mm。
⑺ 模块使用时应按装在散热板上。
3.2 DC-AC智能高频大功率变换模块变压器设计公式
由于DC-AC模块应用领域很多，但大多数都使用到了高频大功率变压器，以下是设计公式和举例。
式中：
E=U1为变压器初级直流电；
N1为初级匝数；
f变压器的工作频率；
S磁芯的有效面积；
系数4.44(正弦波)或4(矩形波)。
3.3使用特点
智能功率模块最大电流为20A，内装4个ＩGBT，L为低频模块最大工作电压500V ，H为高频模块。
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