PDF《应用手册》

Fuji Electric Co.

, Ltd. MT6M10224 版本.1.1 July.-2013 Preliminary 富士电机株式会社 2013年7月3日 应用手册 紧凑型 (初版) 富士IGBT智能功率模块 6MBP15VR*060-50 Fuji Electric Co., Ltd. MT6M10224 版本.1.1 July.-2013 Preliminary 目录

第一章 产品概述 1. 产品简介…1-2 2. 产品系列 1-4 3. 产品型号名称和标记规格的定义 1-5 4. 封装尺寸图 1-6 5. 最大额定值 1-7

第二章 端子符号和术语说明 1. 端子符号说明 2-2 2. 术语说明 2-3

第三章 控制端子的详细说明 1. 下臂电源端子 VCCH,VCCL,COM 3-2 2. 上臂电源端子 VB(U,V,W)3-6 3. 内部BSD(自举二极管)的功能 3-9 4. 控制信号输入端子 IN(HU,HV,HW), IN(LU,LV,LW)3-13 5. 过电流保护输入IS 3-16 6. 故障状态输出VFO 3-17 7. 温度传感器输出TEMP 3-18 8. 过温保护…3-20

第四章 电源端子说明 1. 母线输入端子和IGBT下臂发射极的连接.4-2 2. 过电流保护外部分流电阻的设置…4-3

第五章 推荐的布线和布局 1. 应用电路示例 5-2 2. PCB基板设计的建议走线布局和注意事项 5-5

第六章 安装指南和热力系统设计 1. 焊接至PCB板的方法 6-2 2. 散热片的安装方法 6-3 3. 冷却器(散热片)选择 6-4

第七章 注意事项 1. 其它警示信息和注意事项 7-2 2. 申明 7-3 Fuji Electric Co., Ltd. MT6M10224 版本.1.1 July.-2013 Preliminary 内容 页码 1. 产品介绍 1-2 2. 产品系列 1-4 3. 产品型号名称和标记规格的定义 1-5 4. 封装尺寸图…1-6 5. 最大额定值 1-7 第1章 产品概述 Fuji Electric Co., Ltd. MT6M10224 版本.1.1 July.-2013 Preliminary 本说明书旨在对 紧凑型 富士IGBT智能功率模块进行介绍. 内容包括: ?模块产品概览 ?端子符号和术语及规格表 ?控制端子和电源端子的详细说明和设计指南 ?提供了推荐的布线和布局,以及安装指南 特点和功能 1.1 内置驱动电路 ? IGBT门极驱动器在最佳条件下运行 . ? 上臂的控制IC内置高压电平转换电路(HVIC) . ? 该智能功率模块可通过微处理器直接驱动,上臂也可直接驱动.输入信号电位为3.3V或5V . ? 由于内部驱动电路与IGBT间的布线长度较短且驱动电路阻抗较低,所以无需反向偏压直流电源 . ? 该智能功率模块装置需四个控制电源.一个用于驱动下臂IGBT和IC的控制电源,另外三个用于驱动带 有电路隔离的上臂IGBT.由于上臂驱动电源为内置自举二极管,所以上臂驱动无需使用其他隔离电源 . 图.1-1内部电路图 1. 产品介绍 第1章 产品概述 Fuji Electric Co., Ltd. MT6M10224 版本.1.1 July.-2013 Preliminary 图.1-2外视图 ? 过电流保护电路可防止负荷短路或臂桥短路时由于过电流引起的IGBT损坏 .这些电路对各个下臂IGBT内, 使用外部分流电阻对发射极电流进行监控,因而可最大限度减少对IGBT造成严重损坏的可能性 .此外, 同样可以针对臂桥短路进行保护 . ? 欠压保护电路存在于各个IGBT驱动电路中 .在控制电源及上臂侧的驱动电源欠压时进行保护 . ? 过温保护电路内置于下臂的控制IC(LVIC)中,保护IPM,防止过热 . ? 温度传感器输出功能可以将检测出的温度变化转换成电压变化输出.内置于(LVIC)中.?故障状态输出功能输出故障信号,使其能够在电路检测到异常状况时,通过向控制该IPM的微处理器单元 输出故障信号,安全地关闭系统 . 1.2 内置保护电路 ? 该智能功率模块装置的内置保护电路包括 . (OC): 过电流保护 (UV): 控制IC电源的欠压保护 (LT): 温度传感器输出功能 或者(OH): 过温保护 (FO): 故障状态输出 图.1-3封装截面图 1.3 小型化 ?本产品封装采用铝绝缘底板,进一步提高了散热性能 . ?控制输入端子的紧凑间距为1.778mm(70mil). ?电源端子的标准间距为2.54mm(100mil). ?通过改善集电极-发射极饱和压降Vce(sat)和开关损耗之间的平衡,降低了总损耗 . 第1章 产品概述 引线框架 注塑树脂 铝绝缘底板PCB 邦定线 注塑树脂 Fuji Electric Co., Ltd. MT6M10224 版本.1.1 July.-2013 Preliminary 2.产品系列和本手册的适用对象 型号名称 IGBT额定值 绝缘电压[Vrms] 类型 主要应用 电压 [V] 电流 [A] 6MBP15VRA060-50

600 15 1500Vrms 正弦波 60Hz, 1min. (所有短接的端子和外壳之间) LT*1 ?空调压缩机马达驱动 ?热泵压缩机马达驱动 ?风扇马达驱动 6MBP15VRB060-50 OH*1 6MBP15VRC060-50 LT*1 OH*1 6MBP15VRD060-50 LT*1 表. 1-1产品系列 *1 (LT):温度传感器输出(LT) (OH):过温保护(OH) 第1章 产品概述 Fuji Electric Co., Ltd. MT6M10224 版本.1.1 July.-2013 Preliminary 3.类型名称和标记规格的定义 ?类型名称

6 MBP

15 VR A

060 C50 附加编码 (可以不含此编码 .)

50 : RoHS 电压额定值

060 : 600V 产品系列附加编码 A ,D:温度传感器输出功能 B :外壳温度过温保护 C :温度传感器输出,外壳温度过温保护 系列名称 VR:芯片世代和封装类型 IGBT电流额定值 15: 15A 表示代码IGBT-IPM 晶体管元件的数量

6 : 三相桥的6块芯片的电路 图.1-4标记规格 第1章 产品概述 商标 型号 年份代码(0至9) 月份代码(1至9以及O、N、D) 产品代码 日期代码和序列号 YMNNNN Y:年(0至9) M:月(1至9以及O、N、D) NNNN:序列号 原产地标识 (空白):日本 P:菲律宾 Fuji Electric Co., Ltd. MT6M10224 版本.1.1 July.-2013 Preliminary 4.封装尺寸图 图.1-5.外壳外形图 Pin No. Pin Name

22 N(W)

23 N(V)

24 N(U)

26 W

28 V

30 U

32 P

36 NC Pin No. Pin Name

3 VB(U)

5 VB(V)

7 VB(W)

9 IN(HU)

10 IN(HV)

11 IN(HW)

12 VCCH

13 COM

14 IN(LU)

15 IN(LV)

16 IN(LW)

17 VCCL

18 VFO

19 IS

20 COM

21 Temp 第1章 产品概述 绝缘金属底层 端子表面镀锡 绝缘金属底层 注:1 绝缘金属基板被设计成突起于外壳的背部表面, 它能提高绝缘金属基板和散热片之间的热传导. Fuji Electric Co., Ltd. MT6M10224 版本.1.1 July.-2013 Preliminary 6MBP15VSA060-50的最大额定值示例如表格1-2所示. 项目 符号 额定值 单位 描述 直流母线电压 VDC

450 V 允许P-N(U),N(V),N(W)端子之间印 加的直流电压 母线电压(浪涌) VDC(Surge)

500 V 在开关时允许印加在P-N(U), N(V), N(W)端子之间浪涌电压的峰值 集电极-发射极电压 VCES

600 V 内置IGBT芯片的最大集电极-发射 极电压和FWD芯片上可重复印加的 反向峰值电压 集电极电流 IC@25

15 A IGBT芯片允许流过的最大集电极电 流Tc=25℃, Tj=150℃ 集电极电流峰值 ICP@25

45 A IGBT芯片允许流过的最大脉冲集电 极电流 Tc=25℃, Tj=150℃ 二极管的正向电流 IF@25

15 A FWD芯片允许流过的最大正向电流 Tc=25℃, Tj=150℃ 二极管的正向电流峰值 IFP@25

45 A FWD芯片允许流过的最大脉冲正向 电流 Tc=25℃, Tj=150℃ IGBT功耗 PD_IGBT 38.5 W 一个IGBT元件的最大功耗 Tc=25℃, Tj=150℃ FWD功耗 PD_FWD 20.5 W 一个FWD元件的最大功耗 Tc=25℃, Tj=150℃ 逆变器部的工作结温 Tj -40 ~ +150 ?C 连续工作时IGBT和FWD芯片的最高 结温 上臂控制电源电压 VCCH -0.5 ~

20 V 允许印加于COM和VCCH端子之间的 电压 下臂控制电源电压 VCCL -0.5 ~

20 V 允许印加于COM和VCCL端子之间的 电压 上臂偏置电压 VB(U)-COM VB(V)-COM VB(W)-COM -0.5 ~

620 V 允许印加于VB(U)端子和COM端子, VB(V)端子和COM端子以及VB(W) 端子和COM端子之间的电压. IGBT门极驱动上臂偏置 电压 VB(U) VB(V) VB(W)

20 V 允许印加于U端子和VB(U)端子,V 端子和VB(V)端子以及W端子和 VB(W)端子之间的电压. 输入信号电压 VIN -0.5 ~ VCCH+0.5 -0.5 ~ VCCL+0.5 V 允许印加于COM和每个Vin端子之间 的电压 输入信号电流 IIN

3 mA COM和每个Vi........