IPM模块化逆变电源说明书
24V150W逆变器使用说明书
一．简介
该电源采用美国 INTEL 公司 16 位专用微处理芯片控制，主电路采用日本先 进的智能功率 IGBT 模块（IPM），并采用优质环形隔离变压器，具有可靠性高、 高效率、保护功能全、波形失真小、价格低廉等优点。
二．应用
本电源将直流电能转换为 220V，50HZ（或 110V，或 60HZ）交流电能，可 作为邮电、通信、铁路、交通、发电厂等设备的备用电源，也可用于车、船载电 源系统，太阳能或风力发电系统。
8
1
保护功能 输出过载保护 输出短路保护 输入接反保护 输入欠压保护 输入过压保护
过热保护
说明 负载功率超过 120%时，10 秒钟延时后将关断输出 输出万一短路，逆变电源将自动关闭 输入逆变器直流电压极性接反，逆变器将自动保护 输入直流电压低于 21V 时，逆变电源将自动关闭 输入直流电压高于 30V 时，逆变电源将自动关闭 逆变电源机箱内温度超过 75℃时，输出将自动关闭
备注 需关机才能复位
自动复位，即故 障消除后输出将 自动恢复
四．安装步骤及使用方法
1. 开箱时请检查箱体是否有损坏情况，若箱体有明显变形，请立即与供应商联 系。
2. 确认前面板上开关处于“关”位置。 3. 逆变器后面板请按下图接线：
直流输入
交流输出
开 /关
驱动
开关 电源
隔离
接 交流输出 地 直流输入
2
1 6 位微处理器
4、将前面板开关置于“开”位置，即可投入使用。
五．注意事项
1、请勿将直流输入和交流输出接倒； 2、输入直流电压低于 21 VDC 时逆变电源将自动关闭。同时电池电压异常指示灯
常亮，当电池电压恢复至 23VDC 或以上时，逆变电源将再次起动。设置回差 电压是防止系统在欠压点附近振荡。 3、当直流电压高于 30VDC 时，逆变电源将过压保护，此时电池电压异常指示灯 闪烁，同时交流输出将关闭。电池电压即直流输入电压异常时的保护点电压 及回差电压用户可自行调整，如逆变电源应用于太阳能或风力发电场所，由 于电池处于循环使用而不是浮充状态，因此其回差电压必须加大，以防蓄电 池过放电。 4、当输出过载时，过载指示灯亮并关闭输出；当输出短路时，过载指示灯闪烁 并关闭输出。 5、感性负载时请考虑功率因素，非线性负载（如计算机、工控机）时请考虑起 动冲击。带这两种负载时，逆变器均需降额使用。
IPM(智能功率模块)应用手册
IPM （智能功率模块）应用手册Intelligent Power Modules Application Manual*本文所有关于三菱IPM 或IGBT 技术参数，图片均源自三菱官方资料，仅供学术交流，不做商业用途。
目录1．引言 (5)2．IPM（智能功率模块）的一般认识 (5)2.1.功率电路之设计 (5)a.关断浪涌电压b.续流二极管恢复浪涌c.接地回路d.减小功率电路之电感2.2吸收电路之设计 (6)a.吸收电路的类型b.吸收电感的作用c.母线电感的作用d.功率电路和吸收电路设计的建议2.3功耗设计 (8)a.功耗的估算b.VVVF变频器功耗的计算c.平均结温的估算d.瞬态温升的估算e.散热器之安装3.IPM的前身-IGBT模块的使用 (11)3.1. IGBT模块的结构和工作原理 (11)3.2.IGBT模块的额定值和特性 (11)a.最大额定值b.电气特性c.热阻3.3.特性曲线 (12)a.输出特性b.饱和特性c.开关特性3.4栅极驱动及模块的保护 (13)a.驱动电压b.串联栅极电阻（R G）c.栅极驱动所须功率要求d.栅极驱动布线注意e.dv/dt保护f.短路保护4.IPM智能功率模块的使用 (16)4.1.IPM的结构 (16)a.多层环氧树脂工艺b.铜箔直接铸接工艺c.IPM的优点4.2.IPM额定值和特性 (19)a.最大额定值b.热阻c.电气特性d.推荐工作条件4.3.安全工作区 (21)a.开关安全工作区b.短路安全工作区4.4.IPM的保护功能 (21)a.自保护特性b.控制电源的欠压锁定（UV）c.过热保护（OT）d.过流保护（OC）e.短路保护（SC）4.5.IPM的选用 (24)4.6.控制电路电源a.IPM的控制电源功率消耗b.布线指南c.电路结构4.7.IPM接口电路 (25)a.接口电路要求b.布线c.内部输入输出电路d. 连接接口电路e. 死区时间（T d ）f.故障信号FO 输出的使用 g. IPM 的一般应用h.一般变频系统的结构MCU1． 引言:把MOS管技术引入功率半导体器件的思想开创了革命性的器件：绝缘栅双极晶体管IGBT。
IPM产品手册
Under voltage protection level
Hysteresis
Alarm signal hold time
SC protection delay time
Limiting resistor for alarm
*7 Switching frequency of IGBT
VZ TCOH TCH TjOH TjH IOC tDOC VUV VH tALM tSC RALM
6MBP100RA120
IGBT-IPM R series
1200V / 100A 6 in one-package
Features
· Temperature protection provided by directly detecting the junction temperature of the IGBTs
Fig.1 Measurement of case temperature
Electrical characteristics of power circuit (at Tc=Tj=25°C, Vcc=15V)
Item INV
Collector current at off signal input Collector-Emitter saturation voltage Forward voltage of FWD
U nder voltage hysterisis : VH (V)
U nd er vo ltage hysterisis vs. Jnction tem p erature
1
0.8
0.6
0.4
0.2
020
40
60
80
100
SEMIKRON SKiip 智能功率模块 说明书
S E M i N E W S賽米控專刊赛米控中国於2009年下半年的活动概览:7月9日赛米控风力发电技术研讨会 (北京)9月11日第三届电力电子创新技术及解决方案研讨会(太陽能光伏發電) (常州)10月21-23日北京国际风能大会暨展览会 (北京)(展台號1B09)11月6-8日第十五届中國電動車輛學術年會 (上海)第四期 Issue 4 (2009年8月)sKiiP ® 4 — 市场上輸出電流最大的智能功率模塊sKiiP ® 4，新一代智能功率模块(IPM)，相比采用焊接工艺的模块，其使用寿命更长，工作温度更高。
sKiiP ® 4是目前市场上輸出電流最大的智能功率模块，比之前的sKiiP ® 3 ， 其輸出功率提高了33% 。
sKiiP ® 4 IPM 主要用于风能和太阳能应用、電力牵引、电梯系统以及大功率的工業驅動。
赛米控技术研讨会在中国三地圆满结束第四期 (2009年8月) P2借助 SKiiP® 4 开发更强大、结构更紧凑的变频器，从而降低成本。
功率的增加依赖于使用了创新压接系统、改进的散热器以及IGBT4 、CAL4芯片技术。
此外， 該模塊首次使用6个并联的半桥，而非目前所普遍采用的4个半桥。
SKiiP® 4模块中，半导体芯片不是焊接到陶瓷基板上，而是采用烧结技术连接，这意味些实验，可以识别早期产生的硅失效并将有缺陷的芯片清除。
实验中，模块是被暴露在最大可能结温下。
无焊接压接系统和集成的叠层母線确保均匀的电流分布。
每个IGBT和二极管芯片单独连接到主端子上，使模块內阻抗很低。
这些芯片不是焊接到陶瓷基板上，而是通过烧结过程连接。
由于这些模块没有底板，DCB和离，这意味着用户无需提供额外的隔离。
为了更加完美，新 SKiiP® 4 IPM还有一个多级输出级，以减少过电压，输出级中还包括其他各种保护功能。
最后，在用户侧还提供优化评估的诊断通道。
基于IPM的高频环逆变电源驱动和保护电路设计及应用
Ａｂｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ Ｔｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｅ ｓ ｂ ａ ｓ ｉ ｃ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｏ ｆ ｉ ｎ ｔ ｅ ｌ ｌ ｉ ｇ ｅ ｎ ｔ ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｍｏ ｄ ｕ ｌ ｅ ｓ（ Ｉ ＰＭ ）ａ ｂ ｏ ｕｔ ＰＭ ７ ５ ＤＳ Ａｌ ２ Ｏ，ｔ ｈｅ ｈ ａ ｒ ｄ ｗａ ｒ ｅ ａ ｎ ｄ ｓ ｏ ｆ ｔ ｗａ ｒ ｅ ｄ ｅ
１ 引 言
低碳节能 理念 在工业 发展 中 日益 重要 ， 清 洁高效 的太 阳能发电技术 越来 越受欢迎 。逆 变器是实现太 阳能电池等 直流 电能 变换 到交 流 电能 的转 换 电路 。它应 用于 家 用 电 器、 ＵＰ Ｓ 、 小功率办公 用电等领域 。随着 电力电子技术 的迅 速发展 ， 各行各业对 电能质量 的提高 ， 许多供 电场合对高频 逆变 电源 的高功率 、 高效率 、 高 可靠 性 、 小 型轻 量化 的要求 也越来 越 高 。智 能 功 率 模 块 （ Ｉ ｎ ｔ ｅ ｌ ｌ ｉ ｇ ｅ ｎ ｔ Ｐ ｏ ｗｅ ｒ Ｍｏ ｄ ｕ ｌ ｅ ， Ｉ Ｐ Ｍ） 是一种先进 的功率开 关器件 ， 兼 有 ＧＴ Ｒ（ 大 功率 晶体 管） 高 电流 、 低 饱 和 电压 和高 耐 压 的优 点 ， 以及 ＭＯＳ ＴＥ Ｔ （ 场效 应晶体管） 高输 入阻抗 、 高 开关频 率 和低驱 动功率 的 优点 。Ｉ Ｐ Ｍ 由高速 、 低功 率 的 Ｉ Ｇ Ｂ Ｔ芯片 和优 选 的门极 驱 动和保护 电路构成 ， 内部 集成 了逻辑 、 控制、 检测 和保 护电 路， 不仅减小了系统的体积口 ］ 以及开发时 间 ， 也大 大增 强 了
件设计 方法、 保护 电路 的软硬件设计方法 。最后介绍了采用以 Ｉ Ｐ Ｍ 为开关器件 的高频逆变 电源驱动和保护电路设计 。实验结果表 明 ， 采用 Ｉ Ｐ Ｍ作 为开关模块与 ＤＳ Ｐ芯片实现全数字控制 ， 高频逆变电源输出电压质量好 、 可靠性高 ， 极 大地缩短 了逆变 电源设计周期 ， 减小 了装置体
IPM(智能功率模块)应用手册
IPM （智能功率模块）应用手册Intelligent Power Modules Application Manual*本文所有关于三菱IPM 或IGBT 技术参数，图片均源自三菱官方资料，仅供学术交流，不做商业用途。
目录1．引言 (5)2．IPM（智能功率模块）的一般认识 (5)2.1.功率电路之设计 (5)a.关断浪涌电压b.续流二极管恢复浪涌c.接地回路d.减小功率电路之电感2.2吸收电路之设计 (6)a.吸收电路的类型b.吸收电感的作用c.母线电感的作用d.功率电路和吸收电路设计的建议2.3功耗设计 (8)a.功耗的估算b.VVVF变频器功耗的计算c.平均结温的估算d.瞬态温升的估算e.散热器之安装3.IPM的前身-IGBT模块的使用 (11)3.1. IGBT模块的结构和工作原理 (11)3.2.IGBT模块的额定值和特性 (11)a.最大额定值b.电气特性c.热阻3.3.特性曲线 (12)a.输出特性b.饱和特性c.开关特性3.4栅极驱动及模块的保护 (13)a.驱动电压b.串联栅极电阻（R G）c.栅极驱动所须功率要求d.栅极驱动布线注意e.dv/dt保护f.短路保护4.IPM智能功率模块的使用 (16)4.1.IPM的结构 (16)a.多层环氧树脂工艺b.铜箔直接铸接工艺c.IPM的优点4.2.IPM额定值和特性 (19)a.最大额定值b.热阻c.电气特性d.推荐工作条件4.3.安全工作区 (21)a.开关安全工作区b.短路安全工作区4.4.IPM的保护功能 (21)a.自保护特性b.控制电源的欠压锁定（UV）c.过热保护（OT）d.过流保护（OC）e.短路保护（SC）4.5.IPM的选用 (24)4.6.控制电路电源a.IPM的控制电源功率消耗b.布线指南c.电路结构4.7.IPM接口电路 (25)a.接口电路要求b.布线c.内部输入输出电路d. 连接接口电路e. 死区时间（T d ）f.故障信号FO 输出的使用 g. IPM 的一般应用h.一般变频系统的结构MCU1． 引言:把MOS管技术引入功率半导体器件的思想开创了革命性的器件：绝缘栅双极晶体管IGBT。
L series IPM 应用手册
第5代IPM应用手册Part 2第5代IPM应用手册L系列L系列智能功率模块 系列智能功率模块 应用和设计手册61第5代IPM应用手册１. L系列IPM的 概 念1.1 IPM的优点IPM自从三菱电机最初开发和量产以来，其有用性已经得到广泛认可并占据了功率器件的一个分支。
越来越多 的制造商开发了同样概念的产品。
本应用手册介绍的L系列IPM具有如下优点。
L系列IPM通过采用低功耗IGBT减少了噪声的产生，实现了高性能和环保的两者兼顾。
另外，由于同系列IPM 600V/1200V产品封装相同，从而也有助于实现装置的小型化。
TM 由于采用CSTBT ，实现了低功耗。
影响噪声产生的输出电流在小电流范围内时放慢开关速度，以此降低IPM 放射噪声。
因此不需要噪声滤波器，使得装置的小型化和高性能化成为可能。
小型・新封装◆ ◆ ◆ 50～150A/600V, 25～75A/1200V的模块开发了新的小型封装。
～75A的模块，除了主端子是螺丝型的模 块外，还有一部分节省空间的针型引脚的模块产品线。
450～600A/600V, 200～450A/1200V容量级的模块第一次开发出内含6单元IGBT的小型封装。
200～300A/600V, 100～150A/1200V在开发了新封装的同时，也实现了与原来的S-DASH系列的兼容。
低功耗◆ 采用了第5代1μm IGBT硅片(CSTBT )，降低了功耗，可以减小了散热器的体积。
TM缩短了项目开发周期◆ 内置IGBT的栅极驱动电路。
控制电源只需+15V（不需要反向偏压电源），简化了周边电路的设计。
实现了控制电路CMOS化，降低了控制电路的电力功耗。
内置故障检测和保护电路（短路过电流、过温、控制电源欠压）。
这样就减少了原来的设计 >> 试制 >> 评价 >> 再设计的多次循环工作。
◆不需要防静电措施◆ 和双极性TTL一样使用，不需要另外针对IGBT模块的措施。
IPM模块
用IPM 模块构成的大功率逆变电源近处来，随着我国经济快速增长、工业建设和城市扩张的大规模进行，而我国能源建设的步伐跟不上，特别是电力供应方面，全国很多地区和省市，不得不对工矿企业、商业用电进行拉闸限电，甚至连生命用电也受到了影响。
特别是今春以来，电力供应进入有历史以来最为紧张的年份。
另外，我国经济声速增长，各种轿车和客车大量使用，而且车内供娱乐的设备越来越多，对车内二次电源的变换器也提出了更高的使用要求。
目前使用的逆变器，存在如下点：1、体积庞大；2、转换效率低；3、适应负载能力差。
而我研究所研制的IPM DC-AC 率逆模块，具有如下特点：1、体积小，重量轻；转换效高；适应负载能力强；4、各种保护功能全；5、具有程控接口，可实现对模块的控制。
用IPM 模块构成的低频逆变电源（DC-AC，40HZ/50HZ/60HZ/400HZ/600HZ），具有应用快捷、简单和高效的特点。
下面是我研究所的DC-AC 模块的介绍：一、IPM 模块内部方框原理图图1二、模块内部结构概述●辅助电源：由启动电源和内反馈电源组成，它要求电压在20—500 伏范围内能正常工作（一般情况下在交流200 伏整流后350 伏直流电压下工作。
）●电流型PWM 及辅助保护电路。
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输出信号进行比较，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 还具有重迭脉冲抑制电路，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迭脉冲，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。
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本产品为智能模块化纯在线式正弦波输出的不间断电源系统，产品主要特点如下：
1)机架式模块化系统，依据功能和功率等级，将系统分为若干模块，可灵活配置、扩容。
2)安装方便，系统最大可扩容至60kVA（N+X冗余并联）。
3)高功率密度，节省安装空间；高效率、低噪音，节能环保。
4)支持在线热插拔功能，维护方便。
图1-13系统运行框图
1.正常供电模式
市电正常时，双电源模块将市电变换为±380V直流，给逆变模块和充电器模块供电，逆变模块经变换输出优质正弦波交流电，为负载提供能量。充电器模块对电池进行充电管理。
正常供电模块，各模块运行指示灯亮，故障指示灯灭。
2.电池供电模式
市电掉电、市电电压或频率超限，UPS将自动由正常供电模式切换至电池供电模式，由电池通过逆变模块向负载供电。电池供电模式，双电源模块运行指示灯闪烁或灭，故障指示灯灭；充电器模块处于关机状态，运行指示灯灭；逆变模块正常运行。当市电恢复时，系统自动切换至正常供电模式，电源不间断供电。
5.功率单元6.主体结构件
逆变模块正视图及后视图如图1-3、图1-4所示。
图1-3逆变模块正视图
图1-4逆变模块后视图
1.3.4
双电源模块由整流器以及控制单元组成。单模块容量为30kVA，最多可支持3个模块并联。
双电源模块主要组成部件：
1.运行、故障指示灯2.开关按键
3.把手4.安装孔
5.输入、输出接线端子6.并机线接口
3.消音&故障清除按键4.手动切换按钮
5.把手6.输入、输出接线端子
7.接地பைடு நூலகம்柱8.功率单元
9.主体结构件10.维修旁路（选配件）
静态切换开关模块正视图及后视图，如图1-9、图1-10所示：
图1-9静态切换开关模块正视图
图1-10静态切换开关模块后视图
1.3.
监控模块采用LCD触摸屏显示, 用户界面友好。可通过LCD实时监控系统运行状态、设置系统运行参数、查询当前及历史告警信息，模块提供干接点、RS232、RS485、以太网口等通讯方式。
7.接地螺柱8.功率单元
9.主体结构件
双电源模块正视图及后视图，如图1-5、图1-6所示：
图1-5双电源模块正视图
图1-6双电源模块后视图
1.3.5 充电器模块
充电器模块由DC/DC变换器以及控制单元组成，模块容量为10KVA（可扩容为20KVA）。
充电器模块主要组成部件：
1.运行、故障指示灯2.开关按键
3.把手4.安装孔
5.输入、输出接线端子6.并机线接口
7.接地螺柱8.功率单元
9.主体结构件
充电器模块正视图及后视图，如图1-7、图1-8所示：
图1-7充电器模块正视图
图1-8充电器模块后视图
1.3.6
静态切换开关模块(STS)主要用于旁路和逆变模块输出之间的切换。静态切换开关模块主要组成部件：
1.A/B路电源供电状态指示灯2.运行、故障指示灯
1.3.
逆变槽架为抽屉状金属结构件，起支撑和连接逆变模块的作用。单个逆变槽架最多可以安装4个逆变模块。
逆变槽架组成主要组成部件：
1.DC 220V输入端子2.DC ±380V输入端子
3.AC 220V输出端子4.并机线接口
5.短接线接口6.接地螺柱
7.安装螺孔8.端子盖
逆变槽架正视图及后视图，如图1-1、图1-2所示：
5)LCD触摸屏显示, 用户界面友好。可通过LCD实时监控系统运行状态、设置系统运行参数、查询当前及历史告警信息。
6)通讯方式多样化，提供干接点、RS232、RS485、以太网口等通讯方式。
1.3
系统主要由机柜（选配件）、逆变模块、双电源模块、充电模块、静态切换开关模块和监控模块组成。
1.3.1
机柜为模块、线缆、配电单元等提供安装和固定的空间，可根据客户需求定制。
IPM智能模块化UPS
用户手册
资料版本V1.1
归档时间2014-12-24
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3.旁路供电模式
逆变模块故障、过载或手动关闭逆变模块，静态切换开关模块自动将负载切换至旁路供电。旁路供电模式，静态切换开关模块指示灯显示B路供电（静态切换开关模块出厂时默认B路为旁路，可设置）。
注意
在电池供电模式下，若UPS出现逆变器故障、机内温度过高等，逆变器输出断电，转旁路工作，如果旁路供电异常则输出可能中断。
监控模块主要组成部件：
1.触摸液晶屏B接口
3.RS232通信接口4.把手
5.电源接口6.以太网口
7.RS485接口8.并机线端子
9.输入输出干接点10.主体结构件
监控模块正视图及后视图，如图1-11、图1-12示：
图1-11监控模块正视图
图1-12监控模块后视图
1.4
IPM智能模块化UPS为纯在线式、双变换系统，有四种运行模式：
4．维修旁路模式
系统需配置维修旁路，当系统组成模块出现故障，需手动切换至维修旁路，在对故障模块进行维护。
具体步骤如下：
1.静态切换开关模块将负载由UPS供电切换至旁路供电。
图1-1逆变槽架正视图
图1-2逆变槽架后视图
1.3.3 逆变模块
逆变模块由DC/DC变换器、逆变器以及控制单元组成。单个模块容量为2.5kVA，最多可支持32个模块并联，输出容量60KVA，能极大提高系统的冗余性和可靠性。
逆变模块主要组成部件：
1.运行、故障指示灯2.开关按键
3.固定螺钉4.输入、输出接线端子
电话(TEL) 028-61776701
传真(FAX) 028-61776702
网址：
第一章
1.1
IPM智能模块化应用于工作站、服务器、网络、电讯或其它对电源供应要求高的场合。它能提供不间断的、高质量的交流电，避免电源中断、欠压、浪涌和噪声对设备产生影响，具有可靠性高、适应性强的特点。
市电正常时：市电经双电源模块给逆变模块及充电器模块供电，逆变模块输出优质正弦波，充电器模块对电池充电。
市电掉电时：电池给逆变模块供电，逆变模块输出优质正弦波。
旁路供电时：静态切换开关模块将负载切至旁路供电。
维修旁路供电时：系统故障，手动将负载切至维修旁路，对系统进行维护。
系统运行框图如1-13图所示：