三菱DIPIPM应用手册-2016.pdf

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第6代超小型DIPIPM应用手册第第6代超小型代超小型DIPIPMPSS*S92E6-AG/PSS*S92F6-AG应用手册应用手册（第一版第一版）SuperMiniDIPIPMVer.6ApplicationNote（Ver.1）第6代超小型DIPIPM应用手册（2/58）版权声明本手册根据三菱电机（日本）的超小型DIPIPMVer.6应用手册（英文版DPH-10537-1）翻译并做部分修改而成。

三菱电机株式会社和三菱电机机电（上海）有限公司拥有本手册内所有资料的版权。

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2016年1月第6代超小型DIPIPM应用手册（3/58）目录第1章第6代超小型DIPIPMTM概述.51.1产品特征.51.2产品功能.51.3目标应用.71.4产品一览.71.5PSS*S92*6系列产品与之前系列产品的区别.7第2章规格与特性.92.1第6代超小型DIPIPM的规格.92.1.1最大额定值.92.1.2热阻.112.1.3电气特性和推荐使用条件.112.1.4机械特性和额定值.142.2保护功能和动作时序.142.2.1短路保护（SC）.142.2.2控制电源欠压保护（UV）.162.2.3过温保护（仅PSS*S92E6-AG产品）.182.2.4温度输出功能VOT（仅对PSS*S92F6-AG来说）.192.3外形封装.242.3.1外形封装.242.3.2激光标签.252.3.3管脚说明.262.4安装方法.282.4.1电气距离.282.4.2安装方法和注意事项.282.4.3焊接条件.29第3章系统应用指南.303.1应用指南.303.1.1系统连接.303.1.2接口电路（无光耦接口电路举例，采用1-Shunt电阻）.313.1.3接口电路（带光耦隔离接口电路举例）.323.1.4采用3-Shunt电阻时的外部短路保护电路.333.1.5信号输入端子和Fo端子的相关电路.333.1.6吸收电路.353.1.7推荐的旁路电阻周边的连线方式.353.1.8PCB布线的注意事项.373.1.9DIPIPM的并联.383.1.10第6代超小型DIPIPM的安全工作区（SOA）.383.1.11短路安全工作区（SCSOA）.393.1.12功率循环次数.413.2功耗计算和热设计.423.2.1功耗计算.423.2.2温升考虑和计算举例.433.2.3热电偶安装.443.3抗噪声能力与抗静电能力.453.3.1抗噪声能力评估电路.453.3.2对策及注意事项.453.3.3抗静电能力.46第4章自举电路工作原理.474.1自举电路工作原理.474.2开关状态下自举电源的电路电流.484.3自举电路设计注意事项.504.4自举电路的初始化充电.51第6代超小型DIPIPM应用手册（4/58）第5章接口评估板.525.1第6代超小型DIPIPM的接口评估板.525.2接口评估板的布局/布线.535.3电路原理图和元器件清单.54第6章包装处理.566.1包装规格.566.2使用注意事项.57第6代超小型DIPIPM应用手册（5/58）第第1章章第第6代超小型代超小型DIPIPMTM概述概述1.1产品产品特征特征第6代超小型DIPIPM（以下简称DIPVer.6）是一种结构非常紧凑的智能功率模块，它采用便于大批量生产的压注模封装技术，其内部集成了功率硅片、栅极驱动和保护电路，使得它十分适用于交流100240V级小容量电机的变频控制。

DIPVer.6在沿袭第5代超小型DIPIPM的功能（如内置了自举二极管及其限流电阻以及温度模拟量输出）之外，性能得到了更大提升。

DIPVer.6的主要特性如下：

使用了全新的使用了全新的第第7代代CSTBT硅片，硅片，进一步提高进一步提高了了效率；效率；提高提高了了短路保护短路保护动作阈值的动作阈值的精度精度，增加了可用电流区间，增加了可用电流区间；拓宽产品拓宽产品线至线至35A；与原与原有第有第5代代产品产品封装封装完全完全兼容兼容，可直接，可直接替换替换。

关于DIPVer.6与第5代产品的详细不同点，请参照第1.5节。

图1-1-1、图1-1-2分别给出了此类产品的外观照片、内部结构（截面图）。

图1-1-1外观照片图1-1-2内部截面图1.2产品功能产品功能DIPVer.6具有下述功能，而其内部电路框图如图1-2-1所示。

对于P侧IGBT单元：

-驱动电路；-高压电平转移电路；-控制电源欠压（UV）保护电路（没有故障信号输出）；-内置自举二极管（BSD）及其限流电阻。

对于N侧IGBT单元：

-驱动电路；-短路（SC）保护电路（采用外接旁路电阻方式）；-控制电源欠压（UV）保护电路（有故障信号输出）；-通过检测LVIC的温度来实现过温（OT）保护（PSS*S92E6系列产品）；-LVIC的温度模拟量输出（PSS*S92F6系列产品）。

故障信号输出：

-对应N侧IGBT的短路保护、N侧的欠压保护以及过温保护（过温保护仅限PSS*S92E6系列产品）。

绝缘导热绝缘导热片片（铜箔铜箔+绝缘树脂绝缘树脂）IGBTICFWDi铝线铝线铜框架铜框架金线金线浇铸树脂浇铸树脂Di第6代超小型DIPIPM应用手册（6/58）IGBT驱动电源：

-DC15V的单电源供电（在采用自举电路方式的情况下）。

控制信号输入接口：

-为施密特触发电路，与3V及5V输入电平兼容，控制逻辑为高电平导通。

UL认证：

UL1557，文件E323585。

图1-2-1内部电路框图DIPIPMHVICVCCUNVNWNFoGNDCINWOUTVOUTUOUTUNVNWNFoVN1VVFBVPVWFBWPUPVNCCINPUVWNWVP1IGBT1Di1IGBT2Di2IGBT3Di3IGBT4Di4IGBT5Di5IGBT6Di6LVICVNCVCCUPCOMVUBUOUTVUSVVBVPVOUTVVSVWBWPWOUTVWSVUFBNVNUVOTVOT自举二极管和限流电阻17引脚被用做温度模拟信号输出端子第7代全栅极CSTBT第6代超小型DIPIPM应用手册（7/58）1.3目标应用目标应用空调器、洗衣机、电冰箱等家用电器的马达驱动，以及小容量工业用电机驱动（电动车除外）。

1.4产品产品一览一览表1-4-1带温度输出功能的第6代超小型DIPIPM产品一览型号

（1）IGBT规格电机容量

（2）绝缘耐压PSS05S92F6-AG5A/600V0.4kW/220VACViso=1500Vrms（正弦波60Hz、1分钟，所有端子短路后与散热器之间。

）PSS10S92F6-AG10A/600V0.75kW/220VACPSS15S92F6-AG15A/600V0.75kW/220VACPSS20S92F6-AG20A/600V1.5kW/220VACPSS30S92F6-AG30A/600V2.2kW/220VACPSS35S92F6-AG35A/600V2.2kW/220VAC表1-4-2内置过温保护功能的第6代超小型DIPIPM产品一览型号

（1）IGBT规格电机容量

（2）绝缘耐压PSS05S92E6-AG5A/600V0.4kW/220VACViso=1500Vrms（正弦波60Hz、1分钟，所有端子短路后与散热器之间。

）PSS10S92E6-AG10A/600V0.75kW/220VACPSS15S92E6-AG15A/600V0.75kW/220VACPSS20S92E6-AG20A/600V1.5kW/220VACPSS30S92E6-AG30A/600V2.2kW/220VACPSS35S92E6-AG35A/600V2.2kW/220VAC

（1）型号名后缀中的“A”表示长管脚型、“G”表示全球化产品。

详情请参考第2章内容。

（2）电机的额定容量是在下述条件下的仿真结果：

VAC=220V，VD=VDB=15V，Tc=100，Tj=125，fPWM=5kHz，P.F.（功率因数）=0.8，电机效率=0.75，电流纹波比=1.05，电机150%过载1分钟。

1.5PSS*S92*6系列产品与系列产品与之前之前系列产品的区别系列产品的区别与DIPVer.4（内置BSD的PS219A*系列）和DIPVer.5（PS219C*）相比，DIPVer.6有些不同，其主要不同点如表1-5-1和表1-5-2所示。

表1-5-1功能与外观的对比项目内置BSD的第4代第5代第6代参照内置自举二极管

（1）内置内置并带限流电阻第4.2节温度保护

（2）OT（-T系列）OT（-AST系列）或温度输出（-AS系列）第2.2.4节冗余端子（与PS2196*对比）（3）增加一个端子（管脚1-B）第2.3节N侧IGBT的发射极端子共发射极/发射极开路发射极开路（3）

（1）DIPVer.5和DIPVer.6系列模块内置了自举二极管（BSD）及其限流电阻，与PS219A*系列产品相比，DIPVer.5和DIPVer.6对自举电容没有限制（当采用单个长脉冲进行初始充电时，PS219A*要求自举电容应不超过22F）。

（2）关于温度保护，DIPVer.5和DIPVer.6有两种功能可选择（两种不同型号的产品）：

一种是传统的过温保护（OT），另一种是LVIC温度输出功能（VOT）。

当LVIC的温度超过特定值（典型值120）时，过温保护功能（OT）会自动关断所有N侧IGBT；但温度输出功能（VOT）在此情况下不能自主关断，它需要系统控制器检测VOT输出并在温度达到保护值时将驱动PWM信号置为OFF以关断IGBT。

（3）由于内置了自举二极管，DIPVer.4（内置BSD）、DIPVer.5及DIPVer.6系列模块的局部封装少许改变（仅仅增加了一个冗余端子），但是模块的外形尺寸、管脚定义和管脚数量并无变化。

因此当用它们替代传统的第4代超小型DIPIPM时，只需将PCB板略加修改。

（当替代PS2196*系列产品时，应去掉模块外部的自举二极管及其限流电阻。

另外，由于DIPVer.5和DIPVer.6仅有发射极开路的产品，如果原有PCB中使用的是N侧共发射极的产品，则需要做出相应处理。

）第6代超小型DIPIPM应用手册（8/58）表1-5-2相关参数及推荐工作条件的对比项目符号第4代（内置BSD）第5代第6代额定值520A产品额定值30A、35A产品N侧驱动电源的电路电流ID2.80mA（Max.）3.40mA（Max.）P侧驱动电源的电路电流IDB0.10mA（Max.）0.30mA（Max.）P侧控制电源欠压保护动作电压UVDBt7.0V（Min.）10.0V（Min.）P侧控制电源欠压保护恢复电压UVDBr7.0V（Min.）10.5V（Min.）自举二极管正向压降VF