【導讀】隨zheqiyexiangditanweilaimaijin
，shichangyuelaiyuexuyaogenggaoxiaodegonglvbandaoti。kaifagonglvbandaotijiejuefangandeguanjianmubiaozaiyu，jinliangjiangdixitongzongchengbenhesuoxiaochicun

，tongshitigaoxiaolv。yushi，智能功率模塊 (IPM) 應運而生

，並成為熱泵市場備受矚目的解決方案。這種模塊結構緊湊、高度集成，具有高功率密度以及先進的控製與監測功能

，非常適合熱泵應用。

suizheqiyexiangditanweilaimaijin
，shichangyuelaiyuexuyaogenggaoxiaodegonglvbandaoti。kaifagonglvbandaotijiejuefangandeguanjianmubiaozaiyu，jinliangjiangdixitongzongchengbenhesuoxiaochicun
，tongshitigaoxiaolv。yushi，zhinenggonglvmokuai (IPM) 應運而生
，並成為熱泵市場備受矚目的解決方案。這種模塊結構緊湊
、高度集成

，具有高功率密度以及先進的控製與監測功能
，非常適合熱泵應用。

熱泵的重要性

根據歐盟統計局數據
，在歐盟消耗的所有能源中，約 50% 用於供暖和製冷，而且超過 70% 仍然來自化石燃料（主要是天然氣）。在住宅領域，約 80% 的最終能源消耗用於室內和熱水供暖。

熱泵（圖 1）由電力驅動，可以滿足供暖、zhilenghechushixuqiu，shiyizhongchengshudekechixugongnuanjiejuefangan。rebengshijiatinghebangongshidehuanbaozhixuan，youzhuyuwomenzhujianbaituoduihuashiranliaodeyilai，zhuanxiangshiyonggengduodekezaishengnengyuanjishu。suizhequanqiuduinengyuananquanheqihouchengnuodeguanzhu，rebengzhengzaichengweishineihereshuigongnuanxitongtuotandezhuyaogongju。

根據國際能源署 (IEA) 的數據，全球熱泵的安裝數量預計將從 2020 年的 1.8 億台增加至 2030 年的約 6 億台。與傳統化石燃料鍋爐相比，熱泵的效率至少要高出三倍，因此備受青睞。預計到 2030 年
，熱泵在單體建築物中的安裝數量將從目前的每月 150 萬台增加到約 500 萬台（數據來源：國際能源署）。在美國
，《通脹削減法案》為購置熱泵提供稅收抵免和補貼
，覆蓋費用的比例具體取決於家庭的資格條件，最高可達 100%。

圖 1：熱泵工作原理

IPM 在提升熱泵效率方麵的作用

在熱泵係統中，智能功率模塊 (IPM) 對於控製變頻器壓縮機和風扇的功率流起著至關重要的作用。（圖 2）這些模塊負責調節三相電機的供電頻率和電壓，有助於實現更高的壓縮機和泵能效標準。例如，在製冷器中，與非變頻係統相比，采用 IPM 的變頻係統可降低 30% 的能耗。

IPM 廣泛用於各種應用和係統。由於高度集成，無論是在功率級、驅動器還是保護方麵
，IPM 都有助於縮短開發周期。

圖 2：三相熱泵框圖

安森美 (onsemi) 最近發布了新的 1200 V SPM31 IPM xiliechanpin，weisanxiangbianpinyingyongshelilexinbiaozhun。zheyitupoxingjishubujinmanzulechixuzengchangdejienengxuqiu，haizhiliyujiangdixitongchengbenhetishengzhengtixingneng。keyiyujiandeshi，juyouquanxinhegaijingongnengde SPM31 IPM 將在熱泵市場上產生深遠影響。

圖 3：1200 V SPM31 IPM

更高的效率和功率密度

SPM31 IPM 采用最新的第 7 代 IGBT 場截止 (FS7) 技ji術shu，具ju備bei高gao效xiao率lv和he高gao穩wen健jian性xing。優you化hua的de開kai關guan單dan元yuan設she計ji和he緩huan衝chong配pei置zhi，以yi及ji窄zhai電dian氣qi參can數shu分fen布bu，可ke消xiao除chu單dan個ge和he並bing聯lian器qi件jian操cao作zuo中zhong的de短duan路lu振zhen蕩dang現xian象xiang。此ci外wai，該gai技ji術shu還hai采cai用yong亞ya微wei米mi溝gou槽cao柵zha單dan元yuan間jian距ju，增zeng加jia了le通tong道dao密mi度du，降jiang低di了le導dao通tong損sun耗hao。同tong時shi，經jing過guo優you化hua的de柵zha極ji電dian容rong確que保bao了le平ping滑hua的de開kai關guan波bo形xing和he較jiao低di的de開kai關guan損sun耗hao。發fa射she極ji一yi側ce采cai用yong多duo層ceng FS 技術增強了阻斷能力，減小了漂移層厚度，從而降低了導通和開關能量損失。FS7 IGBT 的開發側重於優化 Vcesat 和 Eoff，以實現先進的器件性能。

由於該技術大力降低了電磁幹擾 (EMI)，與上一代產品相比，SPM31 IPM 的功率損耗降低了多達 10％，功率密度提高了多達 9％
，IGBT 芯片尺寸縮小了 20％。功率密度的提高有助於設計人員簡化布局，騰出熱泵係統中的寶貴空間，同時提高效率。SPM31 IPM 提供多種額定電流選項
，範圍從 15 至 35 安培 (A) 不等。

圖 4：SPM31 IPM 尺寸

先進功能確保可靠運行

安森美的 SPM31 IPM 配備了一係列先進功能，以確保可靠運行。這些模塊包括柵極驅動器 IC 和各種模塊級保護功能，例如：

• 欠壓鎖定：SPM31 IPM 可防止欠壓情況導致係統出現不可預測的操作或對係統造成的損壞。

• 過流關斷：此功能可防止過大電流對係統造成永久性損壞。

• 熱監測：SPM31 IPM 可以準確感測溫度，有助於實現良好的熱管理，避免出現過熱情況。

• 故障報告：這些模塊可檢測各種故障並向係統報告
  ，為潛在問題提供早期預警信號。

此外
，SPM31 IPM 采用直接鍵合銅襯底（圖 5）
，熱性能出色。這些功能增強了模塊的穩健性
，使其適合各種應用場景。SPM31 IPM 用途廣泛，非常適合暖通空調、熱泵、變頻驅動器 (VFD)、工業泵和風機以及伺服電機等各種變頻驅動應用。

圖 5：SPM31 IPM 的橫截麵

除了 SPM31，安森美還提供了其他多款多功能 IPM 產品係列。（圖 6）

圖 6：IPM 的應用場景

這些模塊應用場景廣泛
，可實現高效緊湊的解決方案
，有望在多個行業引發變革。

熱泵應用的重大飛躍

SPM31 IPM 為熱泵應用帶來了重大突破。這款 IPM 結構緊湊，性能出色

，能助力工程師設計出更高效、更可靠且更具成本效益的工業應用係統。

進一步了解 SPM31 IPM 以及這些模塊如何為熱泵係統帶來革命性的變化。

智能功率模塊 (IPM)

集成柵極驅動器的高壓功率模塊
，適用於消費類
、工業和汽車應用。提供多種三相變頻器模塊，涵蓋 50 W 至 10 kW 的功率級別。多種不同的拓撲結構可供選擇，包括 PFC 和輸入橋式整流器。

（作者：安森美公司）

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