Die nächste Stufe bei höherem Strombedarf von 25 A bis 450 A sind Intelligente Power Module (IPM). Doch welche Vorteile bietet diese Intelligenz?
Um diese Frage zu beantworten, muss man sich den internen Aufbau dieser Module genauer ansehen:
Neben jedem Leistungsschalter (IGBT) sitzt ein Real-Time-Controller (RTC). Dieser sorgt für die Ansteuerung aber auch für den Schutz des IGBT. Für die Schutzschaltung wird über einen Hilfsemitter im IGBT der Strom direkt von dem RTC überwacht. Dieser kann bei Überstrom sofort auf das Gate des IGBT zugreifen und damit den IGBT abschalten.
Entgegen der sonst in Treiberschaltungen üblichen Überwachung von Vce(sat), in der die Sättigungsspannung am IGBT überwacht wird, um einen Überstrom zu detektieren, erfolgt die Überwachung durch den RTC direkt am Chip und somit ohne jegliche Verzögerung durch Signalstrecken oder Reaktionszeiten der Treiberschaltung.

Geringe Verlustleistung

Dieser unmittelbare Eingriff ermöglicht es dem Hersteller, den IGBT als Full Gate anzusteuern und somit die Chipfläche besser ausnutzen und auch schneller schalten zu können. Es ist sogar möglich, die Taktfrequenz in Abhängigkeit von dem fließenden Strom zu verändern und damit das EMV-Verhalten positiv zu beeinflussen. Somit entstehen Module mit einer geringen Verlustleistung, da insbesondere Schaltverluste durch ein schnelles Schalten minimiert werden können, ohne dabei auf Kurzschlussfestigkeit verzichten zu müssen. Dies ist nur in einem IPM umsetzbar. Als externe Beschaltung werden noch galvanisch getrennte Koppler zur Ansteuerung sowie DC/DC-Wandler zur Versorgung der High-Side Schaltung benötigt.

 Intelligente Power-Module (IPM)