家用电器专用智能功率模块技术规范
《家用电器专用智能功率模块技术规范》（GB/T 39392-2020）是2021年6月1日实施的一项中华人民共和国国家标准，归口于全国家用电器标准化技术委员会。
《家用电器专用智能功率模块技术规范》（GB/T 39392-2020）规定了家用和类似用途电器专用智能功率模块的物理接口、功能、性能以及电磁兼容性、安仝、可靠性等的技术要求与测试方法，并对智能功率模块的检验规则、标志、包装、运输和贮存等做出相关规定。该标准适用于家用和类似用途电器的智能功率模块。
家用电器专用智能功率模块技术规范基本信息
| 中文名 | 家用电器专用智能功率模块技术规范 | 外文名 | Technical specification of intelligent power module for household appliances |
|---|---|---|---|
| 标准号 | GB/T 39392-2020 | 标准类别 | 产品 |
| 发布日期 | 2020-11-19 | 中国标准分类号 | Y60 |
| 国际标准分类号 | 97.030 | 归口单位 | 全国家用电器标准化技术委员会 |
| 执行单位 | 全国家用电器标准化技术委员会家用电器用主要零部件分会 | 主管部门 | 中国轻工业联合会 |
| 性 质 | 推荐性国家标准 | 状 态 | 现行 |
《家用电器专用智能功率模块技术规范》（GB/T 39392-2020）规定了家用和类似用途电器专用智能功率模块的物理接口、功能、性能以及电磁兼容性、安仝、可靠性等的技术要求与测试方法，并对智能功率模块的检验规则、标志、包装、运输和贮存等做出相关规定。该标准适用于家用和类似用途电器的智能功率模块。
家用电器专用智能功率模块技术规范造价信息
| GB/T 2421-2020 环境试验—概述和指南 GB/T 2423.1-2008 电工电子产品环境试验—第2部分：试验方法试—验A：低温 GB/T 2423.2-2008 电工电子产品环境试验—第2部分：试验方法—试验B：高温 GB/T 2423.10-2019 环境试验—第2部分：试验方法—试验Fc：振动（正弦） GB/T 2423.17-2008 电工电子产品环境试验—第2部分：试验方法—试验Ka：盐雾 GB/T 2423.22-2012 环境试验—第2部分：试验方法—试验N：温度变化 GB/T 2423.50 环境试验—第2部分：试验方法—试验Cy：恒定湿热主要用于元件的加速试验 GB/T 2423.60 电工电子产品环境试验—第2部分：试验方法—试验U：引出端及整体安装件强度 GB 4343.1-2018 家用电器、电动工具和类似器具的电磁兼容要求—第1部分：发射 GB/T 4343.2-2009 家用电器、电动工具和类似器具的电磁兼容要求—第2部分：抗扰度 GB 4706.1-2005 家用和类似用途电器的安全—第1部分：通用要求 GB/T 16935.1 低压系统内设备的绝缘配合—第1部分：原理、要求和试验 GB/T 29309-2012 电工电子产品加速应力试验规程—高加速寿命试验导则 GB/T 29332-2012 半导体器件分立器件—第9部分：绝缘栅双极晶体管（IGBT） IEC 607495 半导体器件—机械和气候试验方法—第5部分：稳态温湿度偏置寿命试验（Semiconductor devices—Mechanical and climatic test methods—Part 5：Steady state temperature humiditybias life test） IEC 6074923：2004 AMD1：2011CSV 半导体器件—机械和气候试验方法—第23部分：高温工作寿命（Semiconductor devices—Mechanical and climatic test methods—Part：23 Higl temperatureoperating life） IEC 6074926 半导体器件—机械和气候测试方法—第26部分：静电放电（ESD）敏感性测试—人体模型（HBM）[Semiconductor devices—Mechanical and climatic test methods—Part 26：Electrostatic discharge（ESD） sensitivity testing—Human body model （HBM）] IEC 6074927 半导体器件—机械和气候测试方法—第27部分：静电放电（ESD）敏感性测试—机械模型（MM）[Semiconductor devices—Mechanical and climatic test methods—Part 27：Electrostatic discharge （ESD）sensitivity testing—Machine model （MM）] IEC 6074928 半导体器件—机械和气候测试方法—第28部分：静电放电（ESD）敏感性测试—带电器件模型（CDM）器件级[Semiconductor devices—Mechanical and climatic test methods—Part 28：Eleclastaticge（ESD） sensitivity testing—Charged device model （CDM）Device level] IEC 6074933：2004 半导体器件—机械和气候试验方法—第33部分：加速耐湿—无偏置高压蒸煮（Semiconductor devices—Mechanical and climatic test methods—Part 33：Accelerated moisture resistance—Unbiased autoclave） IEC 6074934 半导体器件—机械和气候试验方法—第34部分：功率循环（Semiconductor devices—Mechanical and climatic test methods—Part 34：Power cycling） IEC 62321（所有部分） 电工产品中相关物质的测定（Determination of certain substances in electrotechnical products） |
参考资料：
家用电器专用智能功率模块技术规范制定背景
在节能减排的大趋势下，传统家用电器逐步向直流化、变频化和智能化方向发展。各种智能功率控制技术被应用于家用电器中，以满足舒适和环保的需求。智能功率模块是变频技术的核心硬件，在交直流电机调速中得到了广泛的应用。智能功率模块技术的发展，对中国家电行业整体转型升级、保持竞争优势具有至关重要的作用。在家电智能功率模块市场迅猛发展的同时，相应的标准化研究和标准制定工作却存在严重脱节。截至2019年，智能功率模块没有一套完善的标准体系来指导和规范产品的设计、生产、测试、安装、维修、使用等环节。
市场上智能功率模块的质量参差不齐，在产品性能指标、安全指标、生产要求、安装方法等方面都存在较大差别，使得这些智能功率模块不能相互通用，增大了整机的生产、维修成本。这无论是对智能功率模块技术本身的发展，还是对整个家电行业的进步，都是非常不利的。因此，有必要统筹考虑、系统研究家用电器专用的智能功率模块的标准化，建立一套全面的技术规范，以推动家电产业的发展。
家用电器专用智能功率模块技术规范编制进程
-
标准计划
2018年7月18日，国家标准计划《家用电器专用智能功率模块技术规范》（20181023-T-607）下达，项目周期24个月，由中国轻工业联合会提出，由TC46（全国家用电器标准化技术委员会）归口上报，TC46SC8（全国家用电器标准化技术委员会家用电器用主要零部件分会）执行，主管部门为中国轻工业联合会。
-
发布实施
2020年11月19日，国家标准《家用电器专用智能功率模块技术规范》（GB/T 39392-2020）由中华人民共和国国家市场监督管理总局、中华人民共和国国家标准化管理委员会发布。
2021年6月1日，国家标准《家用电器专用智能功率模块技术规范》（GB/T 39392-2020）实施。
家用电器专用智能功率模块技术规范制定依据
国家标准《家用电器专用智能功率模块技术规范》（GB/T 39392-2020）依据中国国家标准《标准化工作导则—第1部分：标准的结构和编写规则》（GB/T 1.1-2009）规则起草。
家用电器专用智能功率模块技术规范起草工作
主要起草单位：中国家用电器研究院、安徽中认倍佳科技有限公司、安徽众家云物联网科技有限公司、广东美的制冷设备有限公司、中家院（北京）检测认证有限公司、嘉兴斯达半导体股份有限公司、珠海格力电器股份有限公司、无锡芯朋微电子股份有限公司、厦门芯光润泽科技有限公司、无锡华润微电子有限公司、青岛海尔智能电子有限公司、工业和信息化部电子第五研究所、浙江盾安禾田金属有限公司、国家电子元器件质量监督检验中心(安徽)、国家智能家居质量监督检验中心、清华大学、西安庆安制冷设备股份有限公司、青岛海尔智能技术研发有限公司、杭州星帅尔电器股份有限公司、四川长虹空调有限公司。
主要起草人：徐鸿、孙民、赵鹏、冯宇翔、戴志展、于玲、易扬波、李红伟、许敏、冯长卿、谢敬仁、钱叶华、李勇德、杨楠、陈媛、汪向荣、李婷婷、严利人、刘杰、陈丽芬、汪超、沙露、侯明、聂圣源、吴红彪、刘志弘、李越峰。
家用电器专用智能功率模块技术规范常见问题
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微波炉600----1500瓦电饭煲500----1700瓦电磁炉300----1800瓦电炒锅800----2000瓦电热水器800----2000瓦电冰箱70----250瓦电暖器800----2...
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功率就是电器的用电量，5W（瓦）的电器每小时用0.005度，200小时用电1度。 电器耗电量的计算方法：不论是什么电器，说明书或铭牌上都会标注了功率（瓦，用字母Ｗ表示），通常我们所说的用电量是多少度电...
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家用电器的分类方法在世界上尚未统一。但按产品的功能、用途分类较常见，大致分为8类。 ①制冷电器。包括家用冰箱、冷饮机等。 ②空调器。包括房间空调器、电扇、换气扇、冷热风器、空气去湿器等。 ③清洁电器。...
| 前言 |
Ⅲ |
|---|---|
| 1范围 |
1 |
| 2规范性引用文件 |
1 |
| 3术语和定义 |
2 |
| 4缩略语 |
3 |
| 5要求 |
3 |
| 6试验方法 |
12 |
| 7检验规则 |
20 |
| 8标志、包装、运输和贮存 |
23 |
| 附录A（资料性附录）IPM测试工装参考电路 |
24 |
| 附录B（资料性附录）IPM在家用和类似用途电器中的典型应用 |
26 |
| 参考文献 |
29 |
参考资料：
《家用电器专用智能功率模块技术规范》（GB/T 39392-2020）规范了智能功率模块的基本结构、性能要求、质量评价方法、安全要求等内容，有利于提高市场内智能功率模块产品的可靠性与兼容性，降低下游产品的开发成本，最终对中国家用电器行业的整体发展起到促进作用。
家用电器专用智能功率模块技术规范文献
家用电器论文
摘要：在我们生活中，处处都有家用电器，家用电器伴随着我们生活的方方面面。再好的家用电器，时间长了，也 会变坏。我们不能阻止它变坏，但我们能延长它们的使用寿命。家用电器的使用与维护课程可以使我们正确地使用 和维修家用电器。普通人对家用电器的使用与维护了解甚少，究其原因，主要是因为理论学习不深入，检测技能不 扎实，故障现象描述不准确，致使不能准确的判断故障部位，从而不能正确地使用与维护家用电器。据此，对家用 电器的使用与维护做简要论述。 关键词：家用电器；正确使用；合理维修。 一，家用电器的购买与使用 ： 1、购买家用电器时，应购买国家认定生产的合格产品，不要购买三无的假冒伪劣产品。购买后要认真阅 读产品说明书，注意使用电压和功率，应不超过家庭电源插座、保险丝、电表和导线的允许负荷，方可使用。 像电冰箱、洗衣机、电风扇、电熨斗及电吹风等家用电器，都要求使用三孔带接地线的电源插头、插座，以防 漏
智能功率模块简介
智能功率模块(IPM)是Intelligent Power Module的缩写，是一种先进的功率开关器件，具有GTR(大功率晶体管)高电流密度、低饱和电压和耐高压的优点,以及MOSFET(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。而且IPM内部集成了逻辑、控制、检测和保护电路，使用起来方便,不仅减小了系统的体积以及开发时间，也大大增强了系统的可靠性，适应了当今功率器件的发展方向--模块化、复合化和功率集成电路(PIC)，在电力电子领域得到了越来越广泛的应用。
电机是多数电器设备的核心组件，也是最消耗电能的装置，如果能够有效率地控制电机的运作，将对能源的利用有极大的帮助，符合世界节能减排的趋势。通过智能功率模块的协助，将能够有效提升电机的运作效率，让我们来进一步了解智能功率模块的特性。
提高电机控制应用的效率和可靠性由于对高能效、环境责任和满足政府法规的需求不断增加，对高效电子系统的需求也越来越严苛。由于电机消耗的电能占比最大（占全球总能耗的40% ~ 50%），同时具备高效和可靠性能的电机控制解决方案将非常重要。
当前电机控制架构的主要设计考虑和难点很多，其中包括必须考虑电机的运作效率、可靠性，并降低噪声与热性能，还要考虑如何缩减电路板空间及易于设计整个系统。
飞兆半导体于2016年并入安森美半导体，使得安森美半导体的智能功率模块产品线更为完整。在功率半导体技术方面有多年专业经验的飞兆半导体，推出了Motion SPM®智能功率模块，综合了其在功率半导体技术方面的多年专长、先进的封装技术和应用知识，开发出适用于电机控制和工业变频器应用的解决方案。通过将电机驱动和保护电路集成到单个封装中，SPM模块简化并加快了系统设计，有助于优化效率。SPM模块提供全功能、高性能三相逆变输出级和优化的栅极驱动技术，最大程度地减少了电磁干扰（EMI）和损耗，并提供模块内保护功能。
Motion SPM®智能功率模块内置的高压集成电路（HVIC）可将得到的逻辑电平栅极输入，转换为驱动模块的内部MOSFET或绝缘栅双极晶体管（IGBT）所需的高电压、高电流驱动信号。三个独立的源极／发射极开路引脚可用于各相位，以支持最广泛的控制算法。
Motion SPM®产品组合电压范围包括40 V至1200 V，功率支持20 W至7.5 kW，提供设计可缩放性，能够进一步缩短上市时间，各种各样的封装选项可以帮助设计人员缩小外形尺寸。集成式SPM模块覆盖各种电机驱动应用，从小型风扇电机、泵、电动工具和家用电器到高功率空调设备和工业驱动。SPM模块还支持设计工具、参考设计和评估板，能够简化和缩短设计周期。
Motion SPM®产品组合中的SPM 3功率模块系列，支持600 V和1200 V，适用于功率高达3 kW的广泛功率应用，独立的发射极开路引脚适用于各相位，可支持最广泛的控制算法。SPM 3模块支持具有非常低热阻的封装，包括Al2O3 DBC、陶瓷基板和FULLPAK可供客户选用。
SPM 3功率模块已经通过UL第E209204（UL1557）认证，具有低功耗的NPT Trench IGBT(耐压1200V的器件 )和FS3 IGBT（部分耐压600V的新产品）， 通过内置自举二极管和热检测装置（TSU）实现更强、更完整的保护功能，拥有更高的抗噪声和浪涌能力，可提供更佳的可靠性，采用DBC基板1.1℃/W（最大值）来实现更佳的热性能，最大额定电流值扩大至50 A。
SPM 3功率模块系列中的FNB33060T是一款先进的SPM® 3模块，支持600 V - 30 A三相IGBT逆变器，带积分栅极驱动器和保护功能，采用低功耗、额定短路IGBT，使用Al2O3陶瓷基质实现极低热阻，内置自举二极管和专用Vs引脚简化PCB布局，具备低侧IGBT的独立发射极开路引脚可用于三相电流检测，采用单相接地电源，支持LVIC内置温度感测功能，可用于监控温度，并已针对5 kHz开关频率进行优化，绝缘等级可达2500 Vrms/分。
还有其他几款型号功能近似，主要是电压与安培数不同，像是FNB34060T可支持600 V - 40 A，FNB35060T则是支持600 V - 50 A，FSBB10CH120DF可支持1200 V - 10 A，FSBB15CH120DF则是1200 V - 15 A，FSBB20CH120DF则可支持1200 V - 20 A，多样化的选择，可以满足用户不同的需求。
SPM 3功率模块系列的所有器件都是引脚兼容的，包含有从3A~50A/600V和10~20A/1200V的广泛产品涵盖范围，拥有卓越的散热性能和低损耗，相当适合大功率空调（3HP〜7HP）、紧凑型工业级变频器、工业泵、工业风扇电机、伺服驱动器、交流感应、无刷直流（BLDC）和永磁同步（PMSM）电机类型等典型的应用。
安森美半导体持续地扩展Motion SPM®的产品组合，并不断改进制造工艺、创新的拓扑，以及系统专业知识，以协助电路设计工程师开发出适用于任何电机控制应用的解决方案，并提供最广泛的封装种类，具备热性能优化封装，高功率密度和可稳健地装配等优势，拥有更佳的耐用性、优化的导通和开关损耗，有助于增加可靠性和减少设计时间，是高电压电机控制应用的理想选择。
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智能功率模块工作特性
IPM的基本工作特性
IPM的结构
IPM由高速、低功率的IGBT芯片和优选的门级驱动及保护电路构成，如图1所示。其中，IGBT是GTR和MOSFET的复合，由MOSFET驱动GTR，因而IGBT具有两者的优点。
IPM根据内部功率电路配置的不同可分为四类:H型(内部封装一个IGBT)、D型(内部封装两个IGBT)、C型(内部封装六个IGBT)和R型(内部封装七个IGBT)。小功率的IPM使用多层环氧绝缘系统，中大功率的IPM使用陶瓷绝缘。
IPM内部功能机制
IPM内置的驱动和保护电路使系统硬件电路简单、可靠，缩短了系统开发时间，也提高了故障下的自保护能力。与普通的IGBT模块相比，IPM在系统性能及可靠性方面都有进一步的提高。
保护电路可以实现控制电压欠压保护、过热保护、过流保护和短路保护。如果IPM模块中有一种保护电路动作，IGBT栅极驱动单元就会关断门极电流并输出一个故障信号(FO)。各种保护功能具体如下:
(1)控制电压欠压保护(UV):IPM使用单一的+15V供电，若供电电压低于12.5V，且时间超过toff=10ms，发生欠压保护，封锁门极驱动电路，输出故障信号。
(2)过温保护(OT):在靠近IGBT芯片的绝缘基板上安装了一个温度传感器，当IPM温度传感器测出其基板的温度超过温度值时，发生过温保护，封锁门极驱动电路，输出故障信号。
(3)过流保护(OC):若流过IGBT的电流值超过过流动作电流，且时间超过toff，则发生过流保护，封锁门极驱动电路，输出故障信号。为避免发生过大的di/dt，大多数IPM采用两级关断模式。其中，VG为内部门极驱动电压，ISC为短路电流值，IOC为过流电流值，IC为集电极电流，IFO为故障输出电流。
(4)短路保护(SC):若负载发生短路或控制系统故障导致短路，流过IGBT的电流值超过短路动作电流，则立刻发生短路保护，封锁门极驱动电路，输出故障信号。跟过流保护一样，为避免发生过大的di/dt，大多数IPM采用两级关断模式。为缩短过流保护的电流检测和故障动作间的响应时间，IPM内部使用实时电流控制电路(RTC)，使响应时间小于100ns，从而有效抑制了电流和功率峰值，提高了保护效果。
当IPM发生UV、OC、OT、SC中任一故障时，其故障输出信号持续时间tFO为1.8ms(SC持续时间会长一些)，此时间内IPM会封锁门极驱动，关断IPM;故障输出信号持续时间结束后，IPM内部自动复位，门极驱动通道开放。
可以看出，器件自身产生的故障信号是非保持性的，如果tFO结束后故障源仍旧没有排除，IPM就会重复自动保护的过程，反复动作。过流、短路、过热保护动作都是非常恶劣的运行状况，应避免其反复动作，因此仅靠IPM内部保护电路还不能完全实现器件的自我保护。要使系统真正安全、可靠运行，需要辅助的外围保护电路。
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