PS21963-4AE 时间：2025/12/28 4:13:09 阅读：7

PS21963-4AE是富士电机（Fuji Electric）生产的一款智能功率模块（Intelligent Power Module，简称IPM），主要用于三相交流电机驱动和逆变器应用。该模块集成了六个IGBT功率开关、相应的驱动电路以及多种保护功能，采用紧凑的600V/15A三相桥式结构，适用于工业自动化、家用电器（如变频空调、洗衣机）、小型电机驱动系统等对效率、可靠性和集成度要求较高的场合。PS21963-4AE属于第七代IPM产品，具备低功耗、高可靠性及简化外围设计的优点，能够显著减少系统开发周期和PCB面积。模块内部集成了过流保护（OCP）、欠压锁定保护（UVLO）、过热保护（OTP）以及短路保护等功能，通过故障输出信号（FO）实时反馈异常状态，便于控制器及时响应，提升系统的安全性与稳定性。其驱动电源与功率部分隔离，支持3.3V或5V逻辑电平输入，兼容现代微控制器和DSP的输出信号，适合用于PWM控制的电机调速系统。

参数

型号：PS21963-4AE
　　制造商：Fuji Electric
　　模块类型：智能功率模块（IPM）
　　拓扑结构：三相全桥（600V, 15A）
　　最大耐压（VCES）：600V
　　额定集电极电流（IC）：15A（Tc=80°C）
　　最大结温（Tj）：150°C
　　驱动电源电压（VCC）：15V（典型值）
　　逻辑电源电压（VDD）：3.3V～5V
　　输入逻辑电平：兼容3.3V/5V TTL/CMOS
　　开关频率：最高可达20kHz
　　导通时间（ton）：约0.8μs
　　关断时间（toff）：约1.2μs
　　内置保护功能：过流保护（OCP）、欠压锁定（UVLO）、过热保护（OTP）、短路保护
　　故障信号输出：开漏输出（FO引脚）
　　绝缘电压：2500Vrms/min
　　封装形式：SP-5L（带绝缘片的扁平封装）
　　安装方式：螺钉固定或粘贴散热器

特性

PS21963-4AE具备高度集成化的智能功率模块特性，其核心优势在于将高压功率器件与驱动及保护电路集成于单一模块内，极大简化了用户在电机控制系统中的设计复杂度。模块内部采用优化的IGBT芯片技术，具有较低的导通压降和开关损耗，提升了整体能效，尤其适用于高频PWM调制下的节能应用。其驱动电路经过精密匹配设计，确保上下桥臂驱动信号之间具备良好的延迟匹配性和抗干扰能力，有效防止直通现象发生。每个驱动通道均配置了独立的负偏压关断机制，在关断状态下提供稳定的-5V反向偏置电压，增强了IGBT的抗噪声能力和系统鲁棒性。
　　该模块内置多重保护功能，包括逐脉冲过流检测、直流母线电压监控、温度传感器联动保护等，能够在异常工况下迅速切断输出并发出故障信号，避免功率器件因过载或误操作而损坏。所有保护阈值均在出厂时精确校准，无需外部调节，提高了系统的一致性和可靠性。此外，PS21963-4AE采用高绝缘性能陶瓷基板和先进封装工艺，保证了长期运行下的电气隔离安全性和热循环耐久性。其引脚布局经过电磁兼容性（EMC）优化，有助于降低系统级噪声干扰，满足工业级电磁标准要求。模块支持表面贴装与底板安装相结合的方式，便于实现紧凑型逆变器设计。总体而言，该IPM为中低功率电机驱动提供了高性能、高可靠性的解决方案，特别适合需要快速上市、高集成度和高安全等级的应用场景。

应用

PS21963-4AE广泛应用于各类中小型交流电机驱动系统中，尤其是在变频家电领域表现突出，例如家用变频空调的室外机压缩机驱动、变频洗衣机的主电机控制、风扇电机调速系统等。在工业控制方面，它可用于小型伺服驱动器、风机水泵类负载的变频调速装置、电动工具驱动模块以及自动门控制系统等。由于其具备良好的动态响应特性和高效的能量转换能力，也常被用于不间断电源（UPS）、太阳能微型逆变器、小型电动车电机控制器等电力电子设备中。
　　在实际应用中，PS21963-4AE通常与数字信号处理器（DSP）、单片机（MCU）或专用电机控制IC配合使用，接收来自控制器的六路PWM信号，并将其转换为适合IGBT工作的高电流驱动信号。其故障输出引脚可连接至MCU的中断端口，实现故障快速响应和系统自诊断功能。配合适当的栅极电阻、去耦电容和母线吸收电路，可以构建出稳定可靠的三相逆变桥电路。此外，模块底部需通过导热硅脂或绝缘垫片良好地连接到散热器，以确保长时间工作时的热稳定性。由于其封装尺寸小巧且无需额外驱动变压器或光耦隔离，极大地减少了整机体积和物料清单成本，非常适合空间受限但性能要求较高的嵌入式系统。