熱泵是以低排放電力為動(dòng)力、經(jīng)實(shí)踐驗(yàn)證的安全可持續(xù)供暖方式，也是全球向安全可持續(xù)供暖轉(zhuǎn)型的核心技術(shù)。盡管熱泵的主要用途是供暖，但其逆循環(huán)功能使其可同時(shí)實(shí)現(xiàn)供暖與制冷。熱泵能夠回收余熱并將其溫度提升至更實(shí)用的水平，因此具備顯著的節(jié)能潛力。

加速推廣熱泵能帶來(lái)多重效益：從全生命周期來(lái)看，熱泵可為消費(fèi)者節(jié)省開支，使其規(guī)避能源價(jià)格波動(dòng)帶來(lái)的影響;改用熱泵供暖可減少溫室氣體排放，助力改善空氣質(zhì)量;為滿足持續(xù)增長(zhǎng)的需求，熱泵制造與安裝產(chǎn)業(yè)的規(guī)模擴(kuò)張還將創(chuàng)造更多就業(yè)崗位。

熱泵室外機(jī)頂層拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

下圖為安森美 (onsemi) 推薦的熱泵室外機(jī)方案框圖。 熱泵系統(tǒng)的室外機(jī)包含蒸發(fā)器(空氣源熱泵) 或地?zé)峤粨Q器(地源熱泵) 。 其他主要部件包括循環(huán)泵、 壓縮機(jī)和風(fēng)扇。 上述所有應(yīng)用都需要逆變器， 而 IGBT IPM 通常可以滿足這一需求。 其他模塊包括檢測(cè)(電壓、 電流、 溫度) 、 CPU 和與室內(nèi)機(jī)的連接。

智能功率模塊 (IPM)

智能功率模塊是一種高度集成的器件， 用作電源開關(guān)， 是目前集成度最高的器件之一。 IPM 可采用 IGBT 或 Si MOSFET 設(shè)計(jì)， 常用于電機(jī)控制應(yīng)用、 風(fēng)扇、 水泵和通用驅(qū)動(dòng)器。 IPM 不僅可以將功率開關(guān)和柵極驅(qū)動(dòng)器集成到單個(gè)封裝中， 還可以將 PFC 級(jí)和/或無(wú)源器件(如 NTC) 集成到單個(gè)封裝中。 其他優(yōu)點(diǎn)包括改善電磁干擾、 優(yōu)化空間利用、 降低功率損耗， 從而更容易進(jìn)行散熱設(shè)計(jì)。

IPM 功能特性

◆IPM 包含逆變器功率級(jí)、柵極驅(qū)動(dòng)器、 NTC(可選)、自舉二極管和功率開關(guān)

◆將單相和三相輸入交流驅(qū)動(dòng)器的功率提高到 1-20kW

◆直接鍵合銅：

優(yōu)異的導(dǎo)熱系數(shù)： 24(Al2O3) 至 170 (AlN) W/mK

高效隔離，無(wú)任何性能下降： >20kV/mm

極高的電阻率 > 10Ωcm @20℃寬溫度范圍

用于 P2P 替換的常見封裝類型

圖8： 安森美 IPM 的集成度

熱泵的功率等級(jí)因預(yù)期用途而異。 一般來(lái)說(shuō)， 家用熱泵的功率在 2kW 至 7kW 之間， 而商用三相熱泵的功率在 8kW至 15kW 之間。IPM 用途極為廣泛， 在熱泵系統(tǒng)中可用于控制以下組件：

主壓縮機(jī) – 600/1200V

室內(nèi)機(jī)風(fēng)扇 – 600V 單相

循環(huán)泵 – 600V 單相， 低功率

室外機(jī)風(fēng)扇 – 600/1200V

表： 安森美 IPM 產(chǎn)品組合中的熱泵壓縮機(jī)和風(fēng)扇

智能功率模塊 (IPM) NFAM5312SCBUT

全整合逆變器功率模塊，由獨(dú)立的上橋柵極驅(qū)動(dòng)器、LVIC、六個(gè) SiC MOSFET 和溫度傳感器組成。

關(guān)鍵特性：

1200V M3P SiC MOSFET， 40A

米勒鉗位功能集成到柵極驅(qū)動(dòng)器中

引腳與安森美 IGBT SPM31 兼容

用于結(jié)溫監(jiān)測(cè)的 NTC 熱敏電阻

LVIC 中的溫度檢測(cè)和輸出電壓功能

無(wú)需側(cè)邊虛設(shè)引腳，可增加爬電距離

高功率密度、高效率、快速開關(guān)能力

DIP39 (54.5x31) 封裝