储能产品的“守护者”——IPM

电子发烧友网报道（文/黄山明）IPM是“智能功率模块”（Intelligent Power Module）的缩写，它是一种集成了控制电路与功率半导体器件的模块化组件，通常用于电机控制和其他电力转换应用中。IPM内部集成了IGBT或其他类型的功率开关，以及保护电路如过流、过热等保护功能。

这种集成设计有助于简化系统的整体设计，提高可靠性，并减少外部元件的数量。在工业驱动、白色家电、汽车电子等领域都有广泛应用。而在储能系统中，尤其是在那些需要高效能量转换和精确控制的应用场景下，IPM也能发挥其作用。

在储能系统中，IPM的应用主要体现在其高效的能量转换和保护功能上。IPM能够将直流电转换为交流电，或反之，适应不同的负载和应用需求。这种灵活性使得IPM特别适合于储能系统中的电能转换，无论是从电网到电池存储还是从电池存储回馈到电网。

IPM通常会包含一些功能率半导体器件，如IGBT或MOSFET，这些器件负责处理大电流和高电压，是进行电力转换的核心部件。此外还包括一些驱动电路，用来控制功率半导体器件的开关操作。它接收来自控制单元的信号，并放大信号来驱动功率器件的栅极。

除了驱动电路，还有保护电路与控制电路，以及一些传感器用于监测电流、电压、温度等参数。这些信息对于控制电路进行精确控制非常重要。

此外，由于IPM是一个高度集成的模块，它可以减少外部元件的数量，从而简化储能产品的设计，降低体积和重量，同时也有助于降低成本。

在工作时，IPM通常可以分为几个步骤，首先是从外部控制系统（如微处理器）接收控制信号；随后控制电路根据接收到的信号，通过驱动电路来控制功率半导体器件的导通和截止；而功率半导体器件根据其导通和截止状态，完成DC-AC或者AC-DC的转换；最后，通过传感器不断检测电流、电压和温度等参数，并反馈给控制电路。如果检测到异常情况，保护电路会立即采取行动，如关闭功率器件以避免损坏。

IPM市场格局

目前市场中IPM的主要参与者包括三菱电机、英飞凌、富士电机、罗姆、安森美等，其中，三菱电机、安森美、英飞凌、富士电机等公司在全球IPM市场中占据主导地位，这些头部企业约占全球市场的75%份额。

比如三菱电机推出的IPM产品以高可靠性和方便易用著称，其SUPER MINI封装5-50A的智能功率模块在市场上占有一席之地。最近两年，三菱还推出了SLLIMM外形的新产品。

而安森美在收购了三洋和仙童后，拥有了IMS架构和DBC架构技术，成为全球最佳的智能功率模块方案供应商之一。其产品阵容涵盖各种不同技术的模块化方案，应用于汽车、工业和消费等领域。

从市场规模来看，公开资料显示，2023年全球IPM市场规模达到了135.44亿人民币，预计到2029年将增长至226.53亿元，年复合增长率为9.38%。中国本土企业在IPM市场中虽然规模相对较小，但正在逐步发展，与国际巨头共同竞争。

其中士兰微是国内较早布局IPM领域的厂商之一，推出了多个IPM产品系列，如IPM23、DIP24/25/26/27、SOP37单芯片等系列产品。

斯达半导体主要专注于IGBT等功率半导体领域，其IGBT模块型号齐全，目前形成了覆盖工作电流 5A-3600A、工作电压 600V-3300V的产品布局。IPM模块产品已研发出多个，电流范围主要为10A-50A。

此外，比亚迪也是国内知名的IPM供应商，目前其IPM产品已经成功导入国际国内多个知名品牌。如自主研发的BIP30系列IPM，是一款车规级IPM产品，输出功率最高可达7500W。兼容三菱ver.4系列封装形式，已大规模用于新能源汽车及家电领域。

小结

在储能产品中使用IPM可以提升系统的性能、可靠性和安全性，也有助于简化设计和维护工作。同时随着储能市场的不断发展，越来越多的公司开始关注并投入到IPM产品的开发中，为储能领域带来了更多的技术选择和市场机会。