熱泵是以低排放電力為動力、經實踐驗證的安全可持續供暖方式，也是全球向安全可持續供暖轉型的核心技術。盡管熱泵的主要用途是供暖，但其逆循環功能使其可同時實現供暖與制冷。熱泵能夠回收余熱并將其溫度提升至更實用的水平，因此具備顯著的節能潛力。

加速推廣熱泵能帶來多重效益：從全生命周期來看，熱泵可為消費者節省開支，使其規避能源價格波動帶來的影響;改用熱泵供暖可減少溫室氣體排放，助力改善空氣質量;為滿足持續增長的需求，熱泵制造與安裝產業的規模擴張還將創造更多就業崗位。

熱泵室外機頂層拓撲結構

下圖為安森美 (onsemi) 推薦的熱泵室外機方案框圖。 熱泵系統的室外機包含蒸發器(空氣源熱泵) 或地熱交換器(地源熱泵) 。 其他主要部件包括循環泵、 壓縮機和風扇。 上述所有應用都需要逆變器， 而 IGBT IPM 通常可以滿足這一需求。 其他模塊包括檢測(電壓、 電流、 溫度) 、 CPU 和與室內機的連接。

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， 是目前集成度最高的器件之一。 IPM 可采用 IGBT 或 Si MOSFET 設計， 常用于電機控制應用、 風扇、 水泵和通用驅動器。 IPM 不僅可以將功率開關和柵極驅動器集成到單個封裝中， 還可以將 PFC 級和/或無源器件(如 NTC) 集成到單個封裝中。 其他優點包括改善電磁干擾、 優化空間利用、 降低功率損耗， 從而更容易進行散熱設計。

IPM 功能特性

◆IPM 包含逆變器功率級、柵極驅動器、 NTC(可選)、自舉二極管和功率開關

◆將單相和三相輸入交流驅動器的功率提高到 1-20kW

◆直接鍵合銅：

優異的導熱系數： 24(Al2O3) 至 170 (AlN) W/mK

高效隔離，無任何性能下降： >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

熱泵的功率等級因預期用途而異。 一般來說， 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， 在熱泵系統中可用于控制以下組件：

主壓縮機 – 600/1200V

室內機風扇 – 600V 單相

循環泵 – 600V 單相， 低功率

室外機風扇 – 600/1200V

表： 安森美 IPM 產品組合中的熱泵壓縮機和風扇

智能功率模塊 (IPM) NFAM5312SCBUT

全整合逆變器功率模塊，由獨立的上橋柵極驅動器、LVIC、六個 SiC MOSFET 和溫度傳感器組成。

關鍵特性：

1200V M3P SiC MOSFET， 40A

米勒鉗位功能集成到柵極驅動器中

引腳與安森美 IGBT SPM31 兼容

用于結溫監測的 NTC 熱敏電阻

LVIC 中的溫度檢測和輸出電壓功能

無需側邊虛設引腳，可增加爬電距離

高功率密度、高效率、快速開關能力

DIP39 (54.5x31) 封裝