Qu’est-ce qu’un IPD?
Un IPD (Intelligent Power Device) est un circuit intégré de puissance qui contient un interrupteur de puissance, divers circuits de protection contre la surchauffe et les surintensités, et des circuits de contrôle sur une seule puce.
Parfois appelés IPS (Intelligent Power Switch) ou Smart Switch, les IPD sont des commutateurs de puissance à semi-conducteurs de haute performance capables d’absorber la contre-énergie due aux charges inductives.
Les IPD sont disponibles en tant qu’interrupteurs côté haut, qui sont placés du côté du courant par rapport à la charge externe, et en tant qu’interrupteurs côté bas, qui sont placés du côté GND, et ont une configuration de circuit adaptée à chaque arrangement.
Utilisations des IPD
Les IPD sont utilisés comme interrupteurs pour piloter des charges inductives telles que des moteurs, des solénoïdes, des appareils de chauffage et des lampes, qui peuvent générer une énergie de retour.
Les IPD ont un nombre particulièrement élevé d’applications dans le secteur automobile. Ils sont installés dans une large gamme de composants automobiles critiques en termes de sécurité, tels que les ECU (unités de contrôle du moteur), les ADAS (systèmes avancés d’aide à la conduite), les unités de contrôle de la transmission, les unités de contrôle de la suspension hydraulique et les modules de distribution d’énergie.
Ils sont également utilisés dans les équipements industriels dotés de moteurs et de commandes électromagnétiques, ainsi que dans les appareils électroménagers tels que les climatiseurs, les ventilateurs et les ventilateurs de plafond.
Principe des IPD
Les IPD se composent d’un dispositif d’alimentation du variateur, d’un capteur de courant, d’un circuit de protection contre les surintensités, d’un capteur de température et d’un circuit de protection contre la surchauffe.
Lorsqu’une charge inductive telle qu’un moteur ou un solénoïde est entraînée, un champ magnétique est généré autour de la charge inductive. Lorsque le courant d’entraînement est coupé, l’alimentation en courant cesse et le champ magnétique s’effondre. L’induction électromagnétique due à la variation du champ magnétique induit un courant dans la direction opposée, générant une force contre-électromotrice. La force contre-électromotrice générée à ce moment-là est proportionnelle à la vitesse du changement de courant et peut entraîner des pointes de tension élevées dépassant de loin la tension d’alimentation.
Lorsqu’une telle force contre-électromotrice se produit, le capteur de courant de l’IPD détecte la surintensité et désactive les MOSFET du circuit de protection contre les surintensités pour interrompre le courant. Lorsqu’il détecte que la surintensité s’est dissipée, le MOSFET du circuit de protection est remis en marche. Un système de protection similaire fonctionne contre la surchauffe.
Il existe deux types d’IPD : les interrupteurs côté haut et côté bas.
Les interrupteurs côté haut sont insérés entre une charge externe et l’alimentation électrique. Ils conviennent aux circuits dans lesquels plusieurs charges sont connectées à une seule alimentation électrique. Les automobiles étant un environnement à batterie fixe et mise à la terre, les interrupteurs côté haut sont souvent utilisés lorsque les dispositifs embarqués sont au potentiel GND lorsque l’interrupteur est à l’état désactivé.
Les interrupteurs côté bas sont insérés entre la charge externe et GND et conviennent aux circuits où les charges sont connectées à plus d’une source d’alimentation.