随着电子技术的发展，功率半导体技术已成为现代电力电子技术的核心。以绝缘栅双极晶体管（IGBT）为代表的功率器件广泛用于许多工业控制领域。
IGBT作为典型的双极MOS复合功率器件，结合了MOSFET和GTR（高功率晶体管）的优点，具有输入阻抗高，开关速度快，热稳定性好，驱动电路简单等优点。它还具有低导通电压，高耐压和大电流的优点。
IPM由一个高速，低功耗的IGBT芯片和一个首选的门级驱动和保护电路组成，如图1所示。根据内部电源电路配置，IPM分为四种类型：H型，D型类型，C型和R型。
在图中，一个IGBT封装在H型中，两个IGBT封装在D型中，六个IGBT封装在C型中，七个IGBT封装在R型中。 IPM内部设有栅极驱动控制电路，故障检测电路和各种保护电路，带有电流传感器的IGBT芯片用于监控IGBT的主电流。
内部故障保护电路主要用于检测过流，过热和欠压等故障。图2显示了IPM的功能框图。
智能功率模块的内置驱动和保护电路使系统硬件电路简单可靠，缩短了系统的开发周期，提高了系统在故障条件下的自我保护能力。与普通IGBT模块相比，智能功率模块由于增加了保护电路，系统性能和可靠性大大提高。
智能功率模块的保护功能包括控制电压欠压保护，过热保护，过流保护和短路保护。如果智能功率模块模块中的保护电路产生动作，则其内部IGBT栅极驱动单元关闭栅极电流并输出故障信号（Fo）。
（1）控制电压欠压保护（UV）：智能电源模块使用单个15 V电源。如果电源电压低于12.5 V且时间超过toff = 10 ms，则会发生欠压保护，栅极驱动电路被阻断，输出被阻断。
故障信号Fo。如图3所示。
（2）过热保护（0T）：温度传感器安装在靠近IGBT芯片的绝缘基板上。当智能功率模块的温度检测到基板的温度超过温度值时，发生过热保护，并且栅极驱动电路被阻断。
输出故障信号Fo。 （3）过电流保护（0C）：如果流过IGBT的电流值超过过电流工作电流且时间超过toff，则发生过电流保护，栅极驱动电路被阻断，输出故障信号Fo。
为避免过大的电流变化率di / dt，大多数智能电源模块使用两级关断模式。如图4所示。
（4）短路保护（SC）：如果负载短路或控制系统故障，导致短路，流过IGBT的电流值超过短路动作电流，立即发生短路保护，栅极驱动电路被阻断，输出故障信号。与过流保护一样，大多数智能功率模块使用两级关断模式，以避免过大的电流变化率di / dt。
为了缩短电流检测的响应时间和过流保护的故障动作，在智能功率模块内部使用实时电流控制电路（RTC），使响应时间小于100 ns，有效抑制电流和电流。功率峰值，提高保护效果。
当智能电源模块在UV，OC，OT和SC中的任何一个发生故障时，智能电源模块将立即输出故障信号Fo，其持续时间tFo为1.8 ms（SC持续时间将更长）。智能电源模块阻断门驱动器并关闭智能电源模块。
当故障输出信号持续时间结束时，智能电源模块将自动复位，栅极驱动通道将重新打开。智能电源模块设备自身产生的故障信号是非保持性的。
如果在tFo结束后仍未消除故障源，则智能电源模块重复自动保护过程并重复该动作。过流，短路和过热保护动作是非常苛刻的操作条件，应在设计时避免。
因此，智能功率模块的内部保护电路不能完全实现器件的自我保护。为了使系统真正安全可靠地运行，通常需要设计辅助外围保护电路。
同时，当发生欠压，过流，短路和过热等故障时，智能功率模块输出相同的故障信号Fo，因此主控系统无法判断故障的具体原因，需要进一步的故障诊断技术。