1. IPM 的结构
IPM 由高速、低功率的 IGBT 芯片和优选的门极驱动及保护电路构成（如图5-3 所示）。其中 IGBT 是 GTR 与 MOSFET 的复合，由 MOSFET 驱动 GTR，因而兼具两者优点。
图5-3 D 型 IPM 结构及 IGBT 等效电路
IPM 根据内部功率电路配置不同分为四类：H 型（一个 IGBT）、D 型（两个 IGBT）、C 型（六个 IGBT）与 R 型（七个 IGBT）。小功率 IPM 使用多层环氧绝缘系统，中大功率 IPM 使用陶瓷绝缘。
2. IPM 内部功能机制
IPM 的功能框图如图5-4 所示。IPM 内置驱动与保护电路，隔离接口电路需用户自设计。内置驱动与保护电路使系统硬件电路简单、可靠，缩短系统开发时间，也提高故障下自保护能力；与普通 IGBT 模块相比，IPM 在系统性能与可靠性方面都有进一步提高。
图5-4 IPM 功能框图
保护电路可实现控制电压欠压保护、过热保护、过流保护与短路保护。若 IPM 模块中某一种保护动作，IGBT 栅极驱动单元即关断门极电流并输出故障信号（FO）。各保护功能具体如下：
1）控制电压欠压保护（UV）：IPM 用单一 +15 V 供电，若供电电压低于 12.5 V 且时间超过 toff=10 ms，发生欠压保护，封锁门极驱动电路、输出故障信号。
2）过温保护（OT）：在靠近 IGBT 芯片的绝缘基板上安装温度传感器，当测得基板温度超过温度值时发生过温保护、封锁门极驱动电路、输出故障信号。
3）过流保护（OC）：若流过 IGBT 的电流值超过过流动作电流且时间超过 toff，发生过流保护、封锁门极驱动电路、输出故障信号。为避免出现过大的 di/dt，大多数 IPM 采用两级关断模式。过流保护与短路保护操作波形如图5-5 所示，其中 UGE 为内部门极驱动电压、ISC 为短路电流值、IOC 为过流电流值、IC 为集电极电流、IFO 为故障输出电流。
图5-5 IPM 短路及过流保护操作波形
4）短路保护（SC）：若负载短路或控制系统故障导致短路，流过 IGBT 的电流超过短路动作电流，则立即发生短路保护、封锁门极驱动电路、输出故障信号。与过流保护一样，为避免过大 di/dt，多数 IPM 采用两级关断模式。为缩短过流保护的电流检测与故障动作响应时间，IPM 内部使用实时电流控制电路（RTC），使响应时间小于 100 ns，有效抑制电流与功率峰值、提高保护效果。
当 IPM 发生 UV、OC、OT、SC 任一故障时，故障输出信号持续时间 tfo 为 1.8 ms（SC 持续时间会长些），此时间内封锁门极驱动、关断 IPM；故障输出持续时间结束后 IPM 内部自动复位、门极驱动通道开放。
可见，器件自身产生的故障信号是非保持性的：若 tfo 结束后故障源仍未排除，IPM 会重复自动保护过程、反复动作。过流、短路、过热保护动作都是非常恶劣的运行状况，应避免其反复动作，故仅靠 IPM 内部保护电路还不能完全实现器件自我保护。要使系统真正安全可靠运行，需辅助外围保护电路。