电器和智能功率模块的制作方法

本申请涉及电器技术领域，特别涉及一种智能功率模块和一种电器。

背景技术：

随着空调产品对可靠性、成本要求的逐渐提高，集成MCU(Micro Controller Unit，微控制单元)控制部分、压缩机、风机功率驱动部分的高集成功率模块方案将逐渐被重视。由于高集成模块内部电路结构复杂，在高集成功率模块运行过程中，其失效模式将更加复杂。

相关技术中，为了提高高集成功率模块的可靠性，高集成功率模块内部采用了必要的保护电路(如过温保护、过流保护、欠压保护等)。从而保证空调器的正常运行。

但本申请发明人发现上述技术至少存在如下技术问题：

技术问题一：高集成功率模块在运行过程中，仍然会因其他原因造成模块失效，其中，对于简单的失效模式，失效原因能够被很快发现；而对于复杂的失效模式，如模块炸裂，对失效样品分析后，可能是内部智能功率模块的炸裂、走线的过流熔断、或其他元件的失效，尽管分析出这些可能失效位置，但是难以对模块失效的真因进行查找，技术人员只能对失效位置进行改善，无法真正从根本上避免功率模块发生失效，影响了空调器的品质改善。

技术问题二：在高集成功率模块开发阶段，为了能提前暴露模块内部的薄弱环节，需要对模块进行可靠性试验或寿命试验，然而，对于实验后部分失效的功率模块，由于缺乏其在失效之前的工作环境、运行参数等数据，无法从根本上排查出功率模块的薄弱环节，从而在开发阶段，埋下了高集成功率模块的失效隐患。

技术实现要素：

本申请实施例通过提供一种电器和智能功率模块，通过对智能功率模块中的运行参数进行监测，并及时进行存储，确保智能功率模块能保存失效前一段时间的运行参数，以便分析人员根据数据分析出智能功率模块的失效位置，以及引起失效的主要原因，提高了排除智能功率模块失效的薄弱环节的效率，增强了智能功率模块的可靠性。

本申请实施例提供了一种智能功率模块，包括：驱动压缩机的至少一个压缩机可控开关；驱动风机的至少一个风机可控开关；与所述至少一个压缩机可控开关相连的第一驱动器；与所述至少一个风机可控开关相连的第二驱动器；与所述第一驱动器和所述第二驱动器相连的控制芯片；至少一个监测端，所述至少一个监测端监测所述智能功率模块中的运行参数。

另外，根据本申请上述实施例提出的智能功率模块还可以具有如下附加的技术特征：

在本申请的一个实施例中，所述至少一个压缩机可控开关包括：第一可控开关、第二可控开关、第三可控开关、第四可控开关、第五可控开关和第六可控开关；所述至少一个风机可控开关包括：第七可控开关、第八可控开关、第九可控开关、第十可控开关、第十一可控开关和第十二可控开关。

在本申请的一个实施例中，所述至少一个监测端包括所述第一可控开关、第二可控开关、第三可控开关、第四可控开关、第五可控开关和第六可控开关，所述第七可控开关、第八可控开关、第九可控开关、第十可控开关、第十一可控开关和第十二可控开关的控制端。

在本申请的一个实施例中，所述至少一个监测端包括与电源线和地线相连的监测端。

在本申请的一个实施例中，所述至少一个监测端包括所述控制芯片的输出端。

在本申请的一个实施例中，上述的智能功率模块，还包括：温度传感器；与所述温度传感器相连的监测端。

在本申请的一个实施例中，上述的智能功率模块，还包括：湿度传感器；与所述湿度传感器相连的监测端。

在本申请的一个实施例中，上述的智能功率模块，还包括：与所述至少一个监测端相连的存储单元。

本申请实施例提供了一种电器，包括：上述的智能功率模块；读取器，所述读取器与所述智能功率模块的至少一个监测端相连；通讯器，所述通讯器与所述读取器相连，所述通讯器将所述运行参数发送至云服务器。本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

1、通过在智能功率模块内部增加监测点，对监测点的运行参数进行监测，并将监测的运行参数进行存储，确保功智能功率模块能保存失效前一段时间的运行参数，以便提供给分析人员，分析人员可根据数据分析出智能功率模块的失效位置，以及引起失效的主要原因，提高了排除智能功率模块失效的薄弱环节的效率，增强了智能功率模块的可靠性。

2、可以对长时间间隔的运行参数进行永久保存，运行参数的存储方式可以存储于本地存储单元内地，也可以通过智能空调产品所搭载的无线通信模块将运行参数存储于网络云。

3、售后服务人员还可以通过调取永久存储的时隔较长的运行参数进行分析，根据智能功率模块的运行参数的变化趋势，判断当前空调器的工作状况，从而决定该空调器是否需要提前进行保养维护。

附图说明

本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本申请实施例一的智能功率模块的方框示意图；

图2为图1中驱动压缩机和驱动风机的开关管示意图；以及

图3为本申请实施例一的智能功率模块失效的追溯流逻辑图。

具体实施方式

为了解决现有技术中，高集成功率模块因为集成的提高，无法准确地分析出模块发生失效的根本原因，从而影响了对高集成功率模块的品质改善的问题，通过对智能功率模块中的运行参数进行监测，并及时进行存储，确保智能功率模块能保存失效前一段时间的运行参数，以便提供给分析人员，分析人员可根据数据分析出智能功率模块的失效位置，以及引起失效的主要原因，提高了排除智能功率模块失效的薄弱环节的效率，增强了智能功率模块的可靠性。

为了更好的理解上述技术方案，下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

下面结合附图来描述本申请实施例的智能功率模块和电器。

实施例一

图1为本申请实施例一的智能功率模块的方框示意图。图2为图1中驱动压缩机和驱动风机的开关管示意图。在本申请的实施例中，上述电器可以为空调器、洗衣机、冰箱、电磁炉等，并且其中的智能功率模块可以实现前述部分中描述的智能功率模块所具有的功能。下面以空调器为例进行举例说明。

如图1和图2所示，本申请实施例的智能功率模块，可包括：驱动压缩机M1的至少一个压缩机可控开关、驱动风机M2的至少一个风机可控开关、与至少一个压缩机可控开关相连的第一驱动器10、与至少一个风机可控开关相连的第二驱动器20、与第一驱动器10和第二驱动器20相连的控制芯片30、至少一个监测端。其中，至少一个监测端监测智能功率模块中的运行参数。

在本申请的一个实施例中，监测端的具体形式可以为引脚、端子、连接线等等。

在本申请的一个实施例中，至少一个压缩机可控开关可包括：第一可控开关、第二可控开关、第三可控开关、第四可控开关、第五可控开关和第六可控开关；至少一个风机可控开关可包括：第七可控开关、第八可控开关、第九可控开关、第十可控开关、第十一可控开关和第十二可控开关。

在本申请的一个实施例中，至少一个监测端可包括第一可控开关、第二可控开关、第三可控开关、第四可控开关、第五可控开关和第六可控开关，第七可控开关、第八可控开关、第九可控开关、第十可控开关、第十一可控开关和第十二可控开关的控制端。如图1和图2所示，第一可控开关、第二可控开关、第三可控开关、第四可控开关、第五可控开关、第六可控开关的控制端分别用h1、h2、h3、l1、l2和l3表示，第七可控开关、第八可控开关、第九可控开关、第十可控开关、第十一可控开关、第十二可控开关的控制端分别用H1、H2、H3、L1、L2和L3表示。其中，图2所示的IGBT1相对应第一可控开关和第七可控开关，IGBT2相对应第二可控开关和第八可控开关，IGBT3相对应第三可控开关和第九可控开关，IGBT4相对应第四可控开关和第十可控开关，IGBT5相对应第五可控开关和第十一可控开关，IGBT6相对应第六可控开关和第十二可控开关；M对应的是压缩机和风机。为了便于理解，图2中仅示例性的表示出监测点。

在本申请的一个实施例中，至少一个监测端可包括与电源线和地线相连的监测端。如图2所示，电源线和地线分别用P和Q表示。

在本申请的一个实施例中，至少一个监测端可包括控制芯片30的输出端。如图1所示，控制芯片30的输出端分别用s1～s12表示。

具体地，通过在智能功率模块内部布置监测点(即监测端)，来检测智能功率模块内部关键部位的电参数，如电流、电压。监测点所监测的运行参数包括图1和图2所示P点、Q点、h1点电位、h2点电位、h3点电位、l1点电位、l2点电位、l3点电位、H1点电位、H2点电位、H3点电位、L1点电位、L2点电位、L3点电位、s1～s12输出电压。然后，智能功率模块将保存从当前时刻向前推一段时间(如0.5、1或2小时)内监测的运行参数，并在智能功率模块运行过程中，对保存的运行参数进行实时更新，以保证所存储的数据为最新的运行状态参数。

当因智能功率模块发生失效造成空调器停机时，技术人员可以第一时间调取智能功率模块停机前一段时间内监测的运行参数，并进行分析。例如，如果运行参数P点电位异常，则可能是由于外界供电异常造成智能功率模块失效；如果h1点电位、h2点电位、h3点电位、l1点电位、l2点电位、l3点电位出现异常，则可以分析第一驱动器10输出出现问题；如果H1点电位、H2点电位、H3点电位、L1点电位、L2点电位、L3点电位出现异常，则可以分析第二驱动器20输出出现问题；如果控制芯片30的输出端s1～s12输出电压有异常，则控制芯片30的输出信号出现异常。

由此，当智能功率模块发生失效时，分析人员可以第一时间调取智能功率模块中存储的运行参数，通过分析运行参数，对器件的失效形式、失效原因进行判定，可以从根本上查找引起智能功率模块失效的主要原因，从而能够保证智能功率模块的可靠性。

需要说明的是，运行参数不局限于输入端电位、开关管栅极驱动电位、控制芯片输出信号电位，还可以监测其他参数。

在本申请的一个实施例中，上述的智能功率模块，还包括：温度传感器、与温度传感器相连的监测端、湿度传感器、与湿度传感器相连的监测端。其中，温度传感器用于检测智能功率模块内部的温度，与温度传感器相连的监测端用于监测智能功率模块内部的温度，以便根据温度数据判断智能功率模块是否发生故障；湿度传感器用于检测环境湿度

需要说明的是，在本申请的一个实施例中，上述的智能功率模块还可包括温湿度传感器，与温湿度传感器相连的监测端。其中，温湿度传感器用于智能功率模块所处环境的当前环境温度和湿度。

在本申请的一个实施例中，上述的智能功率模块，还包括：与至少一个监测端相连的存储单元。

具体地，运行参数的存储形式，可以是存储在本地存储单元内，也可以是通过智能空调产品搭载的无线通信模块将运行参数上传网络云盘进行存储。为了能反映出智能功率模块整个生命周期内的运行情况，智能功率模块可以将时隔较长的一段时间内监测的运行参数进行永久储存，如每个一个月、两个月或一个季度，将运行参数进行永久储存。

由此，当智能功率模块发生失效时，技术人员不仅可以根据运行参数从根本上查找出引起智能功率模块失效的原因，还可以通过调取永久存储的时隔较长的运行参数进行分析，根据智能功率模块的运行参数的变化趋势，判断当前空调器的工作状况，从而决定该空调器是否需要提前进行保养维护。

下面介绍一下智能功率模块失效追溯的过程：如图3所示，当智能功率模块运行时，通过电控板上的测试电路对智能功率模块内部监测点的运行参数进行采集，并将当前运行时间段内监测的运行参数进行存储，当前运行时间段可以是0.5小时或1小时，并随着运行时间将该时段内存储的运行参数进行更新，确保在智能功率模块停止运行前，系统始终能保存智能功率模块停止运行前时间段内(0.5小时或1小时)的运行参数。同时，当智能功率模块运行时间间隔较长一段时间后(一个月、两个月或一个季度)，需要将智能功率模块当前存储的运行参数进行永久保存。运行参数的保存方式，可以保存在本地的存储单元，也可以通过智能空调携带的无线通信设备将运行参数上传网络云盘进行存储。

上述本申请实施例中的技术方案，至少具有如下的技术效果或优点：

1、通过在智能功率模块内部增加监测点，对监测点的运行参数进行监测，并将监测的运行参数进行存储，确保智能功率模块能保存失效前一段时间的运运行参数，以便提供给分析人员，分析人员可根据数据分析出智能功率模块的失效位置，以及引起失效的主要原因，提高了排除智能功率模块失效的薄弱环节的效率，增强了智能功率模块的可靠性。

2、可以对长时间间隔的运行参数进行永久保存，运行参数存储方式可以存储于本地存储单元内地，也可以通过智能空调产品所搭载的无线通信模块将运行参数存储于网络云。

3、售后服务人员还可以通过调取永久存储的时隔较长监测的运行参数进行分析，根据智能功率模块的运行参数的变化趋势，判断当前空调器的工作状况，从而决定该空调器是否需要提前进行保养维护。

为了实现上述实施例，本申请还提出一种电器，其包括上述的智能功率模块、读取器和通讯器。其中，读取器与智能功率模块的至少一个监测端相连，通讯器与读取器相连，通讯器将运行参数发送至云服务器。

本申请实施例的电器，通过上述的智能功率模块，能够提高电器运行的可靠性。本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

应当注意的是，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的部件或步骤。位于部件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的部件。本申请可以借助于包括有若干不同部件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本发

明的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。