智能功率模块的制作方法

智能功率模块的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种智能功率模块，包括工作电压输入端、最高电压端、U相高压区供电电源负端、V相高压区供电电源负端、W相高压区供电电源负端、U相上桥臂IGBT管、V相上桥臂IGBT管、W相上桥臂IGBT管、U相下桥臂IGBT管、V相下桥臂IGBT管、W相下桥臂IGBT管、U相上桥臂MOS管、V相上桥臂MOS管、W相上桥臂MOS管、U相下桥臂MOS管、V相下桥臂MOS管、W相下桥臂MOS管、以及对应各上桥臂IGBT管设置的上桥臂驱动电路和对应各下桥臂IGBT管设置的下桥臂驱动电路。本实用新型智能功率模块能够降低对电网的干扰，并且，本实用新型智能功率模块的稳定性较好。
【专利说明】智能功率模块

【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及电子【技术领域】，特别涉及一种智能功率模块。

【背景技术】
[0002] 智能功率模块，即IPM(Intelligent Power Module)是一种将电力电子和集成电路 技术结合的功率驱动类产品。智能功率模块把功率开关器件和高压驱动电路集成在一起， 与传统分立方案相比，智能功率模块以其高集成度、高可靠性等优势赢得越来越大的市场， 尤其适合于驱动电机的变频器及各种逆变电源，是变频调速，冶金机械，电力牵引，伺服驱 动，变频家电的一种理想电力电子器件。
[0003] 然而，智能功率模块在实际应用中，特别是应用于变频空调器时，由于智能功率模 块中的IGBT管的开关速度过快而引起的对电网的干扰非常严重。现有技术中，为了减弱 智能功率模块对电网的干扰，通常是在智能功率模块的各IGBT管的集电极和射极之间均 并联一电容器，以减慢IGBT管的开关速度，从而减小其对电网的干扰，但是该方案需要在 智能功率模块的外围额外配置六个电容器，从而增加了成本，增大了智能功率模块的外围 电控版的面积，同时，从智能功率模块到外部电容器之间的走线也一定程度上影响了电容 器的效果。并且，变频空调器行业中，在匹配智能功率模块的电控板的开发时，为了屏蔽智 能功率模块对电网的干扰，在电路设计上需要花费大量的时间和人力，智能功率模块的外 围所额外配置的六个电容器的选取及其电路布线通常需要通过反复试错的方式得以完成 其整改工作，该开发具有不确定性，并且会因为电控板的加工等原因，使得相同的干扰屏蔽 方案也会造成不同的干扰屏蔽效果，并且，智能功率模块对电网的干扰的检测，无法进行全 检，所以对电网干扰大的智能功率模块也会被投放到市场，使得消费者的投诉时有发生，而 企业对投诉产品往往只能进行报废处理，无疑对企业造成了严重的损失，同时，也会影响到 产品的口碑，从而使得智能功率模块的应用部门对现行智能功率模块的使用产生了抗拒 感，阻碍了智能功率模块在变频领域的大面积推广。 实用新型内容
[0004] 本实用新型的主要目的是提供一种智能功率模块，旨在降低智能功率模块对电网 的干扰。
[0005] 本实用新型提出一种智能功率模块，包括工作电压输入端、最高电压端、U相高压 区供电电源负端、V相高压区供电电源负端、W相高压区供电电源负端、U相上桥臂IGBT管、 V相上桥臂IGBT管、W相上桥臂IGBT管、U相下桥臂IGBT管、V相下桥臂IGBT管、W相下桥 臂IGBT管、U相上桥臂M0S管、V相上桥臂M0S管、W相上桥臂M0S管、U相下桥臂M0S管、 V相下桥臂M0S管、W相下桥臂M0S管、以及对应各所述上桥臂IGBT管设置的上桥臂驱动电 路和对应各所述下桥臂IGBT管设置的下桥臂驱动电路，其中，
[0006] U相上桥臂IGBT管、V相上桥臂IGBT管及W相上桥臂IGBT管的门极均与上桥臂 驱动电路连接；U相下桥臂IGBT管、V相下桥臂IGBT管及W相下桥臂IGBT管的门极均与 下桥臂驱动电路连接；U相上桥臂IGBT管的发射极与U相下桥臂IGBT管的集电极连接，且 与U相高压区供电电源负端连接；V相上桥臂IGBT管的发射极与V相下桥臂IGBT管的集 电极连接，且与V相高压区供电电源负端连接；W相上桥臂IGBT管的发射极与W相下桥臂 IGBT管的集电极连接，且与W相高压区供电电源负端连接；U相上桥臂IGBT管、V相上桥臂 IGBT管及W相上桥臂IGBT管的集电极均与最高电压端连接；U相下桥臂IGBT管、V相下桥 臂IGBT管及W相下桥臂IGBT管的发射极均接地；U相上桥臂MOS管的源极与U相上桥臂 IGBT管的发射极连接，V相上桥臂MOS管的源极与V相上桥臂IGBT管的发射极连接，W相 上桥臂MOS管的源极与W相上桥臂IGBT管的发射极连接；U相下桥臂MOS管的源极与U相 下桥臂IGBT管的发射极连接，V相下桥臂MOS管的源极与V相下桥臂IGBT管的发射极连 接，W相下桥臂MOS管的源极与W相下桥臂IGBT管的发射极连接；U相上桥臂MOS管、V相 上桥臂MOS管及W相上桥臂MOS管的栅极和漏极均与上桥臂驱动电路连接，U相下桥臂MOS 管、V相下桥臂MOS管、W相下桥臂MOS管的栅极和漏极均与下桥臂驱动电路连接。
[0007] 优选地，所述上桥臂驱动电路包括U相上桥臂驱动电路、V相上桥臂驱动电路及W 相上桥臂驱动电路；所述U相上桥臂驱动电路、V相上桥臂驱动电路及W相上桥臂驱动电路 均包括门极信号输出端、漏极信号输出端及栅极信号输出端，其中，
[0008] 所述U相上桥臂IGBT管的门极与所述U相上桥臂驱动电路的门极信号输出端连 接，所述V相上桥臂IGBT管的门极与所述V相上桥臂驱动电路的门极信号输出端连接，所 述W相上桥臂IGBT管的门极与所述W相上桥臂驱动电路的门极信号输出端连接；所述U相 上桥臂M0S管的漏极与所述U相上桥臂驱动电路的漏极信号输出端连接，所述V相上桥臂 M0S管的漏极与所述V相上桥臂驱动电路的漏极信号输出端连接，所述W相上桥臂M0S管的 漏极与所述W相上桥臂驱动电路的漏极信号输出端连接；所述U相上桥臂M0S管的栅极与 所述U相上桥臂驱动电路的栅极信号输出端连接，所述V相上桥臂M0S管的栅极与所述V 相上桥臂驱动电路的栅极信号输出端连接，所述W相上桥臂M0S管的栅极与所述W相上桥 臂驱动电路的栅极信号输出端连接。
[0009] 优选地，所述下桥臂驱动电路包括U相下桥臂驱动电路、V相下桥臂驱动电路及W 相下桥臂驱动电路；所述U相下桥臂驱动电路、V相下桥臂驱动电路及W相下桥臂驱动电路 均包括门极信号输出端、漏极信号输出端及栅极信号输出端，其中，
[0010] 所述U相下桥臂IGBT管的门极与所述U相下桥臂驱动电路的门极信号输出端连 接，所述V相下桥臂IGBT管的门极与所述V相下桥臂驱动电路的门极信号输出端连接，所 述W相下桥臂IGBT管的门极与所述W相下桥臂驱动电路的门极信号输出端连接；所述U相 下桥臂M0S管的漏极与所述U相下桥臂驱动电路的漏极信号输出端连接，所述V相下桥臂 M0S管的漏极与所述V相下桥臂驱动电路的漏极信号输出端连接，所述W相下桥臂M0S管的 漏极与所述W相下桥臂驱动电路的漏极信号输出端连接；所述U相下桥臂M0S管的栅极与 所述U相下桥臂驱动电路的栅极信号输出端连接，所述V相下桥臂M0S管的栅极与所述V 相下桥臂驱动电路的栅极信号输出端连接，所述W相下桥臂M0S管的栅极与所述W相下桥 臂驱动电路的栅极信号输出端连接。
[0011] 优选地，所述U相上桥臂驱动电路还包括上桥臂控制信号输入端、U相高压区供 电电源正端、U相高压区供电电源负端、双脉冲发生电路、第一高压DM0S管、第二高压DM0S 管、自举二极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第一二极 管、第二二极管、第一电容、第二电容、第一非门单元、第二非门单元、第三非门单元、第一施 密特触发器、第二斯密特触发器、RS触发器、第一非门、第二非门、第三非门、第四非门、第一 光耦、第二光耦、第三光耦及第四光耦；其中，
[0012] 双脉冲发生电路的输入端与上桥臂控制信号输入端连接，其第一输出端与第一高 压DM0S管的栅极连接，其第二输出端与第二高压DM0S管的栅极连接，其电源端与所述工作 电压输入端连接，其地端接地；第一高压DM0S管的衬底与源极相连并接地，其漏极经第一 电阻与高压区供电电源正端连接；第二高压DM0S管的衬底与源相连并接地，其漏极经第二 电阻与高压区供电电源正端连接；自举二极管的阳极与所述工作电压输入端连接，阴极与 高压区供电电源正端连接；第一非门单元的输入端与第一高压DM0S管的漏极连接，且与第 一二极管的阴极连接，第一非门单元的输出端经第一施密特触发器与第一非门的输入端连 接；第一非门的输出端与RS触发器的S端连接；第一二极管的阳极经第一电容与第一非门 单元的输出端连接；第二非门单元的输入端与第二高压DM0S管的漏极连接，且与第二二极 管的阴极连接，第二非门单元的输出端经第二施密特触发器与第二非门的输入端连接；第 二非门的输出端与RS触发器的R端连接；第二二极管的阳极经第二电容与第二非门单元的 输出端连接；第一二极管的阳极和第二二极管的阳极还与高压区供电电源负端连接；RS触 发器的输出端经第三非门单元与所述U相上桥臂驱动电路的门极信号输出端连接；第三电 阻的第一端与双脉冲发生电路的输入端连接，其第二端与第一光耦的发光二极管的阳极连 接；第四非门的输入端与第三电阻的第一端连接，其输出端经第四电阻与第二光耦的发光 二极管的阳极连接；第三非门的输入端与第三电阻的第一端连接，其输出端经第五电阻与 第三光耦的发光二极管的阳极连接；第六电阻的第一端与第三电阻的第一端连接，其第二 端与第四光耦的发光二极管的阳极连接；第一光耦的发光二极管的阴极、第二光耦的发光 二极管的阴极、第三光耦的发光二极管的阴极及第四光耦的发光二极管的阴极均接地；第 一光耦的三极管的集电极及第三光耦的三极管的集电极均与高压区供电电源负端连接；第 二光耦的三极管的集电极及第四光耦的三极管的集电极均与所述最高电压端连接；第一光 耦的三极管的发射极及第二光耦的三极管的发射极均与所述U相上桥臂驱动电路的漏极 信号输出端连接；第三光耦的三极管的发射极及第四光耦的三极管的发射极均与所述U相 上桥臂驱动电路的栅极信号输出端连接。
[0013] 优选地，所述第一非门单元包括三个依次串联的非门，所述第二非门单元包括三 个依次串联的非门，所述第三非门单元包括两个依次串联的非门。
[0014] 优选地，所述U相下桥臂驱动电路还包括下桥臂控制信号输入端、电平转换电路、 第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第三电容、第四电容、第五非门、第六非门、第七 非门、第八非门、第九非门、第十非门、第十一非门、第十二非门、第五光耦、第六光耦、第七 光耦及第八光耦；其中，
[0015] 电平转换电路的输入端与下桥臂控制信号输入端连接，电平转换电路的输出端 经相互串联的第五非门、第六非门、第七非门、第八非门、第九非门及第十非门与所述U相 下桥臂驱动电路的门极信号输出端连接，电平转换电路的电源端与所述工作电压输入端连 接，电平转换电路的地端接地；第三电容的第一端连接于第七非门和第八非门之间，第三电 容的第二端接地；第四电容的第一端连接于第八非门和第九非门之间，第四电容的第二端 接地；第七电阻的第一端与电平转换电路的输入端连接，其第二端与第五光耦的发光二极 管的阳极连接；第十一非门的输入端与第七电阻的第一端连接，其输出端经第八电阻与第 六光耦的发光二极管的阳极连接；第十二非门的输入端与第七电阻的第一端连接，其输出 端经第九电阻与第七光耦的发光二极管的阳极连接；第十电阻的第一端与第七电阻的第一 端连接，其第二端与第八光耦的发光二极管的阳极连接；第五光耦的发光二极管的阴极、第 六光耦的发光二极管的阴极、第七光耦的发光二极管的阴极及第八光耦的发光二极管的阴 极均接地；第五光耦的三极管的集电极及第七光耦的三极管的集电极均接地；第六光耦的 三极管的集电极及第八光耦的三极管的集电极均与所述U相高压区供电电源负端连接；第 五光耦的三极管的发射极及第六光耦的三极管的发射极均与所述U相下桥臂驱动电路的 漏极信号输出端连接；第七光耦的三极管的发射极及第八光耦的三极管的发射极均与所述 U相下桥臂驱动电路的栅极信号输出端连接。
[0016] 优选地，所述U相上桥臂M0S管、V相上桥臂M0S管、W相上桥臂M0S管、U相下桥 臂M0S管、V相下桥臂M0S管及W相下桥臂M0S管均为NM0S管。
[0017] 优选地，所述V相上桥臂驱动电路及所述W相上桥臂驱动电路的电路结构均与所 述U相上桥臂驱动电路的电路结构相同。
[0018] 优选地，所述V相下桥臂驱动电路及所述W相下桥臂驱动电路的电路结构均与所 述U相下桥臂驱动电路的电路结构相同。
[0019] 本实用新型提出的智能功率模块，包括工作电压输入端、最高电压端、U相高压区 供电电源负端、V相高压区供电电源负端、W相高压区供电电源负端、U相上桥臂IGBT管、V 相上桥臂IGBT管、W相上桥臂IGBT管、U相下桥臂IGBT管、V相下桥臂IGBT管、W相下桥臂 IGBT管、U相上桥臂M0S管、V相上桥臂M0S管、W相上桥臂M0S管、U相下桥臂M0S管、V相 下桥臂M0S管、W相下桥臂M0S管、以及对应各上桥臂IGBT管设置的上桥臂驱动电路和对应 各下桥臂IGBT管设置的下桥臂驱动电路。其中，U相上桥臂IGBT管、V相上桥臂IGBT管及 W相上桥臂IGBT管的门极均与上桥臂驱动电路连接；U相下桥臂IGBT管、V相下桥臂IGBT 管及W相下桥臂IGBT管的门极均与下桥臂驱动电路连接；U相上桥臂IGBT管的发射极与U 相下桥臂IGBT管的集电极连接，且与U相高压区供电电源负端连接；V相上桥臂IGBT管的 发射极与V相下桥臂IGBT管的集电极连接，且与V相高压区供电电源负端连接；W相上桥臂 IGBT管的发射极与W相下桥臂IGBT管的集电极连接，且与W相高压区供电电源负端连接； U相上桥臂IGBT管、V相上桥臂IGBT管及W相上桥臂IGBT管的集电极均与最高电压端连 接；U相下桥臂IGBT管、V相下桥臂IGBT管及W相下桥臂IGBT管的发射极均接地；U相上 桥臂M0S管的源极与U相上桥臂IGBT管的发射极连接，V相上桥臂M0S管的源极与V相上 桥臂IGBT管的发射极连接，W相上桥臂M0S管的源极与W相上桥臂IGBT管的发射极连接； U相下桥臂M0S管的源极与U相下桥臂IGBT管的发射极连接，V相下桥臂M0S管的源极与 V相下桥臂IGBT管的发射极连接，W相下桥臂M0S管的源极与W相下桥臂IGBT管的发射极 连接；U相上桥臂M0S管、V相上桥臂M0S管及W相上桥臂M0S管的栅极和漏极均与上桥臂 驱动电路连接，U相下桥臂M0S管、V相下桥臂M0S管、W相下桥臂M0S管的栅极和漏极均与 下桥臂驱动电路连接。本实用新型智能功率模块能够降低对电网的干扰，并且，本实用新型 智能功率模块的稳定性较好。同时，本实用新型还具有结构简单及易实现的优点。

【专利附图】

【附图说明】
[0020] 图1是本实用新型智能功率模块的电路结构图；
[0021] 图2是本实用新型智能功率模块中U相上桥臂驱动电路的电路结构图；
[0022] 图3是本实用新型智能功率模块中U相下桥臂驱动电路的电路结构图。
[0023] 本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

【具体实施方式】
[0024] 应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本 实用新型。
[0025] 本实用新型提出一种智能功率模块。
[0026] 参照图1，图1是本实用新型智能功率模块的电路结构图。
[0027] 本实施例中的智能功率模块4100包括HVIC管4400 (HVIC，高压集成电路）、U相上 桥臂IGBT管4121、V相上桥臂IGBT管4122、W相上桥臂IGBT管4123、U相下桥臂IGBT管 4124、V相下桥臂IGBT管4125、W相下桥臂IGBT管4126、电容4133、电容4132、电容4131、 U相上桥臂M0S管4111、V相上桥臂M0S管4112、W相上桥臂M0S管4113、U相下桥臂M0S 管4114、V相下桥臂M0S管4115、W相下桥臂M0S管4116。对应U相上桥臂IGBT管4121、 V相上桥臂IGBT管4122、W相上桥臂IGBT管4123,在上述HVIC管4400的内部设有U相上 桥臂驱动电路14、V相上桥臂驱动电路24、W相上桥臂驱动电路34,对应U相下桥臂IGBT管 4124、V相下桥臂IGBT管4125、W相下桥臂IGBT管4126,在上述HVIC管4400的内部设有 U相下桥臂驱动电路44、V相下桥臂驱动电路54和W相下桥臂驱动电路64。HVIC管4400 的电源正端VCC与本实用新型智能功率模块的工作电压输入端VDD(也即本实用新型智能 功率模块4100的低压区供电电源正端）连接。VDD -般为15V ;
[0028] HVIC管4400的第一输入端HIN1 (即U相上桥臂驱动电路14的控制信号输入端）、 第二输入端HIN2 (即V相上桥臂驱动电路24的控制信号输入端）及第三输入端HIN3 (即 W相上桥臂驱动电路34的控制信号输入端）为本实用新型智能功率模块4100的上桥臂控 制信号输入端。
[0029] 其中HVIC管4400的第一输入端HIN1 (即U相上桥臂驱动电路14的控制信号输 入端）作为本实用新型智能功率模块4100的U相上桥臂输入端UHIN ;
[0030] HVIC管4400的第二输入端HIN2 (即V相上桥臂驱动电路24的控制信号输入端） 作为本实用新型智能功率模块4100的V相上桥臂输入端VHIN ;
[0031] HVIC管4400的第三输入端HIN3 (即W相上桥臂驱动电路34的控制信号输入端） 作为本实用新型智能功率模块4100的W相上桥臂输入端WHIN ;
[0032] HVIC管4400的第四输入端LIN1 (即U相下桥臂驱动电路44的控制信号输入端）、 第五输入端LIN2 (即V相下桥臂驱动电路54的控制信号输入端）及第六输入端LIN3 (即 W相下桥臂驱动电路64的控制信号输入端）为本实用新型智能功率模块4100的下桥臂控 制信号输入端。
[0033] 其中，HVIC管4400的第四输入端LIN1 (即U相下桥臂驱动电路44的控制信号输 入端）作为本实用新型智能功率模块4100的U相下桥臂输入端ULIN ;
[0034] HVIC管4400的第五输入端LIN2 (即V相下桥臂驱动电路54的控制信号输入端） 作为本实用新型智能功率模块4100的V相下桥臂输入端VLIN ;
[0035] HVIC管4400的第六输入端LIN3 (即W相下桥臂驱动电路64的控制信号输入端） 作为本实用新型智能功率模块4100的W相下桥臂输入端WLIN ;
[0036] HVIC管4400的电源负端GND作为所述本实用新型智能功率模块4100的低压区供 电电源负端COM ;
[0037] HVIC管4400的U相高压区供电电源正端VB1与电容4133的第一端相连，并作为 本实用新型智能功率模块4100的U相高压区供电电源正端UVB ;
[0038] HVIC管4400的U相高压区供电电源负端VS1与所述电容4133的第二端相连，并 作为本实用新型智能功率模块4100的U相高压区供电电源负端UVS ;
[0039] HVIC管4400的V相高压区供电电源正端VB2与电容4132的第一端相连，并作为 本实用新型智能功率模块4100的V相高压区供电电源正端VVB ;
[0040] HVIC管4400的V相高压区供电电源负端VS2与所述电容4132的第二端相连，并 作为本实用新型智能功率模块4100的V相高压区供电电源负端VVS ;
[0041] HVIC管4400的W相高压区供电电源正端VB3与电容4131的第一端相连，并作为 本实用新型智能功率模块4100的W相高压区供电电源正端WVB ;
[0042] HVIC管4400的W相高压区供电电源负端VS3与电容4131的第二端相连，并作为 本实用新型智能功率模块4100的W相高压区供电电源负端WVS ;
[0043] U相上桥臂IGBT管4121的发射极与U相下桥臂IGBT管4124的集电极连接，且与 U相高压区供电电源负端UVS连接；V相上桥臂IGBT管4122的发射极与V相下桥臂IGBT 管4125的集电极连接，且与V相高压区供电电源负端VVS连接；W相上桥臂IGBT管4123 的发射极与W相下桥臂IGBT管4126的集电极连接，且与W相高压区供电电源负端WVS连 接；U相上桥臂IGBT管4121、V相上桥臂IGBT管4122及W相上桥臂IGBT管4123的集电 极均与最高电压端P连接；U相下桥臂IGBT管4124、V相下桥臂IGBT管4125及W相下桥 臂IGBT管4126的发射极均接地；
[0044] HVIC管4400的UH0端（即U相上桥臂驱动电路14的门极信号输出端）与U相上 桥臂IGBT管4121的栅极相连，U相上桥臂IGBT管4121的集电极与接本实用新型智能功 率模块4100的最高电压端P端，U相上桥臂IGBT管4121的发射极与本实用新型智能功率 模块4100的UVS端连接（UVS端也即本实用新型智能功率模块的U相高电压区供电电源负 端）；HVIC管4400的UHD端（即U相上桥臂驱动电路14的漏极信号输出端）与U相上桥 臂M0S管4111的漏极连接；HVIC管4400的UHG端（即U相上桥臂驱动电路14的栅极信 号输出端）与U相上桥臂M0S管4111的栅极连接；U相上桥臂M0S管4111的源极与U相 上桥臂IGBT管4121的发射极连接；
[0045] HVIC管4400的VH0端（即V相上桥臂驱动电路24的门极信号输出端）与V相 上桥臂IGBT管4122的栅极相连，V相上桥臂IGBT管4122的集电极接本实用新型智能功 率模块4100的最高电压端P端，V相上桥臂IGBT管4122的发射极与本实用新型智能功率 模块4100的VVS端连接（VVS端也即本实用新型智能功率模块的V相高电压区供电电源负 端）；HVIC管4400的VHD端（即V相上桥臂驱动电路24的漏极信号输出端）与V相上桥 臂M0S管4112的漏极连接；HVIC管4400的VHG端（即V相上桥臂驱动电路24的栅极信 号输出端）与V相上桥臂M0S管4112的栅极连接；V相上桥臂M0S管4112的源极与V相 上桥臂IGBT管4122的发射极连接；
[0046] HVIC管4400的WHO端（即W相上桥臂驱动电路34的门极信号输出端）与W相 上桥臂IGBT管4123的栅极相连，W相上桥臂IGBT管4123的集电极接本实用新型智能功 率模块4100的最高电压端P端，W相上桥臂IGBT管4123的发射极与本实用新型智能功率 模块4100的WVS端连接（WVS端也即本实用新型智能功率模块的W相高电压区供电电源负 端）；HVIC管4400的WHD端（即W相上桥臂驱动电路34的漏极信号输出端）与W相上桥 臂M0S管4113的漏极连接；HVIC管4400的WHG端（即W相上桥臂驱动电路34的栅极信 号输出端）与W相上桥臂M0S管4113的栅极连接；W相上桥臂M0S管4113的源极与W相 上桥臂IGBT管4123的发射极连接；
[0047] HVIC管4400的UL0端（即U相下桥臂驱动电路44的门极信号输出端）与U相下 桥臂IGBT管4124的栅极相连，U相下桥臂IGBT管4124的集电极接智能功率模块4100的 UVS端，U相下桥臂IGBT管4124的发射极接智能功率模块4100的COM端（也即本实用新 型智能功率模块的低压区供电电源负端）；HVIC管4400的ULD端（即U相下桥臂驱动电路 44的漏极信号输出端）与U相下桥臂M0S管4114的漏极连接；HVIC管4400的ULG端（即 U相下桥臂驱动电路44的栅极信号输出端）与U相下桥臂M0S管4114的栅极连接；U相下 桥臂M0S管4114的源极与U相下桥臂IGBT管4124的发射极连接；
[0048] HVIC管4400的VL0端（即V相下桥臂驱动电路44的门极信号输出端）与V相下 桥臂IGBT管4125的栅极相连，V相下桥臂IGBT管4125的集电极接智能功率模块4100的 VVS端，V相下桥臂IGBT管4125的发射极接智能功率模块4100的COM端；HVIC管4400的 VLD端（即V相下桥臂驱动电路54的漏极信号输出端）与V相下桥臂M0S管4115的漏极 连接；HVIC管4400的VLG端（即V相下桥臂驱动电路54的栅极信号输出端）与V相下桥 臂M0S管4115的栅极连接；V相下桥臂M0S管4115的源极与V相下桥臂IGBT管4125的 发射极连接；
[0049] HVIC管4400的WL0端（即W相下桥臂驱动电路44的门极信号输出端）与W相下 桥臂IGBT管4126的栅极相连，W相下桥臂IGBT管4126的集电极接智能功率模块4100的 WVS端，W相下桥臂IGBT管4126的发射极接智能功率模块4100的COM端；HVIC管4400的 WLD端（即W相下桥臂驱动电路64的漏极信号输出端）与W相下桥臂M0S管4116的漏极 连接；HVIC管4400的WLG端（即W相下桥臂驱动电路64的栅极信号输出端）与W相下桥 臂M0S管4116的栅极连接；W相下桥臂M0S管4116的源极与W相下桥臂IGBT管4126的 发射极连接；
[0050] 在HVIC管4400内部，VCC端与上、下桥臂各驱动电路的低压区供电电源正端相连； GND端与上、下桥臂各驱动电路的低压区供电电源负端相连；
[0051] U相上桥臂驱动电路14的高压区供电电源正端与VB1端相连，U相上桥臂驱动电 路14的高压区供电电源负端与VS1相连；
[0052] V相上桥臂驱动电路24的高压区供电电源正端与VB2相连，V相上桥臂驱动电路 24的高压区供电电源负端与VS2相连；
[0053] W相上桥臂驱动电路34的高压区供电电源正端与VB3相连，W相上桥臂驱动电路 34的高压区供电电源负端与VS3相连。
[0054] 图2是本实用新型智能功率模块中U相上桥臂驱动电路的电路结构图。
[0055] -并参照图1和图2,本实用新型智能功率模块中的U相上桥臂驱动电路14包括 上桥臂控制信号输入端（即上述u相上桥臂输入端UHIN)、最高电压输入端P1、U相高压区 供电电源正端VB1、U相高压区供电电源负端VS 1、门极信号输出端UHO (即上述HVIC管4400 的UHO端）、漏极信号输出端UHD (即上述HVIC管4400的UHD端）、栅极信号输出端UHG (即 上述HVIC管4400的UHG端）、
[0056] 双脉冲发生电路1401、第一高压DM0S管1402、第二高压DM0S管1403、自举二极 管1444、第一电阻1404、第二电阻1405、第三电阻1455、第四电阻1456、第五电阻1457、第 六电阻1458、第一二极管1406、第二二极管1407、第一电容1412、第二电容1418、第一非门 单元100、第二非门单元200、第三非门单元300、第一施密特触发器1411、第二斯密特触发 器1417、RS触发器400、第一非门1413、第二非门1419、第三非门1459、第四非门1460、第 一光耦1451、第二光耦1452、第三光耦1453及第四光耦1454。
[0057] 具体地，双脉冲发生电路1401的输入端与上桥臂控制信号输入端UHIN连接，双脉 冲发生电路1401的第一输出端与第一高压DM0S管1402的栅极连接，双脉冲发生电路1401 的第二输出端与第二高压DM0S管1403的栅极连接，双脉冲发生电路1401的电源端与上述 HVIC管4400的电源正端VCC (也即本实用新型智能功率模块的工作电压输入端VDD)连接， 双脉冲发生电路1401的地端接地；第一高压DM0S管1402的衬底与源极相连并接地，第一 高压DM0S管1402的漏极经第一电阻1404与U相高压区供电电源正端VB1连接；第二高压 DM0S管1403的衬底与源相连并接地，第二高压DM0S管1403的漏极经第二电阻1405与U 相高压区供电电源正端VB1连接；自举二极管1444的阳极与上述HVIC管4400的电源正端 VCC(也即本实用新型智能功率模块的工作电压输入端VDD)连接，自举二极管1444的阴极 与U相高压区供电电源正端VB1连接；第一非门单元100的输入端与第一高压DM0S管1402 的漏极连接，且与第一二极管1406的阴极连接，第一非门单元100的输出端经第一施密特 触发器1411与第一非门1413的输入端连接；第一非门1413的输出端与RS触发器400的 S端连接；第一二极管1406的阳极经第一电容1412与第一非门单元100的输出端连接；第 二非门单元200的输入端与第二高压DM0S管1403的漏极连接，且与第二二极管1407的 阴极连接，第二非门单元200的输出端经第二施密特触发器1417与第二非门1419的输入 端连接；第二非门1419的输出端与RS触发器400的R端连接；第二二极管1407的阳极经 第二电容1418与第二非门单元200的输出端连接；第一二极管1406的阳极和第二二极管 1407的阳极还与U相高压区供电电源负端VS1连接；RS触发器400的输出端经第三非门单 兀300与U相上桥臂驱动电路的门极信号输出端UH0连接；第三电阻1455的第一端与双脉 冲发生电路1401的输入端连接，第三电阻1455的第二端与第一光耦1451的发光二极管的 阳极连接；第四非门1460的输入端与第三电阻1455的第一端连接，第四非门1460的输出 端经第四电阻1456与第二光耦1452的发光二极管的阳极连接；第三非门1459的输入端与 第三电阻1455的第一端连接，第三非门1459的输出端经第五电阻1457与第三光耦1453 的发光二极管的阳极连接；第六电阻1458的第一端与第三电阻1455的第一端连接，第六电 阻1458的第二端与第四光耦1454的发光二极管的阳极连接；第一光耦1451的发光二极管 的阴极、第二光耦1452的发光二极管的阴极、第三光耦1453的发光二极管的阴极及第四光 耦1454的发光二极管的阴极均接地；第一光耦1451的三极管的集电极及第三光耦1453的 三极管的集电极均与U相高压区供电电源负端VS1连接；第二光耦1452的三极管的集电极 及第四光耦1454的三极管的集电极均与最高电压输入端P1连接（也即与本实用新型智能 功率模块的最高电压端P连接）；第一光耦1451的三极管的发射极及第二光耦1452的三 极管的发射极均与U相上桥臂驱动电路14的漏极信号输出端（即上述HVIC管4400的UHD 端）连接；第三光耦1453的三极管的发射极及第四光耦1454的三极管的发射极均与U相 上桥臂驱动电路的栅极信号输出端（即上述HVIC管4400的UHG端）连接。
[0058] 上述第一非门单元100包括依次串联的非门1408、非门1409和非门1410,上述第 二非门单元200包括依次串联的非门1414、非门1415及非门1416,上述第三非门单元包括 依次串联的非门1433及非门1434。
[0059] 本实施例中，在U相下桥臂控制信号输入端LIN1所输入控制信号的上升沿，双脉 冲发生电路1401的第一输出端产生一个300ns的脉冲信号，在U相下桥臂控制信号输入 端LIN1所输入控制信号的下降沿，双脉冲发生电路1401的第二输出端产生一个300ns的 脉冲信号。本实施例中，第一高压DM0S管1402和第二高压DM0S管1403在关断时可承受 600V的电压，第一高压DM0S管1402和第二高压DM0S管1403在导通时可在300ns内流过 安培级的电流。第一高压DM0S管1402被300ns的高电平脉冲导通，使非门1408的输入端 从高电平瞬间降低，而由于第一二极管1406的箝位作用，非门1408的电平被控制在不低于 VS1-0. 7V的电位，经过非门1409、非门1410和第一电容1412组成的滤波电路、以及第一施 密特触发器1411的迟滞后、并通过第一非门1413的波形调节后，在RS触发器400中的或非 门1430的其中一个输入端（也即RS触发器400的S端）产生300ns的高电平脉冲。第二 高压DM0S管1403被300ns的高电平脉冲导通，使非门1414的输入端从高电平瞬间降低， 由于第二二极管1407的箝位作用，非门1414的电平被控制在不低于VS1-0. 7V的电位，经 过非门1415、非门1416和第二电容1418组成的滤波电路、第二施密特触发器1417的迟滞 后、并通过第二非门1419的波形调节后，在RS触发器400中的或非门1431的其中一个输 入端（也即RS触发器400的R端）产生300ns的高电平脉冲。
[0060] 本实施例，当RS触发器400的S端为高点平时，或非门1431的输出端（也即RS 触发器400的输出端Q)变为高电平，并且在RS触发器400的S端的高电平消失后保持高 电平不变，当RS触发器400的R端为高点平时，或非门1431的输出端（也即RS触发器400 的输出端Q)变为低电平，并且在RS触发器400的R端的高电平消失后保持低电平不变。信 号经过第九非门1433和第十非门1434的两级放大后，在门极信号输出UH0输出。
[0061] 当信号HIN1为高电平时，U相上桥臂IGBT管4121在UH0信号的驱动下导通；并 且，第一光耦1451和第四光耦1454开通，使UHD端与VS1端相连，UHG端与P1相连，从而 使U相上桥臂M0S管4111的栅极与P1端相连，使U相上桥臂M0S管4111的漏极与衬底、 源极相连，相当于提供了一个电容，使U相上桥臂IGBT管4121的导通波形的上升、下降沿 放缓，降低了其导通时对电网的影响；
[0062] 当信号HIN1为低电平时，U相上桥臂IGBT管4121在UH0信号的驱动下截止；并 且，第二光耦1452和第三光耦1453开通，使UHD端与P1相连，UHG端与VS1端相连，从而 使U相上桥臂M0S管4111的漏极与P1端相连，使U相上桥臂M0S管4111的栅极与衬底、 源极相连，相当于提供了一个反并联二极管结构，为U相上桥臂IGBT管4121关断时提供放 电回路。
[0063] 第一高压DM0S管1402和第二高压DM0S管1403所传递的信号通过或非门1430 和或非门1431组成的RS触发器400得到合并。
[0064] 非门1410和第一电容1412、非门1416和第二电容1418组成的滤波电路为了过滤 窄脉冲电压噪声，避免对R点和S点产生误触发电压信号，非门1410、非门1416的PM0S管 和NM0S的宽敞比可分别设计为10μπι/5μπι和5μπι/5μπι，第一电容1412、第二电容1418 可设计为5pF。
[0065] 第一施密特电路1411、第二施密特电路1417的作用是为了过滤持续时间较长的 低电压噪声，避免噪声经过阈值较小的非门后被放大引起S点和R点产生误触发电压信号。
[0066] 自举二极管1444在VS1电压接近GND电压时，由VCC向VB1充电，当VS1电压转 换成600V高压后，自举二极管1444承受600V的反向压降。
[0067] 第一光稱1451、第二光稱1452、第三光稱1453、第四光稱1454的三极管的集电极 和发射极之间均需要承受600V的高压。
[0068] 非门1433与非门1434构成两级输出，根据U相上桥臂驱动电路14的驱动能力， 构成非门1433和非门1434的PM0S管和NM0S管的尺寸会设计得比较大，一般来说，构成非 门1433的PM0S管和NM0S管的尺寸取为100 μ m/60 μ m，构成非门1434的PM0S管和NM0S 管的尺寸取为250 μ m/130 μ m。
[0069] 图3是本实用新型智能功率模块中U相下桥臂驱动电路的电路结构图。
[0070] -并参照图1和图3,本实用新型智能功率模块中的U相下桥臂驱动电路44包括 下桥臂控制信号输入端LIN1 (即上述HVIC管4400的第四输入端LIN1)、门极信号输出端 UL0(即上述HVIC管4400的UL0端）、漏极信号输出端ULD(即上述HVIC管4400的ULD 端）、栅极信号输出端ULG(即上述HVIC管4400的ULG端）、电平转换电路4401、第七电阻 4455、第八电阻4456、第九电阻4457、第十电阻4458、第三电容4412、第四电容4413、第五非 门4408、第六非门4409、第七非门4410、第八非门4411、第九非门4433、第十非门4434、第 i^一非门4460、第十二非门4459、第五光耦4451、第六光耦4452、第七光耦4453及第八光 耦 4454。
[0071] 具体地，电平转换电路4401的输入端与下桥臂控制信号输入端LIN1连接，电平转 换电路4401的输出端经相互串联的第五非门4408、第六非门4409、第七非门4410、第八非 门4411、第九非门4433及第十非门4434与U相下桥臂驱动电路44的门极信号输出端UL0 连接，电平转换电路4401的电源端与上述HVIC管4400的电源正端VCC (也即本实用新型智 能功率模块的工作电压输入端VDD)连接，电平转换电路4401的地端接地；第三电容4412 的第一端连接于第七非门4410和第八非门4411之间，第三电容4412的第二端接地；第四 电容4413的第一端连接于第八非门4411和第九非门4433之间，第四电容4413的第二端 接地；
[0072] 第七电阻4455的第一端与电平转换电路4401的输入端连接，第七电阻4455的第 二端与第五光稱4451的发光二极管的阳极连接；
[0073] 第Η 非门4460的输入端与第七电阻4455的第一端连接，第^ 非门4460的输 出端经第八电阻4456与第六光耦4452的发光二极管的阳极连接；第十二非门4459的输入 端与第七电阻4455的第一端连接，第十二非门4459的输出端经第九电阻4457与第七光耦 4453的发光二极管的阳极连接；第十电阻4458的第一端与第七电阻4455的第一端连接， 第十电阻4458的第二端与第八光耦4454的发光二极管的阳极连接；第五光耦4451的发光 二极管的阴极、第六光耦4452的发光二极管的阴极、第七光耦4453的发光二极管的阴极及 第八光耦4454的发光二极管的阴极均接地；第五光耦4451的三极管的集电极及第七光耦 4453的三极管的集电极均接地；第六光耦4452的三极管的集电极及第八光耦4454的三极 管的集电极均与U相高压区供电电源负端VS1连接；第五光耦4451的三极管的发射极及第 六光耦4452的三极管的发射极均与U相下桥臂驱动电路44的漏极信号输出端ULD连接； 第七光耦4453的三极管的发射极及第八光耦4454的三极管的发射极均与U相下桥臂驱动 电路44的栅极信号输出端ULG连接。
[0074] 本实施例中，电平转换电路4401的作用是将U相下桥臂控制信号输入端LIN1所 输入的M0S逻辑或TTL逻辑的信号转换成0-15V的同相信号；第七非门4410与第三电容 4412、第八非门4411与第四电容4413组成两组延时电路，目的是使信号从下桥臂控制信号 输入端LIN1到图中E点的时间与信号从下桥臂控制信号输入端LIN1到图中Q点的时间同 步，本实施例中，第七非门4410的PM0S和NM0S的宽长比可设置为2(^111/1(^111，第三电容 4412的电容量为20pF，第八非门4411的PM0S和NM0S的宽长比可设置为4(^111/2(^111，第 四电容4413的电容量为40pF ;
[0075] 本实施例，当信号LIN1为高电平时，U相下桥臂IGBT管4124在UL0信号的驱动 下导通；并且，第五光耦4451和第八光耦4454开通，使ULD端与GND相连，ULG端与VS1端 相连，从而使U相下桥臂M0S管4114的栅极与VS1相连，使U相下桥臂M0S管4114的漏极 与衬底、源极相连，相当于提供了一个电容，使U相下桥臂IGBT管4124的导通波形的上升、 下降沿放缓，降低了其导通时对电网的影响；
[0076] 当信号LIN1为低电平时，所述U相下桥臂IGBT管4124在UL0信号的驱动下截止； 并且，第六光耦4452和第七光耦4453开通，使ULD端与VS1端相连，ULG端与GND相连，从 而使U相下桥臂M0S管4114的漏极与VS1相连，使U相下桥臂M0S管4114的栅极与衬底、 源极相连，相当于提供了一个反并联二极管结构，为U相下桥臂IGBT管4124关断时提供放 电回路。
[0077] 本实施例中，上述V相上桥臂驱动电路24及上述W相上桥臂驱动电路34的电路 结构均与上面实施例所述的U相上桥臂驱动电路14的电路结构相同；上述V相下桥臂驱动 电路54及上述W相下桥臂驱动电路64的电路结构均与上面实施例所述U相下桥臂驱动电 路44的电路结构相同，此处不再赘述。
[0078] 本实用新型提出的智能功率模块，包括工作电压输入端、最高电压端、U相高压区 供电电源负端、V相高压区供电电源负端、W相高压区供电电源负端、U相上桥臂IGBT管、V 相上桥臂IGBT管、W相上桥臂IGBT管、U相下桥臂IGBT管、V相下桥臂IGBT管、W相下桥臂 IGBT管、U相上桥臂M0S管、V相上桥臂M0S管、W相上桥臂M0S管、U相下桥臂M0S管、V相 下桥臂M0S管、W相下桥臂M0S管、以及对应各上桥臂IGBT管设置的上桥臂驱动电路和对应 各下桥臂IGBT管设置的下桥臂驱动电路。其中，U相上桥臂IGBT管、V相上桥臂IGBT管及 W相上桥臂IGBT管的门极均与上桥臂驱动电路连接；U相下桥臂IGBT管、V相下桥臂IGBT 管及W相下桥臂IGBT管的门极均与下桥臂驱动电路连接；U相上桥臂IGBT管的发射极与U 相下桥臂IGBT管的集电极连接，且与U相高压区供电电源负端连接；V相上桥臂IGBT管的 发射极与V相下桥臂IGBT管的集电极连接，且与V相高压区供电电源负端连接；W相上桥臂 IGBT管的发射极与W相下桥臂IGBT管的集电极连接，且与W相高压区供电电源负端连接； U相上桥臂IGBT管、V相上桥臂IGBT管及W相上桥臂IGBT管的集电极均与最高电压端连 接；U相下桥臂IGBT管、V相下桥臂IGBT管及W相下桥臂IGBT管的发射极均接地；U相上 桥臂MOS管的源极与U相上桥臂IGBT管的发射极连接，V相上桥臂MOS管的源极与V相上 桥臂IGBT管的发射极连接，W相上桥臂MOS管的源极与W相上桥臂IGBT管的发射极连接； U相下桥臂MOS管的源极与U相下桥臂IGBT管的发射极连接，V相下桥臂MOS管的源极与 V相下桥臂IGBT管的发射极连接，W相下桥臂MOS管的源极与W相下桥臂IGBT管的发射极 连接；U相上桥臂MOS管、V相上桥臂MOS管及W相上桥臂MOS管的栅极和漏极均与上桥臂 驱动电路连接，U相下桥臂MOS管、V相下桥臂MOS管、W相下桥臂MOS管的栅极和漏极均与 下桥臂驱动电路连接。本实用新型智能功率模块能够降低对电网的干扰，并且，本实用新型 智能功率模块的稳定性较好。同时，本实用新型还具有结构简单及易实现的优点。
[0079] 以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围， 凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运 用在其他相关的【技术领域】，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
【权利要求】
1. 一种智能功率模块，其特征在于，包括工作电压输入端、最高电压端、U相高压区供 电电源负端、V相高压区供电电源负端、W相高压区供电电源负端、U相上桥臂IGBT管、V相 上桥臂IGBT管、W相上桥臂IGBT管、U相下桥臂IGBT管、V相下桥臂IGBT管、W相下桥臂 IGBT管、U相上桥臂MOS管、V相上桥臂MOS管、W相上桥臂MOS管、U相下桥臂MOS管、V相 下桥臂MOS管、W相下桥臂MOS管、以及对应各所述上桥臂IGBT管设置的上桥臂驱动电路 和对应各所述下桥臂IGBT管设置的下桥臂驱动电路，其中， U相上桥臂IGBT管、V相上桥臂IGBT管及W相上桥臂IGBT管的门极均与上桥臂驱动 电路连接；U相下桥臂IGBT管、V相下桥臂IGBT管及W相下桥臂IGBT管的门极均与下桥臂 驱动电路连接；U相上桥臂IGBT管的发射极与U相下桥臂IGBT管的集电极连接，且与U相 高压区供电电源负端连接；V相上桥臂IGBT管的发射极与V相下桥臂IGBT管的集电极连 接，且与V相高压区供电电源负端连接；W相上桥臂IGBT管的发射极与W相下桥臂IGBT管 的集电极连接，且与W相高压区供电电源负端连接；U相上桥臂IGBT管、V相上桥臂IGBT管 及W相上桥臂IGBT管的集电极均与最高电压端连接；U相下桥臂IGBT管、V相下桥臂IGBT 管及W相下桥臂IGBT管的发射极均接地；U相上桥臂MOS管的源极与U相上桥臂IGBT管的 发射极连接，V相上桥臂M0S管的源极与V相上桥臂IGBT管的发射极连接，W相上桥臂M0S 管的源极与W相上桥臂IGBT管的发射极连接；U相下桥臂M0S管的源极与U相下桥臂IGBT 管的发射极连接，V相下桥臂MOS管的源极与V相下桥臂IGBT管的发射极连接，W相下桥臂 M0S管的源极与W相下桥臂IGBT管的发射极连接；U相上桥臂M0S管、V相上桥臂M0S管及 W相上桥臂M0S管的栅极和漏极均与上桥臂驱动电路连接，U相下桥臂M0S管、V相下桥臂 M0S管、W相下桥臂M0S管的栅极和漏极均与下桥臂驱动电路连接。
2. 根据权利要求1所述的智能功率模块，其特征在于，所述上桥臂驱动电路包括U相 上桥臂驱动电路、V相上桥臂驱动电路及W相上桥臂驱动电路；所述U相上桥臂驱动电路、V 相上桥臂驱动电路及W相上桥臂驱动电路均包括门极信号输出端、漏极信号输出端及栅极 信号输出端，其中， 所述U相上桥臂IGBT管的门极与所述U相上桥臂驱动电路的门极信号输出端连接，所 述V相上桥臂IGBT管的门极与所述V相上桥臂驱动电路的门极信号输出端连接，所述W相 上桥臂IGBT管的门极与所述W相上桥臂驱动电路的门极信号输出端连接；所述U相上桥臂 M0S管的漏极与所述U相上桥臂驱动电路的漏极信号输出端连接，所述V相上桥臂M0S管的 漏极与所述V相上桥臂驱动电路的漏极信号输出端连接，所述W相上桥臂M0S管的漏极与 所述W相上桥臂驱动电路的漏极信号输出端连接；所述U相上桥臂M0S管的栅极与所述U 相上桥臂驱动电路的栅极信号输出端连接，所述V相上桥臂M0S管的栅极与所述V相上桥 臂驱动电路的栅极信号输出端连接，所述W相上桥臂M0S管的栅极与所述W相上桥臂驱动 电路的栅极信号输出端连接。
3. 根据权利要求2所述的智能功率模块，其特征在于，所述下桥臂驱动电路包括U相 下桥臂驱动电路、V相下桥臂驱动电路及W相下桥臂驱动电路；所述U相下桥臂驱动电路、V 相下桥臂驱动电路及W相下桥臂驱动电路均包括门极信号输出端、漏极信号输出端及栅极 信号输出端，其中， 所述U相下桥臂IGBT管的门极与所述U相下桥臂驱动电路的门极信号输出端连接，所 述V相下桥臂IGBT管的门极与所述V相下桥臂驱动电路的门极信号输出端连接，所述W相 下桥臂IGBT管的门极与所述W相下桥臂驱动电路的门极信号输出端连接；所述U相下桥臂 MOS管的漏极与所述U相下桥臂驱动电路的漏极信号输出端连接，所述V相下桥臂MOS管的 漏极与所述V相下桥臂驱动电路的漏极信号输出端连接，所述W相下桥臂MOS管的漏极与 所述W相下桥臂驱动电路的漏极信号输出端连接；所述U相下桥臂MOS管的栅极与所述U 相下桥臂驱动电路的栅极信号输出端连接，所述V相下桥臂MOS管的栅极与所述V相下桥 臂驱动电路的栅极信号输出端连接，所述W相下桥臂MOS管的栅极与所述W相下桥臂驱动 电路的栅极信号输出端连接。
4. 根据权利要求3所述的智能功率模块，其特征在于，所述U相上桥臂驱动电路还包 括上桥臂控制信号输入端、U相高压区供电电源正端、U相高压区供电电源负端、双脉冲发 生电路、第一高压DMOS管、第二高压DMOS管、自举二极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、 第四电阻、第五电阻、第六电阻、第一二极管、第二二极管、第一电容、第二电容、第一非门单 元、第二非门单元、第三非门单元、第一施密特触发器、第二斯密特触发器、RS触发器、第一 非门、第二非门、第三非门、第四非门、第一光耦、第二光耦、第三光耦及第四光耦；其中， 双脉冲发生电路的输入端与上桥臂控制信号输入端连接，其第一输出端与第一高压 DMOS管的栅极连接，其第二输出端与第二高压DMOS管的栅极连接，其电源端与所述工作 电压输入端连接，其地端接地；第一高压DMOS管的衬底与源极相连并接地，其漏极经第一 电阻与高压区供电电源正端连接；第二高压DMOS管的衬底与源相连并接地，其漏极经第二 电阻与高压区供电电源正端连接；自举二极管的阳极与所述工作电压输入端连接，阴极与 高压区供电电源正端连接；第一非门单元的输入端与第一高压DMOS管的漏极连接，且与第 一二极管的阴极连接，第一非门单元的输出端经第一施密特触发器与第一非门的输入端连 接；第一非门的输出端与RS触发器的S端连接；第一二极管的阳极经第一电容与第一非门 单元的输出端连接；第二非门单元的输入端与第二高压DMOS管的漏极连接，且与第二二极 管的阴极连接，第二非门单元的输出端经第二施密特触发器与第二非门的输入端连接；第 二非门的输出端与RS触发器的R端连接；第二二极管的阳极经第二电容与第二非门单元的 输出端连接；第一二极管的阳极和第二二极管的阳极还与高压区供电电源负端连接；RS触 发器的输出端经第三非门单元与所述U相上桥臂驱动电路的门极信号输出端连接；第三电 阻的第一端与双脉冲发生电路的输入端连接，其第二端与第一光耦的发光二极管的阳极连 接；第四非门的输入端与第三电阻的第一端连接，其输出端经第四电阻与第二光耦的发光 二极管的阳极连接；第三非门的输入端与第三电阻的第一端连接，其输出端经第五电阻与 第三光耦的发光二极管的阳极连接；第六电阻的第一端与第三电阻的第一端连接，其第二 端与第四光耦的发光二极管的阳极连接；第一光耦的发光二极管的阴极、第二光耦的发光 二极管的阴极、第三光耦的发光二极管的阴极及第四光耦的发光二极管的阴极均接地；第 一光耦的三极管的集电极及第三光耦的三极管的集电极均与高压区供电电源负端连接；第 二光耦的三极管的集电极及第四光耦的三极管的集电极均与所述最高电压端连接；第一光 耦的三极管的发射极及第二光耦的三极管的发射极均与所述U相上桥臂驱动电路的漏极 信号输出端连接；第三光耦的三极管的发射极及第四光耦的三极管的发射极均与所述U相 上桥臂驱动电路的栅极信号输出端连接。
5. 根据权利要求4所述的智能功率模块，其特征在于，所述第一非门单元包括三个依 次串联的非门，所述第二非门单元包括三个依次串联的非门，所述第三非门单元包括两个 依次串联的非门。
6. 根据权利要求5所述的智能功率模块，其特征在于，所述U相下桥臂驱动电路还包括 下桥臂控制信号输入端、电平转换电路、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第三电 容、第四电容、第五非门、第六非门、第七非门、第八非门、第九非门、第十非门、第十一非门、 第十二非门、第五光耦、第六光耦、第七光耦及第八光耦；其中， 电平转换电路的输入端与下桥臂控制信号输入端连接，电平转换电路的输出端经相互 串联的第五非门、第六非门、第七非门、第八非门、第九非门及第十非门与所述U相下桥臂 驱动电路的门极信号输出端连接，电平转换电路的电源端与所述工作电压输入端连接，电 平转换电路的地端接地；第三电容的第一端连接于第七非门和第八非门之间，第三电容的 第二端接地；第四电容的第一端连接于第八非门和第九非门之间，第四电容的第二端接地； 第七电阻的第一端与电平转换电路的输入端连接，其第二端与第五光耦的发光二极管的阳 极连接；第十一非门的输入端与第七电阻的第一端连接，其输出端经第八电阻与第六光耦 的发光二极管的阳极连接；第十二非门的输入端与第七电阻的第一端连接，其输出端经第 九电阻与第七光耦的发光二极管的阳极连接；第十电阻的第一端与第七电阻的第一端连 接，其第二端与第八光耦的发光二极管的阳极连接；第五光耦的发光二极管的阴极、第六光 耦的发光二极管的阴极、第七光耦的发光二极管的阴极及第八光耦的发光二极管的阴极均 接地；第五光耦的三极管的集电极及第七光耦的三极管的集电极均接地；第六光耦的三极 管的集电极及第八光耦的三极管的集电极均与所述U相高压区供电电源负端连接；第五光 耦的三极管的发射极及第六光耦的三极管的发射极均与所述U相下桥臂驱动电路的漏极 信号输出端连接；第七光耦的三极管的发射极及第八光耦的三极管的发射极均与所述U相 下桥臂驱动电路的栅极信号输出端连接。
7. 根据权利要求6所述的智能功率模块，其特征在于，所述U相上桥臂MOS管、V相上 桥臂MOS管、W相上桥臂MOS管、U相下桥臂MOS管、V相下桥臂MOS管及W相下桥臂MOS管 均为NMOS管。
8. 根据权利要求7所述的智能功率模块，其特征在于，所述V相上桥臂驱动电路及所述 W相上桥臂驱动电路的电路结构均与所述U相上桥臂驱动电路的电路结构相同。
9. 根据权利要求8所述的智能功率模块，其特征在于，所述V相下桥臂驱动电路及所述 W相下桥臂驱动电路的电路结构均与所述U相下桥臂驱动电路的电路结构相同。
【文档编号】H02M1/44GK203911747SQ201420249878
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年5月15日 优先权日:2014年5月15日
【发明者】冯宇翔 申请人:美的集团股份有限公司