功率器件和电器的制作方法

本申请涉及电器技术领域，特别涉及一种功率器件和一种具有该功率器件的电器。

背景技术：

智能功率模块(intelligentpowermodule，ipm)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(功率器件)。智能功率模块把功率开关器件(如氮化镓(gan)器件或硅(si)器件)和高压集成电路(highvoltageintegratedcircuit，hvic)管集成在一起，并内藏有过电压、过电流和过热等故障检测电路。然而，gan器件和si器件的阈值电压不同，一般来说，gan器件的阈值电压低于si器件，如果驱动gan器件和si器件为同一款高压集成电路管，若保证si器件正常工作而使用较高电压给高压集成电路管供电，则会造成gan器件的栅极被击穿；如果为了保证gan器件不被击穿而使用较低电压给高压集成电路管供电，则会造成整个si智能功率模块的功耗提高，甚至造成si器件不能工作。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本申请提供了一种功率器件和电器。

本申请实施方式的功率器件包括控制输入端、上桥臂开关管和下桥臂开关管、上电阻组和下电阻组、第一驱动电路及第二驱动电路。所述第一驱动电路与控制输入端相连且通过上电阻组连接上桥臂开关管。所述第二驱动电路与控制输入端相连且通过下电阻组连接下桥臂开关管。所述控制输入端能够接入高电平或者低电平，当所述控制输入端接入所述高电平时，所述第一驱动电路及所述第二驱动电路输出第一电压范围的高低电平信号，当所述控制输入端接入所述低电平时，所述第一驱动电路及所述第二驱动电路输出第二电压范围的高低电平信号，所述第一电压范围与所述第二电压范围不同。

本申请实施方式的电器包括功率器件和处理器。所述处理器与所述功率器件连接。所述功率器件包括控制输入端、上桥臂开关管和下桥臂开关管、上电阻组和下电阻组、第一驱动电路及第二驱动电路。所述第一驱动电路与控制输入端相连且通过上电阻组连接上桥臂开关管。所述第二驱动电路与控制输入端相连且通过下电阻组连接下桥臂开关管。所述控制输入端能够接入高电平或者低电平，当所述控制输入端接入所述高电平时，所述第一驱动电路及所述第二驱动电路输出第一电压范围的高低电平信号，当所述控制输入端接入所述低电平时，所述第一驱动电路及所述第二驱动电路输出第二电压范围的高低电平信号，所述第一电压范围与所述第二电压范围不同。

本申请实施方式的功率器件和电器通过控制高压集成电路管的控制输入端接入高电平或者低电平，当控制输入端接入高电平时，第一驱动电路及第二驱动电路输出第一电压范围的高低电平信号以使gan器件完全导通状态且栅极不会被击穿；当控制输入端接入低电平时，第一驱动电路及第二驱动电路输出不同于第一电压范围的第二电压范围的高低电平信号以使si器件完全导通状态，从而提高了氮化镓智能功率模块和硅智能功率模块的适配性，使氮化镓智能功率模块和硅智能功率模块的性能得到发挥。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

附图说明

图1为本申请实施方式的功率器件的电路结构图；

图2为本申请实施方式的上桥臂开关管和下桥臂开关管的结构示意图；

图3为本申请另一实施方式的上桥臂开关管和下桥臂开关管的结构示意图；

图4为本申请另一实施方式的上桥臂开关管和下桥臂开关管的结构示意图；

图5为本申请又一实施方式的上桥臂开关管和下桥臂开关管的结构示意图；

图6为本申请再一实施方式的上桥臂开关管和下桥臂开关管的结构示意图；

图7为本申请实施方式的功率器件的模块示意图

图8为本申请实施方式的功率器件通过邦定线将控制输入端ss与电源连接的电路结构图；

图9为本申请实施方式的功率器件通过邦定线将控制输入端ss与电源连接的示意图；

图10为本申请实施方式的功率器件通过邦定线将控制输入端ss与地连接的电路结构图；

图11为本申请实施方式的功率器件通过邦定线将控制输入端ss与地连接的示意图；

图12为本申请实施方式的uh驱动电路的示意图；

图13为本申请实施方式的vh驱动电路的示意图；

图14为本申请实施方式的wh驱动电路的示意图；

图15为本申请实施方式的ul/vl/wl驱动电路的示意图；

图16为本申请实施方式的电器的模块示意图。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“顶”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本申请提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

请参阅图1，本申请实施方式的功率器件100包括控制输入端ss、上桥臂开关管127和下桥臂开关管128、上电阻组107和下电阻组108、第一驱动电路105及第二驱动电路106。第一驱动电路105与控制输入端ss相连且通过上电阻组107连接上桥臂开关127管。第二驱动电路128与控制输入端ss相连且通过下电阻组108连接下桥臂开关管128。控制输入端ss能够接入高电平或者低电平，当控制输入端ss接入高电平时，第一驱动电路105及第二驱动电路106输出第一电压范围的高低电平信号，当控制输入端ss接入低电平时，第一驱动电路105及第二驱动电路106输出第二电压范围的高低电平信号，第一电压范围与第二电压范围不同。

本申请实施方式的功率器件100通过控制高压集成电路(highvoltageintegratedcircuit，hvic)管111的控制输入端ss接入高电平或者低电平，当控制输入端ss接入高电平时，第一驱动电路105及第二驱动电路106输出第一电压范围的高低电平信号以使gan器件处于完全导通状态且栅极不会被击穿。当控制输入端ss接入低电平时，第一驱动电路105及第二驱动电路106输出不同于第一电压范围的第二电压范围的高低电平信号以使si器件处于完全导通状态，从而提高了氮化镓智能功率模块和硅智能功率模块的适配性，使氮化镓智能功率模块和硅智能功率模块的性能得到发挥。此外，功率器件100的供电电压为15v不变，外围电路不需要进行修改，hvic管111的功耗没有发生本质增加。由于同一款hvic管111驱动gan器件和驱动si器件，生产过程中不存在hvic管111的混料风险，便于物料组织，降低物料成本。

实际应用中，随着人们对系统能耗要求的不断提高，特别是在空调行业，智能功率模块的功耗成为变频空调的变频电控功耗主要来源，如何降低智能功率模块功耗成为了影响智能功率模块乃至变频空调进一步推广应用的重要因素。为此，本申请提出了一种具有高适应性的功率器件100，能够提高硅智能功率模块和氮化镓智能功率模块的适配性，使硅智能功率模块和氮化镓智能功率模块的性能得到发挥。

为了更好的理解下述技术方案，下面将参照附图更详细地描述本申请的示例性实施例。虽然附图中显示了本申请的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本申请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申请，并且能够将本申请的范围完整的传达给本领域的技术人员。

请参阅图1，本申请实施方式的功率器件包括控制输入端ss、上桥臂开关管127、下桥臂开关管128、上电阻组107、下电阻组108、第一驱动电路105及第二驱动电路106。

上桥臂开关管127包括第一上桥臂开关管121、第二上桥臂开关管122和第三上桥臂开关管123。下桥臂开关管128包括第一下桥臂开关管124、第二下桥臂开关管125和第三下桥臂开关管126。

上电阻组107包括第一上开关电阻、第二上开关电阻和第三上开关电阻。第一上开关电阻包括第一上开通电阻h-ron1和第一上关断电阻h-roff1。第二上开关电阻包括第二上开通电阻h-ron2和第二上关断电阻h-roff2。第三上开关电阻包括第三上开通电阻h-ron3和第三上关断电阻h-roff3。下电阻组108包括第一下开关电阻、第二下开关电阻和第三下开关电阻。第一下开关电阻包括第一下开通电阻l-ron1和第一下关断电阻l-roff1。第二下开关电阻包括第二下开通电阻l-ron2和第二下关断电阻l-roff2。第三下开关电阻包括第三下开通电阻l-ron3和第三下关断电阻l-roff3。

第一驱动电路105包括uh驱动电路101、vh驱动电路102和wh驱动电路103。第二驱动电路106包括ul/vl/wl驱动电路104。控制输入端ss均与uh驱动电路101、vh驱动电路102、wh驱动电路103和ul/vl/wl驱动电路104连接。本实施方式中，uh驱动电路101、vh驱动电路102、wh驱动电路103、和ul/vl/wl驱动电路104可为电器1000内的驱动电路，例如可以是空调的压缩机的三相的驱动电路，其中，uh驱动电路101与ul驱动电路104连接，vh驱动电路102与vl驱动电路104连接，wh驱动电路103与wl驱动电路104连接。

uh驱动电路101通过第一上开关电阻连接且驱动第一上桥臂开关管121，其中，第一上开关电阻中的第一上开通电阻h-ron1和第一上关断电阻h-roff1并联连接。vh驱动电路102通过第二上开关电阻连接且驱动第二上桥臂开关管122，其中，第二上开关电阻中的第二上开通电阻h-ron2和第二上关断电阻h-roff2并联连接。wh驱动电路103通过第三上开关电阻连接且驱动第三上桥臂开关管123，其中，第三上开关电阻中的第三上开通电阻h-ron3和第三上关断电阻h-roff3并联连接。

ul/vl/wl驱动电路104通过第一下开关电阻连接且驱动第一下桥臂开关管124，其中，第一下开关电阻中的第一下开通电阻l-ron1和第一下关断电阻l-roff1并联连接。ul/vl/wl驱动电路104通过第二下开关电阻连接且驱动第二下桥臂开关管125，其中，第二下开关电阻中的第二下开通电阻l-ron2和第二下关断电阻l-roff2并联连接。ul/vl/wl驱动电路104通过第三下开关电阻连接且驱动第三下桥臂开关管126，其中，第三下开关电阻中的第三下开通电阻l-ron3和第三下关断电阻l-roff3并联连接。

uh驱动电路101、vh驱动电路102、wh驱动电路103和ul/vl/wl驱动电路104集成在hvic管111内部，hvic管111的vcc端作为功率器件100的低压区供电电源的正端vdd，vdd端的供电电压为15v。hvic管111的控制输入端ss作为功率器件100的sss端。在hvic管111内部，vcc端与uh驱动电路101、vh驱动电路102、wh驱动电路103和ul/vl/wl驱动电路104的供电电源的正端相连。

hvic管111的hin1端作为功率器件100的u相上桥臂的输入端uhin，在hvic管111内部与uh驱动电路101的输入端相连。hvic管111的hin2端作为功率器件100的v相上桥臂的输入端vhin，在hvic管111内部与vh驱动电路102的输入端相连。hvic管111的hin3端作为功率器件100的w相上桥臂的输入端whin，在hvic管111内部与wh驱动电路103的输入端相连。hvic管111的lin1端作为功率器件100的u相下桥臂的输入端ulin，在hvic管111内部与ul/vl/wl驱动电路104的第一输入端相连。hvic管111的lin2端作为功率器件100的v相下桥臂的输入端vlin，在hvic管111内部与ul/vl/wl驱动电路104的第二输入端相连。hvic管111的lin3端作为功率器件100的w相下桥臂的输入端wlin，在hvic管111内部与ul/vl/wl驱动电路104的第三输入端相连。

功率器件100的u、v、w三相的六路输入端接收0v或5v的输入信号。hvic管111的gnd端作为功率器件100的低压区供电电源的负端com，并分别与uh驱动电路101、vh驱动电路102、wh驱动电路103、ul/vl/wl驱动电路104供电电源的负端相连。

hvic管111的vb1端在hvic管111内部与uh驱动电路101的高压区供电电源的正端相连，在hvic管111外部连接电容131的一端，并作为功率器件100的u相高压区供电电源的正端uvb。

hvic管111的p-ho1端和n-ho1端在hvic管111内部与uh驱动电路101的输出端相连，p-ho1端和n-ho1端在hvic管111外部分别与第一上开通电阻h-ron1和第一上关断电阻h-roff1相连，第一上开通电阻h-ron1和第一上关断电阻h-roff1均在另一端汇合从而与u相上桥臂开关管(第一上桥臂开关管121)的控制极相连。

hvic管111的vs1端在hvic管111内部与uh驱动电路101的高压区供电电源的负端相连，在hvic管111外部与u相上桥臂开关管(第一上桥臂开关管121)的输出负极、u相下桥臂开关管(第一下桥臂开关管124)的输出正极、电容131的另一端相连，并作为功率器件100的u相高压区供电电源的负端uvs。

hvic管111的vb2端在hvic管111内部与vh驱动电路102的高压区供电电源的正端相连，在hvic管111外部连接电容132的一端，并作为功率器件100的u相高压区供电电源的正端vvb。

hvic管111的p-ho2端和n-ho2端在hvic管111内部与vh驱动电路102的输出端相连，p-ho2端和n-ho2端在hvic管111外部分别与第二上开通电阻h-ron2和第二上关断电阻h-roff2相连，第二上开通电阻h-ron2和第二上关断电阻h-roff2均在另一端汇合从而与v相上桥臂开关管(第二上桥臂开关管122)的控制极相连。

hvic管111的vs2端在hvic管111内部与vh驱动电路102的高压区供电电源的负端相连，在hvic管111外部与v相上桥臂开关管(第二上桥臂开关管122)的输出负极、v相下桥臂开关管(第二下桥臂开关管125)的输出正极、电容132的另一端相连，并作为功率器件100的v相高压区供电电源的负端vvs。

hvic管111的vb3端在hvic管111内部与wh驱动电路103的高压区供电电源的正端相连，在hvic管111外部连接电容133的一端，作为功率器件100的w相高压区供电电源的正端wvb。

hvic管111的p-ho3端和n-ho3端在hvic管111内部与wh驱动电路103的输出端相连，p-ho3端和n-ho3端在hvic管111外部分别与第三上开通电阻h-ron3和第三上关断电阻h-roff3相连，第三上开通电阻h-ron3和第三上关断电阻h-roff3均在另一端汇合从而与w相上桥臂开关管(第三上桥臂开关管123)的控制极相连。

hvic管111的vs3端在hvic管111内部与wh驱动电路103的高压区供电电源的负端相连，在hvic管111外部与w相上桥臂开关管(第三上桥臂开关管123)的输出负极、w相下桥臂开关管(第三下桥臂开关管126)的输出正极、电容133的另一端相连，并作为功率器件100的w相高压区供电电源的负端wvs。

hvic管111的p-lo1端和n-lo1端分别与第一下开通电阻l-ron1和第一下关断电阻l-roff1相连，第一下开通电阻l-ron1和第一下关断电阻l-roff1均在另一端汇合从而与u相下桥臂开关管(第一下桥臂开关管124)的控制极相连。

hvic管111的p-lo2端和n-lo2端分别与第二下开通电阻l-ron2和第二下关断电阻l-roff2相连，第二下开通电阻l-ron2和第二下关断电阻l-roff2均在另一端汇合从而与v相下桥臂开关管(第二下桥臂开关管125)的控制极相连。

hvic管111的p-lo3端和n-lo3端分别与第三下开通电阻l-ron3和第三下关断电阻l-roff3相连，第三下开通电阻l-ron3和第三下关断电阻l-roff3均在另一端汇合从而与w相下桥臂开关管(第三下桥臂开关管126)的控制极相连。

u相下桥臂开关管(第一下桥臂开关管124)的输出负极作为功率器件100的u相低电压的参考端un。v相下桥臂开关管(第二下桥臂开关管125)的输出负极作为功率器件100的v相低电压的参考端vn。w相下桥臂开关管(第三下桥臂开关管126)的输出负极作为功率器件100的w相低电压的参考端wn。

u相上桥臂开关管(第一上桥臂开关管121)的输出正极、v相上桥臂开关管(第二上桥臂开关管122)的输出正极、w相上桥臂开关管(第三上桥臂开关管123)的输出正极相连，并作为功率器件100的高电压输入端p，p端一般接300v。

在本申请的实施例中，上桥臂开关管(第一上桥臂开关管121、第二上桥臂开关管122和第三上桥臂开关管123)和下桥臂开关管(第一下桥臂开关管124、第二下桥臂开关管125和第三下桥臂开关管126)可以是igbt管(si器件)和frd管并联的组合，也可以是igbt管和肖特基二极管(schottkybarrierdiode，gansbd)的组合，也可以是金属-氧化物-半导体(metaloxidesemiconductor，ganmos)(gan器件)，也可以是ganmos管和快恢复二极管(fastrecoverydiode，frd)的组合，也可以是ganmos管和gansbd管的组合，具体可根据实际需要进行选择，这里不做具体限制。

在控制输入端ss为高电平时，p-ho1、n-ho1、p-ho2、n-ho2、p-ho3、n-ho3、p-lo1、n-lo1、p-lo2、n-lo2、p-lo3和n-lo3输出0-3v的高低电平信号，也即是说，当控制输入端ss为高电平时，uh驱动电路101、vh驱动电路102、wh驱动电路103和ul/vl/wl驱动电路104输出第一电压范围的高低电平信号，其中，第一电压范围为0v-3v。

在控制输入端ss为低电平时，p-ho1、n-ho1、p-ho2、n-ho2、p-ho3、n-ho3、p-lo1、n-lo1、p-lo2、n-lo2、p-lo3和n-lo3输出0-15v的高低电平信号，也即是说，当控制输入端ss为低电平时，uh驱动电路101、vh驱动电路102、wh驱动电路103和ul/vl/wl驱动电路104输出第二电压范围的高低电平信号，其中，第二电压范围为0v-15v。

根据本申请的一个实施例，当上桥臂开关管(第一上桥臂开关管121、第二上桥臂开关管122和第三上桥臂开关管123)和下桥臂开关管(第一下桥臂开关管124、第二下桥臂开关管125和第三下桥臂开关管126)均包含gan器件时，即上桥臂开关管和下桥臂开关管均为图2中ganmos的方式，或图3中ganmos和sifrd的组合方式，或图4中ganmos和gansbd的组合方式时，将控制输入端ss设置为高电平。当上桥臂开关管(第一上桥臂开关管121、第二上桥臂开关管122和第三上桥臂开关管123)和下桥臂开关管(第一下桥臂开关管124、第二下桥臂开关管125和第三下桥臂开关管126)均包含si器件时，即上桥臂开关管和下桥臂开关管均为图5中siigbt和sifrd的组合方式，或图6中siigbt和gansbd的组合方式时，将控制输入端ss设置为低电平。

其中，请结合参阅图1和图7，功率器件100还包括控制器130，当控制输入端ss设置为高电平时，也可以通过控制器130将控制输入端ss接入高电平，同理，当控制输入端ss设置为低电平时，可以通过控制器130将控制输入端ss接入低电平。可以理解，控制器130可以是包括用于输出高电平和低电平的数字电路，也可以包括触发器等，但不限于此。控制器130可安装在hvic管111的内部，例如安装在控制输入端ss与sss端之间或其它地方。控制器130还可安装在hvic管111的外部，例如安装在靠近控制输入端ss的地方或其它地方。或者控制器130安装在电器1000(见图16)的微处理器上。

在另一个例子中，请结合参阅图8至图11，功率器件100还包括第一连接部116和第二连接部117，第一连接部116用于连接vcc端与vdd端，第二连接部117用于连接gnd端与com端。当控制输入端ss设置为高电平时，也可以通过邦定线将控制输入端ss与vcc端连接(如图8和图9所示)。同理，当控制输入端ss设置为低电平时，可以通过邦定线(bondingwire)将控制输入端ss与gnd端连接(如图10和图11所示)。

本申请实施方式的功率器件100通过控制hvic管111的控制输入端ss接入高电平或者低电平，当控制输入端ss接入高电平时，第一驱动电路105及第二驱动电路106输出第一电压范围(0v-3v)的高低电平信号以使gan器件处于完全导通状态。当控制输入端ss接入低电平时，第一驱动电路105及第二驱动电路106输出第二电压范围(0v-15v)的高低电平信号以使si器件处于完全导通状态且栅极不会被击穿。如此，能够提高氮化镓智能功率模块和硅智能功率模块的适配性，使氮化镓智能功率模块和硅智能功率模块的性能得到发挥，并且，功率器件100的供电电压为15v保持不变，外围电路不需要进行修改，hvic管111的功耗没有发生本质增加。由于采用同一款hvic管111驱动gan器件和驱动si器件，生产过程中不存在hvic管111的混料风险，便于物料组织，降低物料成本。此外，本申请通过采用开通电阻(第一上开通电阻h-ron1、第二上开通电阻h-ron2、第三上开通电阻h-ron3、第一下开通电阻l-ron1、第二下开通电阻l-ron2和第三下开通电阻l-ron3)和关断电阻(第一上关断电阻h-roff1、第二上关断电阻h-roff2、第三上关断电阻h-roff3、第一下关断电阻l-roff1、第二下关断电阻l-roff2和第三下关断电阻l-roff3)，使得驱动电路(uh驱动电路101、vh驱动电路102、wh驱动电路103和ul/vl/wl驱动电路104)的输出能够独立的开通和关断桥臂开关管(上桥臂开关管127和下桥臂开关管128)，保证gan器件和si器件可靠的开通和关断，尤其对于阈值电压较低的gan器件更为重要。

本申请的实施方式中，上桥臂开关管(第一上桥臂开关管121、第二上桥臂开关管122和第三上桥臂开关管123)和下桥臂开关管(第一下桥臂开关管124、第二下桥臂开关管125和第三下桥臂开关管126)的结构相同，故以u相上桥臂开关管(第一上桥臂开关管121)为例进行说明，u相上桥臂开关管(第一上桥臂开关管121)的结构可以是以下的五种形式。

请参阅图2，u相上桥臂开关管(第一上桥臂开关管121)可以是ganmos的方式。其中，ganmos管1211的漏极作为u相上桥臂开关管(第一上桥臂开关管121)的输出正极。ganmos管1211的源极作为u相上桥臂开关管(第一上桥臂开关管121)的输出负极。ganmos管1211的栅极作为u相上桥臂开关管(第一上桥臂开关管121)的控制极。

请参阅图3，u相上桥臂开关管(第一上桥臂开关管121)可以是ganmos和sifrd的组合方式。其中，ganmos管1211的漏极与sifrd管1212的阴极相连，并作为u相上桥臂开关管(第一上桥臂开关管121)的输出正极。ganmos管1211的源极与sifrd管1212的阳极相连，并作为u相上桥臂开关管(第一上桥臂开关管121)的输出负极。ganmos管1211的栅极作为u相上桥臂开关管(第一上桥臂开关管121)的控制极。

请参阅图4，u相上桥臂开关管(第一上桥臂开关管121)可以是ganmos和gansbd的组合方式。其中，ganmos管1211的漏极与gansbd管1212的阴极相连，并作为u相上桥臂开关管(第一上桥臂开关管121)的输出正极。ganmos管1211的源极与gansbd管1212的阳极相连，并作为u相上桥臂开关管(第一上桥臂开关管121)的输出负极。siigbt管1211的栅极作为u相上桥臂开关管(第一上桥臂开关管121)的控制极。

请参阅图5，u相上桥臂开关管(第一上桥臂开关管121)可以是siigbt和sifrd的组合方式。其中，siigbt管1211的集电极与sifrd管1212的阴极相连，并作为u相上桥臂开关管(第一上桥臂开关管121)的输出正极。siigbt管1211的发射极与sifrd管1212的阳极相连，并作为u相上桥臂开关管(第一上桥臂开关管121)的输出负极。siigbt管1211的栅极作为u相上桥臂开关管(第一上桥臂开关管121)的控制极。

请参阅图6，u相上桥臂开关管(第一上桥臂开关管121)可以是siigbt和gansbd的组合方式。其中，siigbt管1211的集电极与gansbd管1212的阴极相连，并作为u相上桥臂开关管(第一上桥臂开关管121)的输出正极。siigbt管1211的发射极与gansbd管1212的阳极相连，并作为u相上桥臂开关管(第一上桥臂开关管121)的输出负极。siigbt管1211的栅极作为u相上桥臂开关管(第一上桥臂开关管121)的控制极。

可以理解，第二上桥臂开关管122、第三上桥臂开关管123、第一下桥臂开关管124、第二下桥臂开关管125和第三下桥臂开关管126的结构参照第一上桥臂开关管121的结构，均可为ganmos的方式、ganmos和sifrd的组合方式、ganmos和gansbd的组合方式、siigbt和sifrd的组合方式、及siigbt和gansbd的组合方式这5种方式中的任意一种，具体结构同第一上桥臂开关管121，在此不再赘述。

在本实施方式中，uh驱动电路101、vh驱动电路102和wh驱动电路103的结构完全相同，故以uh驱动电路101为例进行说明。

请参阅图12，在uh驱动电路101内部，uh驱动电路101包括第一输入子电路1011、第一开关管1012、第二开关管1013、第三开关管1014和第一电压输出子电路1019。第一输入子电路1011包括第一输出端、第二输出端和第三输出端，第一输出端与第一开关管1012相连，第二输出端与第二开关管1013相连，第三输出端与第三开关管1014相连。

第一电压输出子电路1019包括锁存及降压模块1016、第一切换模块1018、锁存模块1015和第一输出子电路1017。锁存及降压模块1016与第一开关管1012和第二开关管1013相连。第一切换模块1018分别与锁存及降压模块1016和电源相连，锁存模块1015与第三开关管1014相连。

锁存及降压模块1016的第一输入端与第一开关管1012的漏极相连，锁存及降压模块1016的第二输入端与第二开关管1013的漏极相连，锁存及降压模块1016的第一输出端与第一切换模块(例如模拟开关)1018的1选择端相连，锁存及降压模块1016的第二输出端与第一输出子电路1017的输入端相连。

锁存模块1015的输入端连接第三开关管1014的漏极，锁存模块1015的输出端与第一切换模块1018的控制端相连。在锁存模块1015输入端信号出现低电平时，锁存模块1015的输出端输出高电平，否则锁存模块1015的输出端输出低电平。第一切换模块1018的固定端与第一输出子电路1017的供电电源正端相连。

当控制输入端ss为高电平时，第一输入子电路1011的第一输出端、第二输出端和第三输出端输出触发脉冲，第一开关管1012、第二开关管1013和第三开关管1014均导通，第一电压输出子电路1019输出第一电压范围(0v-3v)的高低电平信号，也即是说，锁存模块1015能够控制第一切换模块1018动作以将锁存及降压模块1016的输出电压作为第一电压输出子电路1019的输出电压。

控制输入端ss与第一输入子电路1011相连。其中，当控制输入端ss为低电平时，第一输入子电路1011的第一输出端和第二输出端输出触发脉冲，第一开关管1012和第二开关管1013导通，第三开关管1014未导通，第一电压输出子电路1019输出第二电压范围(0v-15v)的高低电平信号，也即是说，锁存模块1015能够控制第一切换模块1018动作以将电源作为第一电压输出子电路1019的输出电压。

vcc端与第一输入子电路1011的供电电源的正端相连，hin1端与第一输入子电路1011的输入端相连，控制输入端ss与第一输入子电路1011的控制端相连，第一输入子电路1011的第一输出端与第一开关管(例如高压dmos管)1012的栅极相连，第一输入子电路1011的第二输出端与第二开关管(例如高压dmos管)1013的栅极相连，第一输入子电路1011的第三输出端与第三开关管(例如高压dmos管)1014的栅极相连。

gnd端均与第一输入子电路1011的供电电源的负端、第一开关管1012的衬底和源极、第二开关管1013的衬底和源极、第三开关管1014的衬底和源极相连。

vb1与锁存模块1015的供电电源正端、锁存与降压电路1016的供电电源正端、第一切换模块1018的0选择端相连。vs1端均与锁存模块1015的供电电源负端、锁存与降压电路1016的供电电源负端、第一输出子电路1017的供电电源负端相连，p-ho1和n-ho1与第一输出子电路1017的输出端相连。

第一输入子电路1011的作用是：在第一输入子电路1011输入端信号的上升沿时，第一输入子电路1011的第一输出端输出一个脉冲宽度为300ns左右的脉冲信号。在第一输入子电路1011输入端信号的下降沿时，第一输入子电路1011的第二输出端输出一个脉冲宽度为300ns左右的脉冲信号。在第一输入子电路1011的控制输入端ss为高电平时，在第一输入子电路1011的第三输出端输出一个脉冲宽度为300ns左右的脉冲信号。

锁存电路1015的作用是：当锁存电路1015输入端信号出现低电平时，锁存电路1015的输出端输出高电平，否则锁存电路1015的输出端输出低电平。

锁存及降压模块1016的作用是：在锁存及降压模块1016的第一输入端出现低电平时，锁存及降压模块1016的第二输出端输出持续高电平。在锁存及降压模块1016的第二输入端出现低电平时，在锁存及降压模块1016的第二输出端输出持续低电平。也就是说，将hin1的信号在第一输入子电路1011的两个输出端分解出的两个脉冲信号重新整合成完整的信号，并且锁存及降压模块1016内部有降压电路，在锁存及降压模块1016的第二输出端输出对vs1为3v的电压。

第一输出子电路1017的作用是：第一输出子电路1017能够输出一个高电平时电压值与其供电电源正端一致的信号，或者第一输出子电路1017能够输出一个低电平时电压值与其供电电源的负端一致的且相位与hin1端一致的信号。

如此，使用300ns的窄脉冲信号控制第一开关管1012、第二开关管1013和第三开关管1014，从而能够通过缩短第一开关管1012、第二开关管1013和第三开关管1014的导通时间而降低其功耗。

hin1端的信号经过第一输入子电路1011后，分别在信号的上升沿和下降沿在第一输入子电路1011的第一输出端和第二输出端输出一个300ns的窄脉冲，该窄脉冲分别控制第一开关管1012和第二开关管1013导通300ns，使锁存及降压模块1016的第一输入端和第二输入端分别产生300ns的低电平，锁存及降压模块1016内部具有rs触发器等装置，使两个低电平信号被重新组合成完整的与hin1同相的信号。当上桥臂开关管(第一上桥臂开关管121、第二上桥臂开关管122和第三上桥臂开关管123)和下桥臂开关管(第一下桥臂开关管124、第二下桥臂开关管125和第三下桥臂开关管126)中存在ganmos管时，即上桥臂开关管和下桥臂开关管均为图2中ganmos的方式，或图3中ganmos和sifrd的组合方式，或图4中ganmos和gansbd的组合方式，且控制输入端ss为高电平时，第一输入子电路1011的第三输出端出现高电平脉冲，第三开关管1014出现300ns的导通，锁存模块1015的输入端出现300ns低电平，则锁存模块1015的输出端输出高电平，第一输出子电路1017的供电电源的正端切换至与第一切换模块1018的1选择端相连，即与锁存及降压模块1016的第一输出端相连，则第一输出子电路1017的p-ho1端和n-ho1端分别输出0v和3v的高低电平信号。

当上桥臂开关管(第一上桥臂开关管121、第二上桥臂开关管122和第三上桥臂开关管123)和下桥臂开关管(第一下桥臂开关管124、第二下桥臂开关管125和第三下桥臂开关管126)中不存在ganmos管时，即上桥臂开关管和下桥臂开关管均为图5中siigbt和sifrd的组合方式，或图6中siigbt和gansbd的组合方式，且控制输入端ss为低电平时，第一输入子电路1011的第三输出端不会出现高电平脉冲，第三开关管1014不会导通，锁存模块1015的输入端不会出现低电平，则锁存模块1015的输出端保持低电平，第一输出子电路1017的供电电源正端保持与第一切换模块1018的0选择端相连，也保持与vb1相连，则第一输出子电路1017输出0v-15v的高低电平信号。

请参阅图13和图14，vh驱动电路102和wh驱动电路103的结构与uh驱动电路101的结构相同，在此不再赘述。

请参阅图15，在ul/vl/wl驱动电路104内部，ul/vl/wl驱动电路104包括第二输入子电路1041、第二电压输出子电路1049和降压子电路1048。

第二电压输出子电路1049与第二输入子电路1041和降压子电路1048相连。第二输入子电路1041包括第一输出端、第二输出端、第三输出端和第四输出端。第二输入子电路1041的作用是：第二输入子电路1041的第一输出端输出与第二输入子电路1041的第一输入端同相的信号，第二输入子电路1041的第二输出端输出与第二输入子电路1041的第二输入端同相的信号，第二输入子电路1041的第三输出端输出与第二输入子电路1041的第三输入端同相的信号。当第二输入子电路1041的ss端为高电平时，在第二输入子电路1041的第四输出端输出高电平，当第二输入子电路1041的ss端为低电平时，在第二输入子电路1041的第四输出端输出低电平。

第二电压输出子电路1049包括ul输出模块1042、vl输出模块1043、wl输出模块1044、第二切换模块1045、第三切换模块1046和第四切换模块1047。ul输出模块1042连接第二切换模块1045与第二输入子电路1041的第一输出端。vl输出模块1043连接第三切换模块1046与第二输入子电路1041的第二输出端。wl输出模块1044连接第四切换模块1047与第二输入子电路1041的第三输出端相连。第二切换模块1045的控制端、第三切换模块1046的控制端、第四切换模块1047的控制端均与第二输入子电路1041的第四输出端相连。

降压子电路1048的输出端分别连接第二切换模块1045的1选择端、第三切换模块1046的1选择端、及第四切换模块1047的1选择端，p-lo1和n-lo1分别与ul输出模块1042的pmos和nmos的发射极相连、p-lo2和n-lo2分别与vl输出模块1043的pmos和nmos的发射极相连、p-lo3和n-lo3分别与wl输出模块1043的pmos和nmos的发射极相连。

降压子电路1048能够将电源电压(15v)降压至第一电压范围(0v-3v)，也即是说，第二切换模块1045、第三切换模块1046和第四切换模块1047根据第二输入子电路1041的第四输出端选择电源电压或降压子电路1048的输出电压作为第二电压输出子电路的输出电压。降压子电路1048能够在降压子电路1048的输出端输出对gnd为3v的电压。ul输出模块1042能够输出一个高电平时电压值与其供电电源的正端一致、低电平时电压值与其供电电源负端一致的，相位与lin1一致的信号。vl输出模块1043能够出一个高电平时电压值与其供电电源正端一致、低电平时电压值与其供电电源负端一致的，相位与lin2一致的信号。wl输出模块1044能够输出一个高电平时电压值与其供电电源正端一致、低电平时电压值与其供电电源负端一致的，相位与lin3一致的信号。

其中，vcc端与第二输入子电路1041的供电电源的正端、降压子电路1048的供电电源的正端、第二切换开关(例如模拟开关)1045的0选择端、第三切换开关(例如模拟开关)1046的0选择端、及第四切换开关(例如模拟开关)1047的0选择端相连，lin1端与第二输入子电路1041的第一输入端相连，lin2端与第二输入子电路1041的第二输入端相连，lin3端与第二输入子电路1041的第三输入端相连，控制输入端ss与第二输入子电路1041的控制端相连。第二输入子电路1041的第一输出端与ul输出模块1042的输入端相连，第二输入子电路1041的第二输出端与vl输出模块1043的输入端相连，第二输入子电路1041的第三输出端与vl输出模块1043的输入端相连。

gnd与第二输入子电路1041的供电电源的负端、降压子电路1048的供电电源的负端、ul输出模块1042的供电电源的负端、vl输出模块1043的供电电源的负端、wl输出模块1044的供电电源的负端相连。

ul/vl/wl驱动电路104的工作原理如下：lin1端、lin2端、lin3端的信号经过第二输入子电路1041后，分别在第二输入子电路1041的第一输出端、第二输出端、第三输出端输出相位分别与lin1端、lin2端、lin3端相同，信号经过整形的方波。

当控制输入端ss为高电平时，第二输入子电路1041的第一输出端、第二输出端、第三输出端及第四输出端输出触发脉冲均输出高电平，第二电压输出子电路1049输出第一电压范围(0v-3v)的高低电平信号。当控制输入端ss为低电平时，第二输入子电路1041的第一输出端、第二输出端及第三输出端输出触发脉冲均输出高电平，第二输入子电路1041的第四端输出低电平，第二电压输出子电路1049输出第二电压范围(0v-15v)的高低电平信号。

具体地，当上桥臂开关管(第一上桥臂开关管121、第二上桥臂开关管122和第三上桥臂开关管123)和下桥臂开关管(第一下桥臂开关管124、第二下桥臂开关管125和第三下桥臂开关管126)中均存在ganmos管时，即上桥臂开关管和下桥臂开关管均为图2中ganmos的方式，或图3中ganmos和sifrd的组合方式，或图4中ganmos和gansbd的组合方式，且控制输入端ss为高电平时，第二输入子电路1041的第四输出端输出高电平，第二切换模块1045的固定端与第二切换模块1045的1选择端相连、第三切换模块1046的固定端与第三切换模块1046的1选择端相连、第四切换模块1047的固定端与第四切换模块1047的1选择端相连，使p-lo1和n-lo1输出0v和3v的与ul输出模块1042的输入端同相的信号、使p-lo2和n-lo2输出0v和3v的与vl输出模块1043的输入端同相的信号、使p-lo3和n-lo3输出0v和3v的与wl输出模块1044的输入端同相的信号。

而当上桥臂开关管(第一上桥臂开关管121、第二上桥臂开关管122和第三上桥臂开关管123)和下桥臂开关管(第一下桥臂开关管124、第二下桥臂开关管125和第三下桥臂开关管126)均不存在ganmos管时，即上桥臂开关管和下桥臂开关管均为图5中siigbt和sifrd的组合方式，或图6中siigbt和gansbd的组合方式，且控制输入端ss为低电平时，第二输入子电路1041的第四输出端输出低电平，第二切换模块1045的固定端与第二切换模块1045的0选择端相连、第三切换模块1046的固定端与第三切换模块1046的0选择端相连、第四切换模块1047的固定端与第四切换模块1047的0选择端相连，使p-lo1和n-lo1输出0v和15v的与ul输出模块1042的输入端同相的信号，使p-lo2和n-lo2输出0v和15v的与vl输出模块1043的输入端同相的信号、使p-lo3和n-lo3输出0v和15v的与wl输出模块1044的输入端同相的信号。

请参阅图1和图16，本申请的实施方式还提出了一种电器1000，电器1000包括上述的功率器件100和处理器200。处理器200连接功率器件100。电器1000可以为空调(包括家用空调、商用空调)、洗衣机、冰箱或电磁炉等，并且其中的功率器件100可以实现前述部分中描述的功能。

本申请实施方式的电器1000通过控制hvic管111的控制输入端ss接入高电平或者低电平，当控制输入端ss接入高电平时，第一驱动电路105及第二驱动电路106输出第一电压范围的高低电平信号以使gan器件处于完全导通状态且栅极不会被击穿。当控制输入端ss接入低电平时，第一驱动电路105及第二驱动电路106输出不同于第一电压范围的第二电压范围的高低电平信号以使si器件处于完全导通状态，从而提高了氮化镓智能功率模块和硅智能功率模块的适配性，使氮化镓智能功率模块和硅智能功率模块的性能得到发挥。此外，功率器件100的供电电压为15v不变，外围电路不需要进行修改，hvic管111的功耗没有发生本质增加。由于同一款hvic管111驱动gan器件和驱动si器件，生产过程中不存在hvic管111的混料风险，便于物料组织，降低物料成本。

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申请的精神和范围。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，则本申请也意图为这些改动和变型在内。