静电保护装置、智能功率模块和变频家电的制作方法_2

文档序号:8446882阅读:来源:国知局
管对应的接地端,检测对应于所述任一IGBT管的接地电压;电压比较电路,连接 至所述第一端和所述第二端,在所述供电电压与所述接地电压的电压差值大于或等于预设 电压值时,判定所述电源供电状况为正常供电,在所述电压差值小于所述预设电压值时,判 定所述电源供电状况为停止供电。
[0038] 在该技术方案中,通过对任一IGBT管对应的供电端和接地端进行电压比较,能够 快速判断出当前的电源供电情况。其中,每个IGBT管对应的供电端和接地端可能是不同 的,比如:对于上桥的IGBT管,由于处于高压区,使得其接地端并不是0V(而可能是相对于 低压区的"高压"),而供电端则是相对于该"低压"侧接地端的"高压"侦h对于下桥的IGBT 管,由于处于低压区,使得其接地端理论上为0V,而供电端则是相对于该"低压"侧接地端的 "高压"侧,尽管该"高压"侧可能低于上桥IGBT管的接地端电压。
[0039] 具体地,比如当所述任一IGBT管为任一相的上桥臂时,所述任一IGBT管对应的供 电端为所述任一相的高压区域的供电电源正端,所述任一IGBT管对应的接地端为所述任 一相的高压区域的供电电源负端。
[0040] 而当所述任一IGBT管为所述任一相的下桥臂时,所述任一IGBT管对应的供电端 为所述智能功率模块的低压区域的供电电源正端(比如驱动芯片的电源输入端),所述任一 IGBT管对应的接地端为所述智能功率模块的低压区域的供电电源负端(比如驱动芯片的接 地端)。
[00川当然,对于电源供电状态的检测,显然也可W采用其他更多的方式,比如检测驱动 芯片的工作状态、检测驱动芯片的供电电源的电压大小等,都可W实现上述的电源供电状 态的准确获取。
[0042] 作为一种较为具体的实施方式,所述连接控制模块包括;开关器件,所述开关器件 的控制端连接至所述状态判断模块、受控端连接在所述任一IGBT管的栅极和所述驱动芯 片上对应的输出端之间;其中,所述控制端在所述电源供电状况为正常供电时,控制所述受 控端导通,W及所述控制端在所述电源供电状况为停止供电时,控制所述受控端断开。
[0043] 在该技术方案中,控制端根据智能功率模块的电源供电状况,实现对受控端的连 接状况的控制,使得在智能功率模块的电源正常供电时,保持受控端导通,W确保IGBT管 的正常工作;而在智能功率模块的电源停止供电时,控制受控端断开,W确保IGBT管不会 受到静电冲击而被破坏,提升智能功率模块的工作安全性。
[0044] 根据本发明的另一个实施例,优选地,智能功率模块还包括;电平采样模块,连接 至所述任一IGBT管在所述驱动芯片上对应的输出端或所述驱动芯片上对应于所述输出端 的输入端,用于采样对应于所述任一IGBT管的驱动信号的逻辑电平状态;其中,所述连接 控制模块还连接至所述电平采样模块,并在所述逻辑电平状态为高电平且所述电源供电状 况为正常供电的情况下,恢复所述任一IGBT管的栅极与所述驱动芯片上对应的输出端的 连接。
[0045] 在该技术方案中,在智能功率模块正常供电的情况下,进一步对所述任一IGBT管 对应的驱动控制信号的逻辑电平状态进行采样,使得仅在该电平状态为高电平时,即智能 功率模块真正进入工作状态之后,才允许接通所述任一IGBT管的栅极,避免电路中残留的 静电电荷对IGBT管造成影响,从而有助于进一步提高智能功率模块的使用安全性。
[0046] 作为一种较为优选的实施例,所述连接控制模块包括;触发器,所述触发器包括: 复位端,连接至所述状态判断模块,用于获取所述电源供电状况;置位端,连接至所述电平 采样模块,用于获取对应于所述任一IGBT管的驱动信号的逻辑电平状态;输出端,在所述 逻辑电平状态为高电平且所述电源供电状况为正常供电的情况下,输出恢复信号,否则输 出断开信号;开关器件,所述开关器件的控制端连接至所述触发器的输出端、受控端连接在 所述任一IGBT管的栅极和所述驱动芯片上对应的输出端之间;其中,所述控制端根据所述 恢复信号控制所述受控端导通,或根据所述断开信号控制所述受控端断开。
[0047] 在该技术方案中,通过对触发器的使用,能够确保兼顾智能功率模块的电源供电 状况与所述任一IGBT管的驱动信号的逻辑电平状态,从而确保对所述任一IGBT管的栅极 连接状态进行准确控制。
[0048] 同时,控制端也可W根据触发器的输出端的信号输出情况,实现对受控端的连接 状况的控制,使得在智能功率模块的电源正常供电且处于工作状态时,保持受控端导通,W 确保IGBT管的正常工作;而在智能功率模块的电源停止供电,或电源正常供电但未处于工 作状态时,控制受控端断开,W确保IGBT管不会受到静电冲击而被破坏,提升智能功率模 块的工作安全性。
[0049] 作为一种较为优选的实施方式,所述开关器件包括;开关管,所述开关管的驱动端 为所述控制端,所述开关管的输出端和输入端为所述受控端;其中,所述恢复信号为高电平 信号,用于控制所述开关管的输出端和输入端之间导通;所述断开信号为低电平信号,用于 控制所述开关管的输出端和输入端之间截止。
[0050] 当然,对于开关器件的选择方式有很多,即本领域技术人员能够根据自身的实际 需求,实现对开关器件的选择。比如作为另一种较为具体的实施方式,所述开关器件还可W 包括:
[0051] 光禪合器,所述光禪合器的发光件为所述控制端、受光件为所述受控端;其中,所 述发光件在接收到所述恢复信号时发光,W控制所述受光件导通;W及在接收到所述断开 信号时不发光,W控制所述受光件断开。
[0052] 根据本发明第二方面的实施例,提出了一种智能功率模块,包括至少一个上述任 一技术方案中所述的静电保护装置。
[0053] 根据本发明第H方面的实施例,提出了一种变频家电,包括上述的智能功率模块, 比如变频空调、变频冰箱、变频洗衣机等。
[0054] 通过W上技术方案,可W在智能功率模块掉电的情况下,避免接地端的高压静电 造成对IGBT管的破坏,确保智能功率模块的使用安全性,延长其使用寿命。
[0055] 本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变 得明显,或通过本发明的实践了解到。
【附图说明】
[0056] 本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变 得明显和容易理解,其中:
[0057]图1示出了相关技术中的智能功率模块的结构示意图;
[005引图2A示出了根据本发明的一个实施例的用于上桥臂的IGBT管的静电保护装置的 电路结构示意图;
[0059] 图2B示出了根据本发明的一个实施例的用于下桥臂的IGBT管的静电保护装置的 电路结构示意图;
[0060] 图3示出了根据本发明的一个实施例的静电保护装置的器件连接结构示意图;
[0061] 图4示出了根据本发明的另一个实施例的用于下桥臂的IGBT管的静电保护装置 的电路结构示意图;
[0062] 图5示出了根据本发明的另一个实施例的静电保护装置的器件连接结构示意图;
[0063] 图6示出了根据本发明的一个实施例的静电保护装置的整体器件连接结构示意 图;
[0064] 图7示出了根据本发明的另一个实施例的静电保护装置的整体器件连接结构示 意图;
[0065] 图8示出了根据本发明的一个实施例的包含静电保护装置的智能功率模块的结 构示意图。
【具体实施方式】
[0066] 为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点,下面结合附图和具体实 施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请的实施 例及实施例中的特征可W相互组合。
[0067] 在下面的描述中阐述了很多具体细节W便于充分理解本发明,但是,本发明还可 W采用其他不同于在此描述的其他方式来实施,因此,本发明的保护范围并不限于下面公 开的具体实施例的限制。
[006引基于本发明的目的,即对于智能功率模块中的IGBT管的静电保护,本发明提出了 一种静电保护装置,能够对所述任一IGBT管进行静电保护。
[0069] 基于图1所示的智能功率模块100的具体结构可知,对于每相线路而言,都包含对 应于高压区的上桥臂IGBT管和对应于低压区的下桥臂IGBT管,比如对于U相线路,则IGBT 管121为上桥臂、IGBT管124为下桥臂。为了便于说明,下面分别针对上桥臂和下桥臂的 IGBT管,对静电保护装置的具体连接关系进行详细说明。
[0070] 实施例一
[0071] 图2A示出了根据本发明的一个实施例的用于上桥臂的IGBT管的静电保护装置的 电路结构示意图。
[0072] 如图2A所示,静电保护装置包括;状态判断模块202,连接至智能功率模块,用 于判断所述智能功率模块的电源供电状况;连接控制模块204,连接至所述状态判断模块 202,用于在所述状态判断模块202判定所述电源供电状况为停止供电的情况下,断开所述 智能功率模块中的任一IGBT管的栅极与所述智能功率模块中的驱动芯片上对应的输出端 的连接,W及在所述状态判断模块202判定所述电源供电状况为正常供电的情况下,恢复 所述任一IGBT管的栅极与所述驱动芯片上对应的输出端的连接。
[0073] 为了便于说明,在图2A所示的技术方案中,连接控制模块204所连接的是U相线 路中的上桥臂IGBT管(即图1所示的IGBT121)。具体地,连接控制模块204连接至该上桥 臂IGBT管的栅极。
[0074] 在该技术方案中,由于当智能功率模块处于工作状态时,电路上的电荷处于动态 的流通状态,因而不会产生静电冲击;而当智能功率模块处于非工作状态时,由于电荷无法 流通,则大量的静电电荷可能导致对IGBT管的破坏。
[0075] 因此,通过对智能功率模块的电源供电状况的判断,就能够了解电路中的电荷流 通情况,从而在智能功率模块的电源停止供电时,通过对IGBT管的及时保护,W避免受到 静电冲击的破坏和影响。
[0076] 同时,通过在智能功率模块的电源停止供电时,及时断开IGBT管的栅极与驱动芯 片上对应端口的连接,使得该IGBT管的栅极相当于处于息空状态,则静电电荷无法通过 IGBT管的栅极和发射极,也就无法造成对IGBT管的破坏,从而有效避免了高压静电对IGBT 管的击穿风险。
[0077] 图2B示出了根据本发明的一个实施例的用于下桥臂的IGBT管的静电保护装置的 电路结构示意图。
[0078] 如图2B所示,相类似地,对于智能功率模块中的下桥臂IGBT管而言,静电保护装 置也可W包括:状态判断模块202,连接至智能功率模块,用于判断所述智能功率模块的电 源供电状况;连接控制模块204,连接至所述状态判断模块202,用于在所述状态判断模块 202判定所述电源供电状况为停止供电的情况下,断开所述智能功率模块中的任一IGBT管 的栅极与所述智能功率模块中的驱动芯片上对应的输出端的连接,W及在所述状态判断模 块202判定所述电源供电状况为正常供电的情况下,恢复所述任一IGBT管的栅极与所述驱 动芯片上对应的输出端的连接。
[0079] 为了便于说明,在图2B所示的技术方案中,连接控制模块204所连接的是U相线 路中的下桥臂IGBT管(即图1所示的IGBT124)。具体地,连接控制模块204连接至该下桥 臂IGBT管的栅极。
[0080] 在图2A和图2B分别所示的上桥臂和下桥臂的电路连接结构中,作为一种具体的 电路结构和连接方式,状态判断模块202具体可W包括:
[0081] 第一端,连接至所述任一IGBT管对应的供电端,检测对应于所
当前第2页1 2 3 4 5 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1