智能功率模块及空调器的制造方法_3

文档序号:8772552阅读:来源:国知局
W相高压区供电电源正端WVB与所述驱动控制电路201的W相高压电源正端VB3连接;所述驱动控制电路201的U相高压电源负端VSl与所述U相高压区供电电源负端UVS连接,所述驱动控制电路201的V相高压电源负端VS2与所述V相高压区供电电源负端WS连接,所述驱动控制电路201的W相高压电源负端VS3与所述W相高压区供电电源负端WVS连接;
[0044]本实施例中,所述智能功率模块200还包括第一续流二极管211、第二续流二极管212、第三续流二极管213、第四续流二极管214、第五续流二极管215及第六续流二极管216 ;
[0045]其中,所述第一续流二极管211的阴极与所述U相上桥臂功率器件221的电流输入端连接,所述第一续流二极管211的阳极与所述U相上桥臂功率器件221的电流输出端连接;所述第二续流二极管212的阴极与所述V相上桥臂功率器件222的电流输入端连接,所述第二续流二极管212的阳极与所述V相上桥臂功率器件222的电流输出端连接;所述第三续流二极管213的阴极与所述W相上桥臂功率器件223的电流输入端连接,所述第三续流二极管213的阳极与所述W相上桥臂功率器件223的电流输出端连接;所述第四续流二极管214的阴极与所述U相下桥臂功率器件224的电流输入端连接,所述第四续流二极管214的阳极与所述U相下桥臂功率器件224的电流输出端连接;所述第五续流二极管215的阴极与所述V相下桥臂功率器件225的电流输入端连接,所述第五续流二极管215的阳极与所述V相下桥臂功率器件225的电流输出端连接;所述第六续流二极管216的阴极与所述W相下桥臂功率器件226的电流输入端连接,所述第六续流二极管216的阳极与所述W相下桥臂功率器件226的电流输出端连接。本实施例中,所述U相下桥臂功率器件224的电流输出端还与本实施例智能功率模块的U负端UN连接,所述V相下桥臂功率器件225的电流输出端还与本实施例智能功率模块的V负端VN连接,所述W相下桥臂功率器件226的电流输出端还与本实施例智能功率模块的W负端WN连接。
[0046]本实施例中,所述驱动控制电路201与现有技术中智能功率模块内的控制电路的作用完全相同,此处不再赘述。
[0047]图2是图1中所述第一栅极驱动组件的电路结构示意图。
[0048]一并参照图1和图2,本实施例中,所述第一栅极驱动组件231包括驱动电阻23A、第一二极管23B、第二二极管23C和第一热敏电阻23D。
[0049]其中,所述驱动电阻23A的第一端为所述第一栅极驱动组件231的输入端IN,所述第一栅极驱动组件231的输入端与所述驱动控制电路201的第一驱动输出端HOl连接,所述驱动电阻23A的第二端与所述第一二极管23B的阴极连接;所述第一二极管23B的阳极为所述第一栅极驱动组件231的输出端0UT,所述第一栅极驱动组件231的输出端OUT与所述U相上桥臂功率器件221的控制端连接;
[0050]所述第二二极管23C的阳极与所述驱动电阻23A的第一端连接,即所述第二二极管23C的阳极与所述第一栅极驱动组件231的输入端IN连接,所述第二二极管23C的阴极与所述第一热敏电阻23D的第一端连接;所述第一热敏电阻23D的第二端与所述第一二极管23B的阳极连接,即所述第一热敏电阻23D的第二端与所述第一栅极驱动组件231的输出端OUT的连接。
[0051]本实施例智能功率模块采用具有物理过温保护功能的所述第一栅极驱动组件231、第二栅极驱动组件232、第三栅极驱动组件233、第四栅极驱动组件234、第五栅极驱动组件235及第六栅极驱动组件236对其内的各功率器件提供栅极驱动通道和物理过温保护功能。其中,如图2所示,所述第二二极管23C和所述第一热敏电阻23D组成栅极驱动通道的开通通道,所述驱动电阻23A和所述第一二极管23B组成栅极驱动通道的关断通道。
[0052]一并参照图1和图2,所述驱动控制电路201通过所述第一驱动输出端HOl输出令所述U相上桥臂功率器件221开通的开通逻辑信号时,信号电流经所述第二二极管23C和所述第一热敏电阻23D组成的开通通道对所述U相上桥臂功率器件221的栅极充电,驱动所述U相上桥臂功率器件221导通;所述驱动控制电路201通过所述第一驱动输出端HOl输出令所述U相上桥臂功率器件221关断的关断逻辑信号时,信号电流经所述驱动电阻23A和所述第一二极管23B组成的关断通道使所述U相上桥臂功率器件221的栅极放电,驱动所述U相上桥臂功率器件221关断。
[0053]本实施例中,所述第一热敏电阻23D为正温度系数的阶跃型热敏电阻,当本实施例智能功率模块的内部温度没有超过预设的温度上限值时(本实施例中,所述预设的温度上限值可以为90°C?130°C范围内的任意值),所述第一热敏电阻23D的阻值较小(本实施例中,当所述预设的温度上限值为90°C且当本实施例智能功率模块的内部温度没有超过90°C时,所述第一热敏电阻23D的阻值为100 Ω ;当所述预设的温度上限值为130°C且当本实施例智能功率模块的内部温度没有超过130°C时,所述第一热敏电阻23D的阻值为500 Ω),所述驱动控制电路201通过所述第一驱动输出端HOl输出的开通逻辑信号的信号电流能正常流过所述第二二极管23C和所述第一热敏电阻23D组成的开通通道对所述U相上桥臂功率器件221的栅极充电,驱动所述U相上桥臂功率器件221导通(本实施例中,所述U相上桥臂功率器件221的导通时间< 2ys);当本实施例智能功率模块的内部温度超过预设的温度上限值时,所述第一热敏电阻23D的阻值会发生阶跃性的突变增大(^ 5kQ),从而能有效阻止所述开通逻辑信号的信号电流流过所述第二二极管23C和所述第一热敏电阻23D组成的开通通道对所述U相上桥臂功率器件221的栅极充电,从而延迟所述U相上桥臂功率器件221导通,进而实现对本实施例智能功率模块进行物理过温保护的目的。
[0054]本实施例中,所述第二栅极驱动组件232、第三栅极驱动组件233、第四栅极驱动组件234、第五栅极驱动组件235及第六栅极驱动组件236的电路结构及工作原理均与所述第一栅极驱动组件231的电路结构及工作原理相同,此处不再赘述。
[0055]当本实施例智能功率模块应用于变频家电时(如空调器),变频家电的微控制器读取本实施例智能功率模块200的温度监测端TH端的信号以监测本实施例智能功率模块的内部温度,当变频家电的微控制器监测到本实施例智能功率模块的内部温度超过预设的温度上限值时,所述微控制器将发出关断本实施例智能功率模块中各功率器件的信号(也称关断逻辑信号),直到所述微控制器监测到本实施例智能功率模块的内部温度恢复到正常的温度范围。当本实施例智能功率模块的所述U相上桥臂控制信号输入端UHIN、V相上桥臂控制信号输入端VHIN、W相上桥臂控制信号输入端WHIN、U相下桥臂控制信号输入端ULIN、V相下桥臂控制信号输入端VLIN、W相下桥臂控制信号输入端WLIN接收到所述微控制器发来的关断逻辑信号时,所述驱动控制电路201将所述关断逻辑信号传输至其各驱动输出端(即所述第一驱动输出端H01、所述第二驱动输出端H02、所述第三驱动输出端H03、所述第四驱动输出端L01、所述第五驱动输出端L02及所述第六驱动输出端L03),然后所述关断逻辑信号再分别经过相应的栅极驱动组件将所述U相上桥臂功率器件221、V相上桥臂功率器件222、W相上桥臂功率器件223、U相下桥臂功率器件224、V相下桥臂功率器件225及W相下桥臂功率器件226关断。
[0056]本实施例智能功率模块的物理过温保护通过所述第一栅极驱动组件231、第二栅极驱动组件232、第三栅极驱动组件233、第四栅极驱动组件234、第五栅极驱动组件235及第六栅极驱动组件236实现,当本实施例智能功率模块的内温度过高时,能够立即防止各功率器件导通,本实施例智能功率模块将物理过温保护与逻辑过温保护相结合,能够有效地避免在逻辑过温保护因外界干扰引起逻辑误触发的情况下而导致的各功率器件的非正常导通,可降低智能功率模块的过温保护失效率,从而提高智能功率模块和变频家电的可靠性。
[0057]并且,本实施例智能功率模块还能够很方便地通过选取合适的栅极驱动组件中的驱动电阻(即所述驱动电阻23A)以优化其功率器件的导通时间和关断时间,从而实现降低智能功率模块的开关损耗和提高其抗干扰能力的目的。
[0058]本实施例提供的智能功率模块,包括U相上桥臂功率器件、V相上桥臂功率器件、W相上桥臂功率器件、U相下桥臂功率器件、V相下桥臂功率器件、W相下桥臂功率器件、用于驱动所述U相上桥臂功率器件、V相上桥臂功率器件、W相上桥臂功率器件、U相下桥臂功率器件、V相下桥臂功率器件及W相下桥臂功率器件的开关动作的驱动控制电路、以及用于对所述智能功率模块进行物理过温保护的栅极驱动电路;所述栅极驱动电路的输入端与所述驱动控制电路连接,所述栅极驱动电路的输出端分别与所述U相上桥臂功率器件的控制端、V相上桥臂功率器件的控制端、W相上桥臂功率器件的控制端、U相下桥臂功率器件的控制端
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