智能功率模块ipm及其的高压驱动电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及智能功率模块技术领域，特别涉及一种智能功率模块IPM的高压驱动电路以及一种智能功率模块。
【背景技术】
[0002]IPMdntelligent Power Module，智能功率模块)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。IPM把功率开关器件和高压驱动电路集成在一起，并具有过电压、过电流和过热等故障检测电路。IPM—方面接收MCU(Micro Control Unit，微控制单元)的控制信号，驱动后续电路工作，另一方面将检测的系统的状态信号发送给MCU。与传统分立方案相比，IPM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和各种逆变电源，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]相关技术中，如图1所示，IPM为每一相配置一个自举二极管，虽然电路结构上具有一定的简易性，但是会造成IPM中的HVIC(High Voltage Integrated Circuits，高压集成电路)管的面积增大，并最终导致IPM整体封装体积增大，成本增加，在整个IPM中，HVIC管采用SOI(Silicon-On-1nsulator，绝缘衬底上的硅)工艺或BCD工艺，在原材料成本中占比为10%左右，而随着IPM与分立器件相比的性能优越性逐渐被认可，HVIC管的成本的居高不下已经成为制约IPM推广应用的最重要因素之一，因此，如何降低IPM中的功率器件的成本已经成为IPM设计中的重要问题。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的旨在至少解决上述的技术缺陷之一。
[0005]为此，本实用新型的一个目的在于提出一种IPM的高压驱动电路，能够在不改变IPM功能的情况下使IPM小型化、轻量化和低成本化。
[0006]本实用新型的另一个目的在于提出一种智能功率模块。
[0007]为达到上述目的，本实用新型一方面提出的一种IPM的高压驱动电路，包括:自举二极管；充电调整集成电路，所述充电调整集成电路的电源输入端与所述IPM的电源正端相连，所述充电调整集成电路的第一控制端与所述自举二极管的阳极相连，所述充电调整集成电路的第二控制端与所述自举二极管的阴极相连，所述充电调整集成电路的第一输入端、第二输入端和第三输入端分别与所述IPM的三相输入端对应相连，所述充电调整集成电路的第一输出端和第二输出端分别与所述IPM的U相高压正输出端和U相高压负输出端对应相连，所述充电调整集成电路的第三输出端和第四输出端分别与所述IPM的V相高压正输出端和V相高压负输出端对应相连，所述充电调整集成电路的第五输出端和第六输出端分别与所述IPM的W相高压正输出端和W相高压负输出端对应相连，所述IPM的U相高压正输出端和U相高压负输出端之间并联有第一电容，所述IPM的V相高压正输出端和V相高压负输出端之间并联有第二电容，所述IPM的W相高压正输出端和W相高压负输出端之间并联有第三电容，所述充电调整集成电路通过所述自举二极管分别对所述第一电容、所述第二电容和所述第三电容充电以实现所述自举二极管复用。
[0008]根据本实用新型的IPM的高压驱动电路，充电调整集成电路通过自举二极管分别对第一电容、第二电容和第三电容充电以实现自举二极管复用，使得自举二极管的数量减小2/3，从而实现了在不改变IPM功能的情况下，大幅度降低IPM的原材料成本、工艺制造难度以及IPM的面积和重量，使得IPM小型化、轻量化和低成本化。
[0009]其中，所述充电调整集成电路根据所述第一输入端、所述第二输入端和所述第三输入端输入的电平以及所述第一输出端与所述第二输出端之间的压降、所述第三输出端与所述第四输出端之间的压降、所述第五输出端与所述第六输出端之间的压降判断所述第一电容、所述第二电容和所述第三电容是否需要充电。
[0010]具体地，当所述第一输入端为低电平且所述第一输出端与所述第二输出端之间的压降小于预设值时，通过所述自举二极管给所述第一电容充电；当所述第二输入端为低电平且所述第三输出端与所述第四输出端之间的压降小于预设值时，通过所述自举二极管给所述第二电容充电；以及当所述第三输入端为低电平且所述第五输出端与所述第六输出端之间的压降小于预设值时，通过所述自举二极管给所述第三电容充电。
[0011]其中，所述充电调整集成电路包括第一调整电路、第二调整电路和第三调整电路，且所述第一调整电路、所述第二调整电路和所述第三调整电路的结构相同。
[0012]具体地，所述第一调整电路具体包括:第一非门，所述第一非门的输入端为所述第一输入端；第一与门，所述第一与门的一个输入端与所述第一非门的输出端相连；第一电压比较器，所述第一电压比较器的负输入端与所述第一输出端相连，所述第一电压比较器的正输入端通过预设的电压源与所述第二输出端相连，所述预设的电压源的正极与所述第一电压比较器的正输入端相连，所述预设的电压源的负极与所述第二输出端相连，所述第一电压比较器的输出端与所述第一与门的另一个输入端相连；第一模拟开关，所述第一模拟开关的控制端与所述第一与门的输出端相连，所述第一模拟开关的固定端与所述充电调整集成电路的电源输入端相连，所述第一模拟开关的活动端与所述充电调整集成电路的第一控制端相连；第二模拟开关，所述第二模拟开关的控制端分别与所述第一与门的输出端、所述第一模拟开关的控制端相连，所述第二模拟开关的固定端与所述第一电压比较器的负输入端相连，所述第二模拟开关的活动端与所述充电调整集成电路的第二控制端相连。
[0013]优选地，所述预设的电压源的电压为13V。
[0014]优选地，所述充电调整集成电路的电源输入端的电压为15V。
[0015]具体地，当所述第一输入端为高电平或者所述第一输出端与所述第二输出端之间的压降大于预设值时，停止给所述第一电容充电；当所述第二输入端为高电平或者所述第三输出端与所述第四输出端之间的压降大于预设值时，停止给所述第二电容充电；以及当所述第三输入端为高电平或者所述第五输出端与所述第六输出端之间的压降大于预设值时，停止给所述第三电容充电。
[0016]为达到上述目的，本实用新型另一方面提出的一种智能功率模块，其包括上述的IPM的尚压驱动电路。
[0017]本实用新型的智能功率模块通过上述的IPM的高压驱动电路，能够在不改变自身功能的情况下，大幅度降低自身的原材料成本、工艺制造难度以及面积和重量，从而实现小型化、轻量化和低成本化。
[0018]本实用新型附加的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，或通过本实用新型的实践了解到。
【附图说明】
[0019]本实用新型上述的和/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:
[0020]图1为传统的IPM的电路结构图；
[0021]图2为根据本实用新型一个实施例的IPM的尚压驱动电路的不意图；
[0022]图3为根据本实用新型一个实施例的第一调整电路的电路图；
[0023]图4为根据本实用新型一个实施例的IPM的电路结构图；以及
[0024]图5为根据本实用新型一个实施例的IPM的应用电路图。
【具体实施方式】
[0025]下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例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例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。
[0026]下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，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实用新型。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。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例和/或设置之间的关系。此外，本实用新型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可应用于性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特征在第二特征之“上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。
[0027]在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
[0028]下面参照附图来描述本实用新型实施例提出的IPM的高压驱动电路以及智能功率模块。
[0029]图2为根据本实用新型一个实施例的IPM的尚压驱动电路的不意图。如图2所不，该IPM的高压驱动电路10包括自举二极管D和充电调整集成电路11。
[0030]其中，充电调整集成电路11的电源输入端VV作为高压驱动电路10的电源输入端VCC与IPM的电源正端VDD相连，充电调