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。并且，由于IPM的功能并未发生改变，因此，本实用新型实施例的IPM可被用于现行的系统中而无需重新开发应用系统，便于IPM的推广应用。
[0050]此外，本实用新型的实施例还提出了一种智能功率模块，其包括上述的IPM的高压驱动电路10。
[0051]根据本实用新型的一个实施例，如图4所示，IPM包括高压驱动电路10和开关电路。
[0052]其中，高压驱动电路10的第一输入端INl作为IPM的U相输入端ΠΝ，高压驱动电路10的第二输入端IN2作为IPM的V相输入端VIN，高压驱动电路10的第三输入端IN3作为IPM的W相输入端WIN。IPM的三相输入端即U相输入端ΠΝ、V相输入端VIN和W相输入端WIN的输入信号可以为OV或者5V。高压驱动电路10的电源输入端VCC作为IPM的电源正端VDD，IPM的电源正端VDD的电压可以为15V。高压驱动电路10的接地端GND作为IPM的电源负端COM。高压驱动电路10的输出端与开关电路的输入端对应相连。
[0053]具体地，如图4所示，开关电路具体包括第一功率开关管IGBT1、第一二极管D1、第二功率开关管IGBT2、第二二极管D2、第三功率开关管IGBT3、第三二极管D3、第四功率开关管IGBT4、第四二极管D4、第五功率开关管IGBT5、第五二极管D5、第六功率开关管IGBT6、第六二极管D6以及具有滤波作用的第四电容C4、第五电容C5和第六电容C6，其中，第一功率开关管IGBTl的基极与高压驱动电路10的第一高压端HOl相连，第一功率开关管IGBTl的集电极与第一二极管Dl的阴极相连，并作为IPM的高压输入端P，高压输入端P的电压可以为300V，第一功率开关管IGBTl的发射极与第一二极管Dl的阳极相连后与高压驱动电路10的第一电源输出端负端VSl相连，并作为IPM的U相高压负输出端UVS。第二功率开关管IGBT2的基极与高压驱动电路10的第一低压端LOl相连，第二功率开关管IGBT2的集电极与第二二极管D2的阴极、高压驱动电路10的第一电源输出端负端VSl分别相连，第二功率开关管IGBT2的发射极与第二二极管D2的阳极相连，并作为IPM的U相低压参考端UN。第三功率开关管IGBT3的基极与高压驱动电路10的第二高压端H02相连，第三功率开关管IGBT3的集电极与第三二极管D3的阴极、IPM的高压输入端P分别相连，第三功率开关管IGBT3的发射极与第三二极管D3的阳极相连后与高压驱动电路10的第二电源输出端负端VS2相连，并作为IPM的V相高压负输出端VVS。第四功率开关管IGBT4的基极与高压驱动电路10的第二低压端L02相连，第四功率开关管IGBT4的集电极与第四二极管D4的阴极、高压驱动电路10的第二电源输出端负端VS2分别相连，第四功率开关管IGBT4的发射极与第四二极管D4的阳极相连，并作为IPM的V相低压参考端VN。第五功率开关管IGBT5的基极与高压驱动电路10的第三高压端H03相连，第五功率开关管IGBT5的集电极与第五二极管D5的阴极、IPM的高压输入端P分别相连，第五功率开关管IGBT5的发射极与第五二极管D5的阳极相连后与高压驱动电路10的第三电源输出端负端VS3相连，并作为IPM的W相高压负输出端WVS。第六功率开关管IGBT6的基极与高压驱动电路10的第三低压端L03相连，第六功率开关管IGBT6的集电极与第六二极管D6的阴极、高压驱动电路10的第三电源输出端负端VS3分别相连，第六功率开关管IGBT6的发射极与第六二极管D6的阳极相连，并作为IPM的W相低压参考端WN。U相高压正输出端UVB和U相高压负输出端UVS之间并联有第四电容C4，V相高压正输出端VVB和V相高压负输出端VVS之间并联有第五电容C5，W相高压正输出端WVB和W相高压负输出端WVS之间并联有第六电容C6。
[0054]其中，将IPM的三相输入端(ΠΝ、VIN和WIN)的OV或5V的输入信号分别传输到第一高压端HOl、第二高压端H02和第三高压端H03，将IPM的三相输入端(UIN、VIN和WIN)的反相信号分别传输到第一低压端LOl、第二低压端L02和第三低压端L03，第一高压端HOl是第一电源输出端负端VSl或者第一电源输出端负端VS1+15V的逻辑输出信号、第二高压端H02是第二电源输出端负端VS2或者第二电源输出端负端VS2+15V的逻辑输出信号，第三高压端H03是第三电源输出端负端VS3或者第三电源输出端负端VS3+15V的逻辑输出信号，第一低压端L01、第二低压端L02和第三低压端L03是OV或15V的逻辑输出信号。
[0055]根据本实用新型的一个应用示例，如图5所示，控制器30的第一引脚Pinl、第二引脚Pin2和第三引脚Pin3分别与IPM的三相输入端(ΠΝ、VIN和WIN)对应相连，控制器30的第七引脚Pin7分别与IPM的U相低压参考端UN、V相低压参考端VN、W相低压参考端WN以及第一电阻Rl的一端相连，第一电阻Rl的另一端与IPM的电源负端COM相连后接地GND, IPM的U相高压正输出端UVB和U相高压负输出端UVS之间并联有第一电容Cl，IPM的V相高压正输出端VVB和V相高压负输出端VVS之间并联有第二电容C2，IPM的W相高压正输出端WVB和W相高压负输出端WVS之间并联有第三电容C3。
[0056]其中，当IPM上电后，IPM的电源正端VDD的电压为15V，预设的电压源VCCl的电压为13V。当U相输入端UIN、V相输入端VIN和W相输入端WIN均为低电平时，第一高压端HOl为低电平，第一低压端LOl为高电平，因此第一功率开关管IGBTl截止，第二功率开关管IGBT2导通，第一电源输出端负端VSl的电压约为O。由于IPM刚上电后，第一电容Cl、第二电容C2和第三电容C3还未被充电，U相高压正输出端UVB和U相高压负输出端UVS之间的压降、V相高压正输出端VVB和V相高压负输出端VVS之间的压降以及W相高压正输出端WVB和W相高压负输出端WVS之间的压降均为O，同时，U相输入端ΠΝ、V相输入端VIN和W相输入端WIN均为低电平，因此，U相、V相和W相的模拟开关闭合，IPM的电源正端VDD的电压通过同一个自举二极管D对第一电容Cl、第二电容C2和第三电容C3同时充电。在保证自举二极管D的导通内阻足够小的情况下，在不到Iys的时间内，第一电容Cl、第二电容C2和第三电容C3的电压可以达到14.3V左右，第一电源输出端正端VBl相对于第一电源输出端负端VSl的电压约为14.3V。
[0057]其中，需要说明的是，对于一般的功率开关管IGBT，只要栅极驱动电压大于11V，就能保证导通时具有低的饱和压降，因此，在本实用新型的实施例中，预设的电压源的电压为13V是为了得到足够的电压裕量。
[0058]当U相输入端ΠΝ为高电平时，图3所示的第一非门NOTl输出低电平，从而使得第一模拟开关K1、第二模拟开关K2断开，以停止给第一电容Cl充电。并且，当U相输入端UIN为高电平时，第一高压端HOl为高电平，第一低压端LOl为低电平，因此第一功率开关管IGBTl导通，第二功率开关管IGBT2截止，第一电源输出端负端VSl的电压约为300V，第一电源输出端正端VBl相对于第一电源输出端负端VS I的电压约为314.3V，并通过第一电容Cl的电量维持IPM的高压区工作。同样地，当V相输入端VIN为高电平时，V相的模拟开关也断开以停止给第二电容C2充电，以及当W相输入端WIN为高电平时，W相的模拟开关也断开以停止给第三电容C3充电。IPM的高压区依靠第一电容Cl、第二电容C2和第三电容C3所存储的电量维持工作，当第一电容Cl、第二电容C2和第三电容C3的容量足够大时，一般为470 yF以上，第一电容Cl、第二电容C2和第三电容C3的电压从14.3V降至13V需要5个周期以上，而无需每个周期都对第一电容Cl、第二电容C2和第三电容C3进行充电。
[0059]当U相输入端ΠΝ为低电平时，如果第一电容Cl的电压仍然大于13V，即U相高压正输出端UVB和U相高压负输出端UVS之间的压降仍然大于13V，则图3所示的第一模拟开关Kl和第二模拟开关K2保持断开状态；如果U相高压正输出端UVB和U相高压负输出端UVS之间的压降小于13V，则第一模拟开关Kl和第二模拟开关K2闭合，IPM的电源正端VDD的电压通过自举二极管D对第一电容Cl充电。此时，可能出现两相同时被充电的情况，但这两相的输入端均为低电平，因此两相的高压负输出端的电压均接近0，即使两相的高压正输出端产生电连接也不会发生损坏，只要保证自举二极管D的导通内阻足够小，第一电容Cl、第二电容C2和第三电容C3的电量会被迅速补充而不影响IPM正常工作。
[0060]对于开关频率高的工况，由于预设的电压源的电压为13V，已经留有一定的裕量，因此，即使一次补充不到14.3V，也不会影响IPM正常工作。
[0061]本实用新型实施例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