智能功率模块的制作方法
【专利摘要】一种智能功率模块包括HVIC管和以所述HVIC管驱动通断的6个IGBT管，所述HVIC管具有6个输入端和6个输出端，所述智能功率模块设置有调节端，所述HVIC管还包括与所述调节端连接的6个延时调节单元，所述调节端接收外部的调节信号对所输入的所述输入信号进行延时调节后输出到所述驱动电路；每个所述驱动电路接收经过相应延时调节的所述输入信号，输出端输出相对相应的所述输入信号的延时一致的所述驱动信号至相应的所述IGBT管。通过增加延时调节单元，可保证六路输入到输出的初始延时是一致的，再通过调节信号统一控制六路的延时的增加或减少从而使智能功率模块对于不同的应用环境下的驱动算法具有一定的普适性。
【专利说明】智能功率模块
【技术领域】
[0001]本发明属于集成电路领域，尤其涉及一种智能功率模块。
【背景技术】
[0002]智能功率模块，即IPM (Intelligent Power Module),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。智能功率模块把功率开关器件和高压驱动电路集成在一起，并内设有过电压、过电流和过热等故障检测电路。智能功率模块一方面接收MCU(Microprogrammed Control Unit,微程序控制器)的控制信号,驱动后续电路工作，另一方面将系统的状态检测信号送回MCU。与传统分立方案相比，智能功率模块以其高集成度、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及各种逆变电源，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]现行智能功率模块100的电路结构如图1 (A)所示:
[0004]HVIC (High Voltage Integrated Circuit,高压集成电路)管 111 的供电电源正端VCC作为IPM100的低压区供电电源正端VDD，VDD —般为15V，HVIC管111的供电电源负端GND (地)作为IPM100的低压区供电电源负端COM相连。
[0005]供电电源正端VCC端与UH驱动电路101、VH驱动电路102、WH驱动电路103、UL驱动电路104、VL驱动电路105、WL驱动电路106的低压区供电电源正端相连。HVIC管111具有的六个输入端:第一输入端HIN1、第二输入端HIN2、第三输入端HIN3、第四输入端LIN1、第五输入端LIN2、第六输入端LIN3，HVIC管111的六个输入端分别作为IPM100的U、V、W三相的六路输入端:U相上桥臂输入端UHIN、V相上桥臂输入端VHIN、W相上桥臂输入端WHIN、U相下桥臂输入端ULIN、V相下桥臂输入端VLIN、W相下桥臂输入端WLIN接收OV或5V的输入信号。
[0006]IPM100的高电压输入端P—般接300V。IPM100的U、V、W三相的六路输出端:U相高压区的输出端H01、V相高压区的输出端H02、为W相高压区的输出端H03、LOl为U低压区的输出端、L02为V相低压区的输出端、L03为W相低压区的输出端。
[0007]VBI和VSI分别为U相高压区的电源的正极和负极，VB2和VS2分别为V相高压区的电源的正极和负极，VB3和VS3分别为U相高压区的电源的正极和负极。
[0008]将HINl、HIN2、HIN3、LINl、LIN2、LIN3的O或5V的逻辑输入信号分别传到输出端 H01、H02、H03 和 L01、L02、L03，其中 HOl 是 VSl 或 VS1+15V 的逻辑输出信号、H02 是 VS2或VS2+15V的逻辑输出信号、H03是VS3或VS3+15V的逻辑输出信号，L01、L02、L03是O或15V的逻辑输出信号，同一相的输入信号不能同时为高电平，即HINl和LIN1、HIN2和LIN2、HIN3和LIN3不能同时为高电平。
[0009]IPM100实际工作时的如图1 (B)所示，结合图1 (A)、I (B)，以U相为例说明IPM100的工作状态:
[0010]1、当MCU200的Pin4发出高电平信号，这时所述MCU200的Pinl必须发出低电平信号，信号使LINl为高电平、HINl为低电平，这时，LOl输出高电平而HOl输出低电平，从而IGBT (Insulated Gate Bipolar Translator,绝缘栅门极晶体管)管 124 导通而 IGBT 管121截止，VSl电压约为OV ;VCC通过UH驱动电路101内置的自举电路向电容133及电容135充电，当时间足够长或使电容133及电容135充电前的剩余电量足够多时，VBl对VSl获得接近15V的电压。
[0011]2、当MCU200的Pinl发出高电平信号，这时MCU200的Pin4必须发出低电平信号，信号使LINl为低电平、HINl为高电平，这时，LOl输出低电平而HOl输出高电平，从而IGBT管124截止而IGBT管121导通，从而VSl电压约为300V，VBl电压被抬高到315V左右，通过电容133及电容135的电量，维持U相高压区工作，如果HINl为高电平的持续时间足够短或电容133及电容135存储的电量足够多，VBl对VSl在U相高压区工作过程中的电压可保持在14V以上。
[0012]实际应用中，特别是在变频空调应用中，同一时间下，总有至少一个上桥臂的IGBT管(121、122、123)导通，总有不同相的至少一个下桥臂的IGBT管(124、125、126)导通。譬如，同一时间下，U相上桥臂的IGBT管121处于导通状态,W相下桥臂的IGBT管126处于导通状态，其他IGBT管处于截止状态，则这时，电流从P经过所述IGBT管121进入三相电机139后再流过IGBT管126和流过采样电阻138，电流流过采样电阻138会产生电压，MCU200通过Pin7采集电压值判断压缩机的工作状态，并根据工况需要调整算法，达到三相电机139根据工况需要运行的目的。
[0013]MCU200对所述采样电阻138的电压的采集不是连续的，而是每隔一段时间采集一次，一次的采集时间段也是有限的，一般的控制算法会在MCU200的Pinl?Pin6脚发出信号后的一个固定时间TI开始采集采样电阻138的电压，采样时间为T2，通过对T2时间内得到的电压进行处理，获得压缩机的工作状态；这就使得现行的IPM100对于不同的算法不是普适的，因为不同IPM100从输入到输出的延时是不同的，即便是同一款IPM100，其延时也受到HVICl 11管内部电路及IGBT管的个体差异的影响而会在一个较大的范围内波动，就有可能出现MCU200采样时间与信号实际延时不匹配的情况，MCU200的采样时间并不一定就是采样电阻138电流流过的时间。
[0014]因此，现行的IPM应用中，每使用一种新的IPM型号就不得不对应一种新的MCU算法，而即使为特定型号的IPM设计了特定的算法，也会因IPM批次间的个体差异而有部分IPM的使用过程中出现采样不准的情况。这无疑限制了 IPM的应用范围，降低了 IPM的使用可靠性；对于延时偏差足够大的IPM，在整机出厂测试时会因为采样不准造成电机转动异常而被筛选出来，但对于延时偏差比较临界的IPM，在整机出厂测试时并不会出现明显的异常，使用了这些IPM的整机产品，在实际使用的某些极端条件下，会造成间歇性失效，此种失效具有较强的隐蔽性，往往会造成多次维修仍反复出现的恶劣情况，影响了产品品质和口碑。
【发明内容】
[0015]基于此，有必要针对输入输出延迟时间不一致，驱动算法的适应能力差的问题，提供一种可主动调整输入输出延时时间，对驱动算法的适应能力高的智能功率模块。
[0016]一种智能功率模块，包括HVIC管和以所述HVIC管驱动通断的6个IGBT管，所述HVIC管具有6个输入端，该6个输入端分别与作为所述智能功率模块的六个桥臂输入端，所述HVIC管包括6个驱动电路，6个所述驱动电路分别与6个所述桥臂输入端连接，用于接收6个所述桥臂输入端的输入信号输出驱动信号驱动6个所述IGBT管通断，6个所述驱动电路的输出端分别作为所述HVIC管的6个输出端，所述智能功率模块设置有调节端，所述HVIC管还包括与所述调节端连接的6个延时调节单元，6个所述延时调节单元分别连接于6个所述桥臂输入端和6个所述驱动电路之间，所述调节端接收外部的调节信号对所输入的所述输入信号进行延时调节后输出到所述驱动电路；
[0017]每个所述驱动电路接收经过相应延时调节的所述输入信号，输出端输出相对相应的所述输入信号的延时一致的所述驱动信号至相应的所述IGBT管。
[0018]上述智能功率模块通过增加延时调节单元，可保证六路输入到输出的初始延时是一致的，再通过调节信号统一控制六路的延时的增加或减少；当初始延时稍短，可以通过调节端施加调节信号，提高延时；当初始延时稍长，可以通过调节端施加调节信号，减小延时，从而使智能功率模块对于不同的应用环境下的驱动算法具有一定的普适性，避免了智能功率模块在某一应用环境下能正常驱动后续电机运转，在另一应用环境下却因采样时间不准而造成后续电机无法正常运转的情况出现，这样无疑大幅缩减了算法与智能功率模块匹配的开发成本，使智能功率模块的匹配周期大幅缩短，有利于智能功率模块在不同应用领域的推广，并提高智能功率模块的可靠性。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1是现有技术提供的智能功率|吴块电路原理图；
[0020]图2是现有技术提供的智能功率模块应用原理图；
[0021]图3是一实施例提供的智能功率模块电路原理图；
[0022]图4是一实施例提供的延时微调电路原理图；
[0023]图5是一实施例提供的增延时电路原理图；
[0024]图6是一实施例提供的减延时电路原理图。
【具体实施方式】
[0025]为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0026]如图1所示，一种智能功率模块4100，包括HVIC管4400、以HVIC管4400驱动通断的6个IGBT管。
[0027]HVIC管4400具有6个输入端，该6个输入端分别与作为智能功率模块4100的六个桥臂输入端，HVIC管4400包括6个电路结构相同的驱动电路，6个驱动电路分别与6个桥臂输入端连接，用于接收6个桥臂输入端的输入信号输出驱动信号驱动6个IGBT管通断，6个驱动电路的输出端分别作为HVIC管4400的6个输出端。
[0028]HVIC管4400的6个输入端包括:第一输入端HINl、第二输入端HIN2、第三输入端HIN3、第四输入端LIN1、第五输入端LIN2、第六输入端LIN3，智能功率模块4100的6个桥臂输入端包括=U相上桥臂输入端UHIN、V相上桥臂输入端VHIN、W相上桥臂输入端WHIN、U相下桥臂输入端ULIN、V相下桥臂输入端VLIN、W相下桥臂输入端WLIN，其中，[0029]HVIC管4400的电源正端VCC作为智能功率模块4100的低压区供电电源正端VDD，VDD 一般为 15V ；
[0030]HVIC管4400的第一输入端HINl作为智能功率模块4100的U相上桥臂输入端UHIN ；HVIC管4400的第二输入端HIN2作为智能功率模块4100的V相上桥臂输入端VHIN ；HVIC管4400的第三输入端HIN3作为智能功率模块4100的W相上桥臂输入端WHIN ;HVIC管4400的第四输入端LINl作为智能功率模块4100的U相下桥臂输入端ULIN ；HVIC管4400的第五输入端LIN2作为智能功率模块4100的V相下桥臂输入端VLIN ；HVIC管4400的第六输入端LIN3作为智能功率模块4100的W相下桥臂输入端WLIN ；HVIC管4400的电源负端(地)GND作为智能功率模块4100的低压区供电电源负端COM。
[0031]6个驱动电路包括:UH驱动电路14、VH驱动电路24、WH驱动电路34、UL驱动电路44、VL驱动电路54、WL驱动电路64。
[0032]进一步地，智能功率模块4100还包括第八电容4133、第九电容4132、第十电容4131:
[0033]第八电容4133的一端与HVIC管4400的U相高压区供电电源正端VBl (即UH驱动电路14的高压区供电电源正端)相连，并作为智能功率模块4100的U相高压区供电电源正端UVB，HVIC管4400的U相高压区供电电源负端VSl (即UH驱动电路14的高压区供电电源负端)与第八电容4133的另一端相连，并作为智能功率模块4100的U相高压区供电电源负端UVS ；
[0034]第九电容4132的一端与HVIC管4400的V相高压区供电电源正端VB2 (即VH驱动电路24的高压区供电电源正端)相连，并作为智能功率模块4100的V相高压区供电电源正端VVB，HVIC管4400的V相高压区供电电源负端VS2 (即UH驱动电路24的高压区供电电源负端)与第九电容4132的另一端相连，并作为智能功率模块4100的V相高压区供电电源负端VVS ；
[0035]第十电容4131的一端与HVIC管4400的W相高压区供电电源正端VB3 (即WH驱动电路34的高压区供电电源正端)相连，并作为智能功率模块4100的W相高压区供电电源正端WVB，HVIC管4400的W相高压区供电电源负端VS3 (即WH驱动电路34的高压区供电电源负端)与第十电容4131的另一端相连，并作为智能功率模块4100的W相高压区供电电源负端WVS ；
[0036]上述的6个IGBT管包括:第一 IGBT管4121、第二 IGBT管4122、第三IGBT管4123、第四IGBT管4124、第五IGBT管4125和第六IGBT管4126。HVIC管4400的6输出端包括:第一输出端H01、第二输出端H02、第三输出端H03、第四输出端L01、第五输出端L02和第六输出端L03。
[0037]第一 IGBT管4121的栅极与HVIC管4400的第一输出端HOl (即UH驱动电路14的输出端)相连，第一 IGBT管4121的集电极与第一 FRD管4111的阴极相连并接智能功率模块4100的高电压输入端P，第一 IGBT管4121的射极与第二 FRD管4111的阳极相连并接智能功率模块4100的U相高压区供电电源负端UVS ；
[0038]第二 IGBT管4122的栅极与HVIC管4400的第二输出端H02 (即VH驱动电路24的输出端)相连，第二 IGBT管4122的集电极与第二 FRD管4112的阴极相连并接智能功率模块4100的高电压输入端P，第二 IGBT管4122的射极与第二 FRD管4112的阳极相连并接智能功率模块4100的V相高压区供电电源负端VVS ；
[0039]第三IGBT管4123的栅极与HVIC管4400的第三输出端H03 (即WH驱动电路34的输出端)相连，第三IGBT管4123的集电极与第三FRD管4113的阴极相连并接智能功率模块4100的高电压输入端P，第三IGBT管4123的射极与第三FRD管4113的阳极相连并接智能功率模块4100的W相高压区供电电源负端WVS ；
[0040]第四IGBT管4124的栅极与HVIC管4400的第四输出端LOl (即UL驱动电路44的输出端)相连，第四IGBT管4124的集电极与第四FRD管4114的阴极相连并接智能功率模块4100的U相高压区供电电源负端UVS，第四IGBT管4124的射极与第四FRD管4114的阳极相连并接智能功率模块4100的U相低电压参考端UN ；
[0041]第五IGBT管4125的栅极与HVIC管4400的第五输出端L02 (即VL驱动电路54的输出端)相连，第五IGBT管4125的集电极与第五FRD管4115的阴极相连并接智能功率模块4100的V相高压区供电电源负端VVS，第五IGBT管4125的射极与第五FRD管4115的阳极相连并接智能功率模块4100的V相低电压参考端VN ；
[0042]第六IGBT管4126的栅极与HVIC管4400的第六输出端L03 (即WL驱动电路64的输出端)相连，第六IGBT管4126的集电极与第六FRD管4116的阴极相连并接智能功率模块4100的W相高压区供电电源负端WVS，第六IGBT管4126的射极与第六FRD管4116的阳极相连并接智能功率模块4100的W相低电压参考端WN。
[0043]智能功率模块4100设置有调节端，HVIC管4400还包括与调节端连接的6个延时调节单元4401，6个延时调节单元4401分别连接于6个所述桥臂输入端和6个所述驱动电路之间，调节端接收外部的调节信号对所输入的输入信号进行延时调节后输出到驱动电路；每个驱动电路接收经过相应延时调节的输入信号，输出端输出相对相应的输入信号的延时一致的驱动信号至相应的IGBT管。
[0044]由图1、2可知，各个驱动信号经过相应的IGBT管后作为输出信号被采样电阻138采样，由于IGBT管尺寸非常小，其饱和导通内阻可以忽略，即各个输出信号至驱动信号的延时差可以忽略。通过延时调节单元4401，智能功率模块4100可保证六路输入信号到驱动信号的初始延时是一致的，即输出信号到输入信号的延迟时间通过调节可以一致，并通过调节端接入调节信号，可以再测试、应用过程中调节，智能功率模块4100驱动算法的适应能强。
[0045]当本发明的智能功率模块的初始延时稍短，可以通过对增延时控制端RTS施加电压，提高本发明的智能功率模块的延时，当本发明的智能功率模块的初始延时稍长，可以通过对减延时控制端FTS施加电压，减小本发明的智能功率模块的延时，从而使本发明的智能功率模块对于不同的应用环境下的MCU算法具有一定的普适性，避免了智能功率模块在某一应用环境下能正常驱动后续电机运转，在另一应用环境下却因采样时间不准而造成后续电机无法正常运转的情况出现，这样无疑大幅缩减了算法与智能功率模块匹配的开发成本，使智能功率模块的匹配周期大幅缩短，有利于智能功率模块在不同应用领域的推广，并提高智能功率模块的可靠性。
[0046]结合图3、4、5、6，每个延时调节单元4401包括一个延时微调电路，每个延时微调电路电连接于相应的桥臂输入端与相应驱动电路之间，每个延时调节单元4401输入端接收输入信号、输出端输出经过第一次延时调节的一级输出信号。鉴于每个桥臂上的延时调节单元4401电路结构都相同，下面为了只以其中一个桥臂的电路原理说明【具体实施方式】，如U相上桥臂。
[0047]在一个实施例中，参考图4，以U相上桥臂为例，UH延时微调电路11包括:第一非门5001、第一电流源5002、第一电阻5003、第一 NMOS管5004、第一电容5005、第二电阻5006以及第二非门5009。
[0048]第一非门5001的输入端作为UH延时微调电路11的输入端INl,输出端与第一NMOS管5004的栅极相连，第一 NMOS管5004的衬底与源极相连并接地，第一 NMOS管5004的漏极与第一电阻5003的一端相连；第一电阻5003的另一端与第一电流源5002的正端、第二电阻5006的一端、第二非门5009的输入端相连，第一电流源5002的负端接电源正端VCC，第二电阻5006的另一端接第一电容5005的一端，电容的另一端接地，第二非门5009的输出端作为UH延时微调电路11的输出端输出经过第一次延时调节的一级输出信号OUT I。
[0049]UH延时微调电路11的作用是使输出信号对输入信号产生一定的延时，在UH延时微调电路11内部具有供测试针扎针的Pad (焊盘)，在集成电路测试阶段，通过对测试针施加电流，可以使UH延时微调电路11内部的特定布线发生熔断，特定布线熔断后，UH延时微调电路11的输入和输出信号的延时会减小。
[0050]在优选的实施例中，调节端包括设于UH延时微调电路11的第一调节端，该第一调节端接收第一调节信号对第一次延时调节的延时时长进行预设时长微调。本实施例中，可通过第一调节端接收第一调节信号对UH延时微调电路11内部的电子元件参数进行改变，如增加第一电容5005容量、增大或减少第一电流源5002的输出电流等，则可以对第一次延时调节的延时时长进行调节。
[0051 ] 参考图4，在一个实施例中，第一调节端包括第一焊盘5007和第二焊盘5008，第一焊盘5007通过一根粗线与第二电阻5006的一端相连，第二焊盘5008通过一根粗线与第二电阻5006的另一端相连，第一调节信号为用于使第二电阻熔断的电流信号，在另一个实施例中，第一调节端还可以为调节第一电流源5002输出电流大小的端口，调节信号为相应的驱动信号；在其他实施例中，第一调节端还可以为调节第一电容5005容量大小的端口，调节信号为相应的控制信号。
[0052]UH延时微调电路11的参数选择及工作原理是:
[0053]第一电流源5002的电流值设计成1=100 μ Α,组成第一非门5001和第二非门5009的MOS管选择工艺允许的最小尺寸，并且将第二非门5009的阈值Vth设计为IV，第一 NMOS管5004设计为允许流过100 μ A电流的最小尺寸，第二电阻5006的阻值设计为0，通过200 μ A即会发生熔断；
[0054]因为第一非门5001和第二非门5009的尺寸非常小，产生的延时可以忽略，第一NMOS管5004的尺寸也非常小，其饱和导通内阻也可以忽略；当第二电阻5006未被熔断时，当输入端INl为高电平，第一 NMOS管5004截止，第一电流源5002对第一电容5005充电，第一电容5005的电压值升高到第二非门5009的阈值时，输出端OUTl输出低电平；当输入端INl为低电平，第一 NMOS管5004导通，第一电容5005通过第一 NMOS管5004放电，当第一电容5005的电压值降低到第二非门5009的阈值时，输出端OUTl输出高电平；因为第一电容5005的充放电，使输入信号INl到一级输出信号OUTl产生一定的延时；根据UL延时微调电路11的微调值根据实际应用需求确定，本实施例的微调值t设定为30ns，则:
[0055]第一电容5005的容值为C，对第一电容5005充电时，第一电容5005的电压从OV充电到Vth=IV:
【权利要求】
1.一种智能功率模块，包括HVIC管和以所述HVIC管驱动通断的6个IGBT管，所述HVIC管具有6个输入端，该6个输入端分别与作为所述智能功率模块的六个桥臂输入端，所述HVIC管包括6个驱动电路，6个所述驱动电路分别与6个所述桥臂输入端连接，用于接收6个所述桥臂输入端的输入信号输出驱动信号驱动6个所述IGBT管通断，6个所述驱动电路的输出端分别作为所述HVIC管的6个输出端，其特征在于: 所述智能功率模块设置有调节端，所述HVIC管还包括与所述调节端连接的6个延时调节单元，6个所述延时调节单元分别连接于6个所述桥臂输入端和6个所述驱动电路之间，所述调节端接收外部的调节信号对所输入的所述输入信号进行延时调节后输出到所述驱动电路； 每个所述驱动电路接收经过相应延时调节的所述输入信号，输出端输出相对相应的所述输入信号的延时一致的所述驱动信号至相应的所述IGBT管。
2.根据权利要求1所述的智能功率模块，其特征在于，每个所述延时调节单元包括延时微调电路，所述延时微调电路电连接于所述桥臂输入端与所述驱动电路之间，输入端接收所述输入信号、输出端输出经过第一次延时调节的一级输出信号。
3.根据权利要求2所述的智能功率模块，其特征在于，所述调节端包括设于所述延时微调电路的第一调节端，该第一调节端接收第一调节信号对所述第一次延时调节的延时时长进行预设时长微调。
4.根据权利要求2所述的智能功率模块，其特征在于，所述调节端还包括第二调节端和第三调节端，每个所述延时调节单元还包括: 设有所述第二调节端的增延时电路，输入端与相应的所述延时微调电路的输出端连接，该第二调节端接收第二调节信号对所接收的所述一级输出信号进行第二次延时调节后输出二级输出信号，该第二次`延时调节的时长与所述第二调节信号值成正比； 设有所述第三调节端的减延时电路，输入端与相应的所述增延时电路的输出端连接，该第三调节端接收第三调节信号对所接收的所述二级输出信号进行第三次延时调节后输出三级输出信号至相应的所述驱动电路，该第三次延时调节的时长与所述第三调节信号值成反比。
5.根据权利要求3所述的智能功率模块，其特征在于，每个延时微调电路包括:第一非门、第一电流源、第一电阻、第一 NMOS管、第一电容、第二电阻以及第二非门，其中: 第一非门的输入端作为所述延时微调电路的输入端，输出端与第一 NMOS管的栅极相连，所述第一 NMOS管的衬底与源极相连并接地，所述第一 NMOS管的漏极与所述第一电阻的一端相连； 所述第一电阻的另一端与所述第一电流源的正端、第二电阻的一端、第二非门的输入端相连，所述第一电流源的负端接电源正端，所述第二电阻的另一端接第一电容的一端，所述电容的另一端接地，所述第二非门的输出端作为所述延时微调电路的输出端。
6.根据权利要求5所述的智能功率模块，其特征在于，所述第一调节端包括第一焊盘和第二焊盘，其中:所述第一焊盘通过一根粗线与所述第二电阻的一端相连，所述第二焊盘通过一根粗线与所述第二电阻的另一端相连，所述第一调节信号为用于使所述第二电阻熔断的电流信号；或 所述第一调节端为调节所述第一电流源输出电流大小的端口，所述调节信号为相应的驱动信号；或 所述第一调节端为调节所述第一电容容量大小的端口，所述调节信号为相应的控制信号。
7.根据权利要求4所述的智能功率模块，其特征在于，每个所述增延时电路包括:第一电压调整端、第三非门、第四非门、第五非门、第六非门、第七非门、第八非门、第九非门、第十非门、第十一非门、第二电压源、第三电压源、第四电压源、第一电压比较器、第二电压比较器、第三电压比较器、第一模拟开关、第二模拟开关、第三模拟开关、第二电容、第三电容以及第四电容，其中， 所述第一电压调整端作为所述第二调节端，且与所述第一电压比较器的正端、第二电压比较器的正端、第三电压比较器的正端相连；所述第一电压比较器的负端与所述第二电压源的正端相连，所述第二电压源的负端接地；所述第二电压比较器的负端与所述第三电压源的正端相连，所述第三电压源的负端接地；所述第三电压比较器的负端与所第四电压源的正端相连，所述第四电压源的负端接地； 所述第一电压比较器的输出端接所述第三非门的输入端，所述第三非门的输出端接所述第四非门的输入端；所述第二电压比较器的输出端接所述第五非门的输入端；所述第五非门的输出端接所述第六非门的输入端；所述第三电压比较器的输出端接所述第七非门的输入端；所述第七非门的输出端接第八非门的输入端； 所述第四非门的输出端控制所述第一模拟开关的开闭，所述第一模拟开关的控制端接所述第二电容的一端，所述第一模拟开关的固定端接所述第九非门的输出端、第十非门的输入端，所述第二电容的另一端接地； 所述第六非门的输出端控制所述第二模拟开关的开闭，所述第二模拟开关的控制端接所述第三电容的一端，所述第二模拟开关的固定端接所述第十非门的输出端、第十一非门的输入端，所述第三电容的`另一端接地； 所述第八非门的输出端控制所述第三模拟开关的开闭，所述第三模拟开关的控制端接所述第四电容的一端，所述第三模拟开关的固定端接所述第十一非门的输出端并作为所述增延时电路的输出端，所述第四电容的另一端接地；第十二非门的输入端作为所述增延时电路的输入端，输出端与所述第九非门的输入端相连。
8.根据权利要求4或7所述的智能功率模块，其特征在于，每个所述减延时电路包括:第二电压调整端、第四电压比较器、第五电压比较器、第六电压比较器、第五电压源、第六电压源、第七电压源、第十三非门、第十四非门、第十五非门、第十六非门、第十七非门、第十八非门、第十九非门、第五电容、第六电容以及第七电容，其中， 所述第二电压调整端作为所述第三调节端，与第四电压比较器的正端、第五电压比较器的正端、第六电压比较器的正端相连；所述第四电压比较器的负端与所述第五电压源的正端相连，所述第五电压源的负端接地；所述第五电压比较器的负端与所述第六电压源的正端相连，所述第六电压源的负端接地；所述第六电压比较器的负端与所述第七电压源的正端相连，所述第七电压源的负端接地； 所述第四电压比较器的输出端接第十三非门的输入端；所述第五电压比较器的输出端接接第十四非门的输入端；所述第六电压比较器的输出端接第十五非门的输入端；所述第十三非门的输出端控制所述第四模拟开关的开闭，所述第四模拟开关的控制端接第五电容的一端，所述第四模拟开关的固定端接所述第十六非门的输出端、第十七非门的输入端；所述第五电容的另一端接地；所述第十四非门的输出端控制所述第五模拟开关的开闭，所述第五模拟开关的控制端接第六电容的一端，所述第五模拟开关的固定端接所述第十七非门的输出端、第十八非门的输入端；所述第六电容的另一端接地；所述第十五非门的输出端控制所述第六模拟开关的开闭，所述第六模拟开关的控制端接第七电容的一端，所述第六模拟开关的固定端接所述第十八非门的输出端并作为所述减延时电路的输出端；所述第七电容的另一端接地，第十九非门的输入端作为所述减延时电路的输入端、输出端与所述第十六非门的输入端相连。
9.根据权利要求1所述的智能功率模块，其特征在于，所述HVIC管的6个输入端包括:第一输入端、第二输入端、第三输入端、第四输入端、第五输入端、第六输入端，所述智能功率模块的6个所述桥臂输入端包括:U相上桥臂输入端、V相上桥臂输入端、W相上桥臂输入端、U相下桥臂输入端、V相下桥臂输入端、W相下桥臂输入端，其中， 所述HVIC管的电源正端作为所述智能功率模块的低压区供电电源正端； 所述HVIC管的第一输入端作为所述智能功率模块的U相上桥臂输入端； 所述HVIC管的第二输入端作为所述智能功率模块的V相上桥臂输入端； 所述HVIC管的第三输入端作为所述智能功率模块的W相上桥臂输入端； 所述HVIC管的第四输入端作为所述智能功率模块的U相下桥臂输入端； 所述HVIC管的第五输入端作为所述智能功率模块的V相下桥臂输入端； 所述HVIC管的第六输入端作为所述智能功率模块的W相下桥臂输入端； 所述HVIC管的电源负端作为所述智能功率模块的低压区供电电源负端。
10.根据权利要求1或9所述的智能功率模块，其特征在于，所述智能功率模块还包括: 第八电容，一端与所述HVIC管的U相高压区供电电源正端相连，并作为所述智能功率模块的U相高压区供电电源正端，所述HVIC管的U相高压区供电电源负端与所述第八电容的另一端相连，并作为所述智能功率模块的U相高压区供电电源负端； 第九电容，一端与所述HVIC管的V相高压区供电电源正端相连，并作为所述智能功率模块的V相高压区供电电源正端，所述HVIC管的V相高压区供电电源负端与所述第九电容的另一端相连，并作为所述智能功率模块的V相高压区供电电源负端； 第十电容，一端与所述HVIC管的W相高压区供电电源正端相连，并作为所述智能功率模块的W相高压区供电电源正端，所述HVIC管的W相高压区供电电源负端与所述第十电容的另一端相连，并作为所述智能功率模块的W相高压区供电电源负端； 所述6个IGBT管包括: 第一 IGBT管，栅极与所述HVIC管的第一输出端相连，所述第一 IGBT管的集电极与第一FRD 管的阴极相连并接所述智能功率模块的高电压输入端，所述第一 IGBT管的射极与所述第二 FRD管的阳极相连并接所述智能功率模块的U相高压区供电电源负端； 第二 IGBT管，栅极与所述HVIC管的第二输出端相连，所述第二 IGBT管的集电极与第二FRD管的阴极相连并接所述智能功率模块的高电压输入端，所述第二 IGBT管的射极与所述第二 FRD管的阳极相连并接所述智能功率模块的V相高压区供电电源负端； 第三IGBT管，栅极与所述HVIC管的第三输出端相连，所述第三IGBT管的集电极与第三FRD管的阴极相连并接所述智能功率模块的高电压输入端，所述第三IGBT管的射极与所述第三FRD管的阳极相连并接所述智能功率模块的W相高压区供电电源负端； 第四IGBT管，栅极与所述HVIC管的第四输出端相连，所述第四IGBT管的集电极与第四FRD管4114的阴极相连并接所述智能功率模块的U相高压区供电电源负端，所述第四IGBT管4124的射极与所述第四FRD管的阳极相连并接所述智能功率模块的U相低电压参考端； 第五IGBT管， 栅极与所述HVIC管的第五输出端相连，所述第五IGBT管的集电极与第五FRD管的阴极相连并接所述智能功率模块的V相高压区供电电源负端，所述第五IGBT管的射极与所述第五FRD管的阳极相连并接所述智能功率模块的V相低电压参考端； 第六IGBT管，栅极与所述HVIC管的第六输出端相连，所述第六IGBT管的集电极与第六FRD管的阴极相连并接所述智能功率模块的W相高压区供电电源负端，所述第六IGBT管的射极与所述第六FRD管的阳极相连并接所述智能功率模块的W相低电压参考端。
【文档编号】H02M1/08GK103872884SQ201410112558
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2014年3月24日 优先权日:2014年3月24日
【发明者】冯宇翔 申请人:美的集团股份有限公司