智能功率模块和高压集成系统的制作方法

本发明涉及电子电路，尤其涉及一种智能功率模块和高压集成系统。

背景技术：

1、高压集成电路，即hvic(high voltage integrated circuit)，是一种用于把mcu信号转换成驱动igbt等开关管的驱动信号的集成电路产品。一般来说，高压集成电路把各类开关管、二极管、稳压管、电阻、电容等基础器件集成在一起，形成驱动电路、脉冲生成电路、延时电路、滤波电路、过流保护电路、过热保护电路、欠压保护电路、自举电路等。高压集成电路在工作时，一方面接收外接处理器的控制信号，驱动后续的开关管工作，另一方面，还将相关的工作状态检测信号送回外接处理器，以实现对电路工况的控制。

2、相关技术中，集成高压集成电路的智能功率模块的应用环境较恶劣，经常被使用在高温高湿、低温、沿海等场所，尤其是现在智能功率模块的集成度越来越高，引脚间隙趋于密集，如模块处于高湿的环境下启动，由于模块还未发热，附着在模块表面的湿气未驱走，存在引脚间漏电，由于智能功率模块是非全密封结构，湿气侵入模块内部，导致内部漏电，导致模块失效。如何避免智能功率模块在高湿的环境下出现异常，提高智能功率模块的可靠性。

技术实现思路

1、本发明的目的在于针对现有技术中的不足之处，提供一种智能功率模块和高压集成系统，能够有效防止在高湿的环境下出现异常且可靠性高。

2、为达此目的，本发明采用以下技术方案：

3、第一方面，本发明提供一种智能功率模块，所述智能功率模块包括用于接收驱动信号的高压集成电路和与所述高压集成电路连接的逆变器；所述高压集成电路包括依次电连接的故障逻辑控制电路和驱动电路，所述故障逻辑控制电路用于产生第一故障信号，所述故障逻辑控制电路的第一输出端连接至所述驱动电路的使能输入端；所述驱动电路根据所述驱动信号驱动所述逆变器，并根据所述第一故障信号进入锁止；所述锁止为所述驱动电路将其所有通道的输出设置为低电平；所述逆变器用于驱动外部的终端设备；

4、所述智能功率模块还包括湿度传感器和第一晶体管，所述湿度传感器的等效阻值与外界湿度一一对应，且呈外界湿度越高则所述等效阻值越小的负相关特性；所述第一晶体管为nmos管，所述故障逻辑控制电路的第二输出端连接至所述第一晶体管的栅极，所述第一晶体管的源极接地；所述第一晶体管的漏极作为所述智能功率模块的第一湿度输出端，用于将所述故障逻辑控制电路产生的第二故障信号输出至外部的处理器启动故障保护；

5、所述高压集成电路还包括湿度检测控制电路，所述湿度检测控制电路的输入端连接至所述湿度传感器的输出端，所述湿度检测控制电路的第一输出端连接至所述故障逻辑控制电路的第一输入端；所述湿度检测控制电路用于判断若所述等效阻值小于预设的电阻值时输出湿度故障信号；所述故障逻辑控制电路还用于根据接收的所述湿度故障信号产生相应的所述第二故障信号并将所述第二故障信号输出至所述第一晶体管，同时将所述第一故障信号设置为高电平以使所述驱动电路锁止；所述第二故障信号用于所述处理器将所述驱动信号设置为低电平以启动故障保护。

6、更进一步地，所述智能功率模块还包括第二晶体管，所述湿度检测控制电路的第二输出端连接至所述第二晶体管的栅极，所述第二晶体管的源极接地；所述第二晶体管的漏极作为所述智能功率模块的第二湿度输出端，用于所述处理器判断湿度状态；所述处理器判断湿度状态根据当所述等效阻值小于预设的电阻值时，所述湿度检测控制电路控制所述第二晶体管的漏极输出的信号为低电平，则所述处理器判断湿度状态为需要启动湿度故障保护的状态。

7、更进一步地，所述湿度检测控制电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容、第二电容、比较器和反相器；

8、所述比较器的负输入端作为所述湿度检测控制电路的输入端，且所述比较器的负输入端分别连接至所述第一电容的第一端和所述第一电阻的第二端；所述第一电容的第二端接地；

9、所述第一电阻的第一端分别连接至电源电压、所述第二电阻的第一端和所述比较器的电源输入端；

10、所述第二电阻的第二端分别连接至所述比较器的正输入端、所述第三电阻的第一端和所述第二电容的第一端；

11、所述比较器的接地端、所述第三电阻的第一端和所述第二电容的第一端均接地；

12、所述比较器的输出端作为所述湿度检测控制电路的第二输出端，且所述比较器的输出端连接至所述反相器的输入端；

13、所述反相器的输出端作为所述湿度检测控制电路的第一输出端。

14、更进一步地，所述高压集成电路还包括使能电路，所述使能电路包括使能施密特电路、使能滤波器和使能电平转换电路；

15、所述使能施密特电路的输入端作为所述智能功率模块的使能信号输入端，用于接收所述处理器发送的en信号以使所述驱动电路进入锁止；

16、所述使能施密特电路的输出端连接至所述使能滤波器的输入端；

17、所述使能滤波器的输出端连接至所述使能电平转换电路的输入端；

18、所述使能电平转换电路的输出端作为所述使能电路的输出端；

19、使能电路的输出端分别连接至所述故障逻辑控制电路的第一输入端和所述湿度检测控制电路的第一输出端。

20、更进一步地，所述高压集成电路还包括欠压保护电路和过流保护电路；

21、所述欠压保护电路的输出端连接至所述故障逻辑控制电路的第二输入端；

22、所述过流保护电路的输出端连接至所述故障逻辑控制电路的第三输入端。

23、更进一步地，所述驱动电路包括高压侧驱动电路、互锁电路和低压侧驱动电路，所述高压侧驱动电路通过所述互锁电路和所述低压侧驱动电路连接。

24、更进一步地，所述高压侧驱动电路设有3通道，所述高压侧驱动电路包括高侧欠压保护电路和自举电路，所述高侧欠压保护电路用于实现高侧驱动欠压保护功能，所述自举电路用于实现自举供电功能；所述低压侧驱动电路设有3通道。

25、更进一步地，所述逆变器包括6个，所述高压侧驱动电路的3通道分别驱动3个所述逆变器，所述低压侧驱动电路的3通道分别驱动另外3个所述逆变器。

26、更进一步地，每一所述逆变器包括一个三极管和与所述三极管并联设置的一个二极管。

27、第二方面，本发明还提供一种高压集成系统，所述高压集成系统包括依次电连接的处理器、如本发明提供的上述的智能功率模块和终端设备。

28、本发明的有益效果：本发明中，通过所述智能功率模块设置高压集成电路、湿度传感器和第一晶体管，再通过所述高压集成电路设置湿度检测控制电路；其中，所述湿度检测控制电路判断若所述湿度传感器的所述等效阻值小于预设的电阻值时输出湿度故障信号，所述故障逻辑控制电路根据接收的所述湿度故障信号产生相应的所述第二故障信号并将所述第二故障信号输出至所述第一晶体管，所述第一晶体管的漏极将所述故障逻辑控制电路产生的第二故障信号输出至外部的处理器启动故障保护。同时，所述故障逻辑控制电路将所述第一故障信号设置为高电平以使所述驱动电路锁止，所述锁止为所述驱动电路将其所有通道的输出设置为低电平。该电路设置使得所述湿度检测控制电路可以在外界湿度高时，通过判断若所述等效阻值小于预设的电阻值时输出湿度故障信号，再依次通过所述故障逻辑控制电路和所述第一晶体管将所述第二故障信号输出至外部的处理器启动故障保护，并同时通过所述故障逻辑控制电路将所述第一故障信号设置为高电平以使所述驱动电路锁止，从而避免所述智能功率模块和高压集成系统在高湿的环境下出现异常，从而使得所述智能功率模块和高压集成系统的可靠性高。