智能功率模块IPM及其控制方法、芯片及电子设备与流程

本技术实施例涉及功率半导体技术。更具体地讲，涉及一种智能功率模块ipm及其控制方法、芯片及电子设备。

背景技术：

1、智能功率模块(intelligent power module，简称ipm)常用于家用电器、工业机器和车载产品等的三相逆变器电路里。

2、目前，ipm的应用电源规格多种多样，用于控制ipm的微控制单元(microcontrollerunit，mcu)和数字信号处理单元(digital signal processing，dsp)等外部控制单元的输出电压规格也各不相同，除了晶体管-晶体管逻辑ttl(transistor-transistor logic)输出之外，还包括互补金属氧化物半导体(complementary metaloxide semiconductor)cmos输出、3.3v输出等多种输出电压规格。而由于ipm具有确定规格的输入电路，通常仅能满足部分输出电压规格的信号接收，例如，当输入电路的电压阈值不符合用户的输出电压规格的情况下，信号将不能正确地接口，无法实现ipm正常的信号接收与控制。

3、相关技术中，为了实现将不同输出电压规格的信号正常传输到ipm中，不将mcu或dsp或其它外部控制单元直接连接在ipm，而是通过在ipm外部追加接口用的电路的方式，利用追加接口用的电路实现信号的传输，这将导致开发成本的大幅提高。

技术实现思路

1、本技术实施例提供一种智能功率模块ipm及其控制方法、芯片及电子设备，可实现在不增加ipm外部接口电路的基础上，实现外部控制单元不同输出电压规格的信号传输。

2、第一方面，本技术实施例提供一种智能功率模块ipm所述ipm包括：第一芯片ic、信号输入端子和信号输出端子；所述第一芯片ic包括信号识别及切换电路和输入i/f电路，所述输入i/f电路包括多个不同电压规格的i/f电路；

3、所述信号识别及切换电路，其分别与所述信号输出端子和所述输入i/f电路电连接，用于检测所述信号输出端子的电平信号，并将检测结果传输至所述输入i/f电路；

4、所述信号输入端子，其分别与外部控制单元和所述输入i/f电路电连接，用于接收外部控制单元传输的i/f信号，并将所述i/f信号传输至所述输入i/f电路；

5、所述输入i/f电路，用于基于所述检测结果选择切换至对应电压规格的i/f电路，并基于所述i/f电路将所述i/f信号传输至所述第一芯片ic中对应的i/f处理模块，使所述i/f处理模块对所述i/f信号进行相应的处理。

6、本技术实施例提供的上述ipm，通过在ipm中增加信号识别及切换电路和包含多种电压规格i/f电路的输入i/f电路，输入i/f电路基于信号识别及切换电路检测到的信号输出端子的电平信号切换至对应电压规格的i/f电路，该i/f电路接收外部控制单元通过信号输入端子传输的i/f信号，并传输到对应的i/f处理模块实现i/f信号的处理和控制，无需增加ipm外部接口电路，即可实现不同电压规格的正常信号传输，有效降低开发成本。

7、在一种实施方式中，所述ipm还包括电压设置电路，所述电压设置电路与所述信号输出端子电连接，用于根据外部控制器的传输电压规格设置所述信号输出端子两端的电压，使得所述信号输出端子具有对应的电平信号。

8、本技术实施例中，上述ipm可以根据外部控制器的传输电压规格设置信号输出端子两端的电压，从而快速切换到对应电压规格的i/f电路。

9、在一种实施方式中，所述电压设置电路包括电源、第一电阻和第二电阻；所述第一电阻的一端连接至所述信号输出端子，其另一端连接至电源；所述第二电阻的一端连接至所述信号输出端子，其另一端接地；

10、所述第一电阻和/或所述第二电阻，用于在所述信号输出端子没有接收到所述第一芯片ic中的保护电路输出的电路保护信号时，接收外部控制单元的调节信号，以调节至对应的电阻值，使得所述信号输出端子两端的电压与外部控制器的传输电压规格匹配。

11、本技术实施例中，上述ipm利用信号输出端子没有用作保护端子的情况下，调节第一电阻和第二电阻，以调节信号输出端子的电压，进而根据该电压匹配对应的i/f电路，实现灵活调节信号输出端子的电压，并且不影响ipm的电路保护功能。

12、在一种实施方式中，所述i/f输入电路至少包括以下电压规格的i/f电路之一：互补金属氧化物半导体cmos对应电压规格的i/f电路、ttl对应电压规格的i/f电路和3.3v电压规格的i/f电路；所述信号识别及切换电路包括比较模块；所述输入i/f电路还包括分别与多个不同电压规格的i/f电路电连接的选择模块；

13、所述比较模块，分别与所述信号输出端子和所述选择模块电连接，用于检测所述信号输出端子的电平信号，并将检测结果传输至所述选择模块；所述选择模块，用于根据所述检测结果选择切换至对应电压规格的i/f电路。

14、本技术实施例中，上述ipm可以支持cmos、ttl以及3.3v等外部控制单元传输电压规格，进一步提高i/f电路的选择切换效率。

15、在一种实施方式中，所述比较模块包括第一比较器和第二比较器；

16、所述第一比较器，其正输入端与第一预设电压源电连接，其负输入端与所述信号输出端子电连接，其输出端所述选择模块电连接，用于比较所述第一预设电压源和所述信号输出端子之间的电压大小，并输出所述信号输出端子对应的第一电平信号至所述选择模块；

17、所述第二比较器，其正输入端与第二预设电压源电连接，其负输入端与所述信号输出端子电连接，其输出端与所述选择模块电连接，用于比较所述第二预设电压源和所述信号输出端子之间的电压大小，并输出所述信号输出端子对应的第二电平信号至所述选择模块；

18、所述选择模块，用于根据所述第一比较器和所述第二比较器输出的检测结果，选择切换至对应电压规格的i/f电路。

19、本技术实施例中，上述ipm利用第一比较器和第二比较器比较信号输出端子和第一预设电压源和第二预设电压源之间的电压，可以有效提高电平信号的检测效率。

20、在一种实施方式中，所述选择模块包括第一逻辑门电路、第二逻辑门电路和第三逻辑门电路；其中，所述第一逻辑门电路包括第一非门和第二非门，所述第二逻辑门电路包括第一与非门、第二与非门和第三与非门，所述第三逻辑门电路包括或非门；

21、所述第一非门的输入端连接至所述第一比较器的输出端，其输出端连接至所述第一与非门；所述第二非门的输入端连接至所述第二比较器的输出端，其输出端连接至所述第二与非门；

22、所述第一与非门的输入端分别连接至所述第一非门的输出端、所述第二非门的输出端以及所述cmos对应电压规格的i/f电路；所述第二与非门分别连接至所述第二非门的输出端、所述第一比较器的输出端以及所述ttl对应电压规格的i/f电路；所述第三与非门分别连接至所述第一比较器的输出端、所述第二比较器的输出端以及所述3.3v电压规格的i/f电路；

23、所述或非门的输入端分别连接所述第一与非门、所述第二与非门和所述第三与非门的输出端，其输出端连接至所述i/f处理模块。

24、本技术实施例中，上述ipm的选择模块由逻辑门电路组成，可以高效实现对多种电压传输规格之间的灵活切换。

25、在一种实施方式中，所述信号输入端子至少包括以下端子之一：u相输入端子、v相输入端子和w相输入端子。

26、本技术实施例中，上述ipm能够支持外部控制单元利用一个或多个信号输入端子进行i/f信号传输。

27、第二方面，本技术实施例提供一种ipm控制方法，所述ipm包括：第一芯片ic、信号输入端子和信号输出端子；所述第一芯片ic包括信号识别及切换电路和输入i/f电路，所述输入i/f电路包括多个不同电压规格的i/f电路；所述方法包括：

28、信号识别及切换电路检测信号输出端子的电平信号，并将检测结果传输至所述输入i/f电路；

29、信号输入端子接收外部控制单元传输的i/f信号，并将所述i/f信号传输至所述输入i/f电路；

30、所述输入i/f电路基于所述检测结果选择切换至对应电压规格的i/f电路，并基于所述i/f电路将所述i/f信号传输至所述第一芯片ic中对应的i/f处理模块，使所述i/f处理模块对所述i/f信号进行相应的处理。

31、在一种实施方式中，该ipm控制方法用于执行上述第一方面中的任一种可能的实现方式。

32、第三方面，本技术实施例提供一种芯片，包括所述的ipm，以及，与所述ipm电连接的外部控制单元。

33、在一种实施方式中，该芯片用于执行上述第一方面中的任一种可能的实现方式。

34、第四方面，本技术实施例提供一种电子设备，包括所述的ipm。

35、在一种实施方式中，该电子设备用于执行上述第一方面中的任一种可能的实现方式。