智能功率模块的制作方法_4

文档序号:8849617阅读:来源:国知局
端VS3’与所述W相的上桥臂电路的IGBT管Q3’的射极、所述第三FRD管D3’的阳极、所述W相的下桥臂电路的IGBT管Q6’的集电极、所述第六FRD管D6’的阴极以及所述第三滤波电容C3’的另一端共接并作为所述智能功率模块40的W相高压区供电负端WVS’,所述第三滤波电容C3’连接于所述W相高压区供电正端WVB’与所述W相高压区供电负端WVS’之间;所述U相的上桥臂电路的IGBT管Q1’的集电极与所述第一 FRD管D1’的阴极、所述V相的上桥臂电路的IGBT管Q2’的集电极、所述第二 FRD管的阴极D2’、所述W相的上桥臂电路的IGBT管Q3’的集电极、所述第三FRD管D3’的阴极共接并作为所述智能功率模块40的高电压输入端P’ ( 一般接300V);所述HVIC管401的第一低压区输出端L01’、第二低压区输出端L02’及第三低压区输出端L03’分别与所述U相的下桥臂电路的IGBT管Q4’的栅极、所述V相的下桥臂电路的IGBT管Q5’的栅极及所述W相的下桥臂电路的IGBT管Q6’的栅极相连;以及所述第一采样电阻Rl的一端连接至所述HVIC管401的第四输入端IN4’ (第一电压信号采集端)、所述第二采样电阻R2的一端连接至所述HVIC管401的第五输入端IN5’ (第二电压信号采集端)和所述第三采样电阻R3的一端连接至所述HVIC管401的第六输入端IN6’ (第三电压信号采集端);所述HVIC管401通过所述第四输入端IN4’、所述第五输入端IN5’和所述第六输入端IN6’分别监测所述第一采样电阻R1、所述第二采样电阻R2和所述第三采样电阻R3两端的压降,以分别调整所述U相上桥臂的IGBT管Q1’和所述U相的下桥臂电路的IGBT管Q4’的信号周期、所述V相的上桥臂电路的IGBT管Q2’和所述V相的下桥臂电路的IGBT管Q5’的信号周期、所述W相的上桥臂电路的IGBT管Q3’和所述W相的下桥臂电路的IGBT管Q6’的信号周期,使 IGBT 管 Q1’ 和 IGBT 管 Q4’、IGBT 管 Q2’ 和 IGBT 管 Q5’、IGBT 管 Q3’ 和 IGBT管Q6’均不同时导通。
[0058]根据本实用新型的一个实施例,在上述技术方案中,优选地,所述HVIC管401包括自举电路,所述自举电路包括:第一自举二极管D7 ’至第三自举二极管D9 ’,以及所述第一自举二极管D7’至所述第三自举二极管D9’的阳极与所述HVIC管401的所述电源端VCC’相连;所述第一自举二极管D7’的阴极与所述HVIC管401的所述第一供电正端VB1’相连;所述第二自举二极管D8’的阴极与所述HVIC管401的所述第二供电正端VB2’相连;所述第三自举二极管D9’的阴极与所述HVIC管401的所述第三供电正端VB3’相连。
[0059]根据本实用新型的一个实施例,在上述技术方案中,优选地,在所述HVIC管401的所述第一输入端ΙΝΓ为高电平信号时,所述HVIC管401的所述第一高压区输出端H01’、所述第二高压区输出端H02’和所述第三高压区输出端H03’为高电平以及所述第一低压区输出端L01’、所述第二低压区输出端L02’和所述第三低压区输出端L03’为低电平,则所述U相的上桥臂电路的IGBT管Q1’导通及所述U相的下桥臂电路的IGBT管Q4’截止、所述V相的上桥臂电路的IGBT管Q2’导通及所述V相的下桥臂电路的IGBT管Q5’截止及所述W相的上桥臂电路的IGBT管Q3’导通及所述W相的下桥臂电路的IGBT管Q6’截止,以使所述第一采样电阻R1、所述第二采样电阻R2和所述第三采样电阻R3产生的压降受控;或者在所述HVIC管401的所述第一输入端ΙΝΓ为低电平信号时,所述HVIC管401的所述第一高压区输出端H01’、所述第二高压区输出端H02’和所述第三高压区输出端H03’为低电平以及所述第一低压区输出端L01’、所述第二低压区输出端L02’和所述第三低压区输出端L03’为高电平,则所述U相的上桥臂电路的IGBT管Q1’导通及所述U相的下桥臂电路的IGBT管Q4’导通、所述V相的上桥臂电路的IGBT管Q2’导通及所述V相的下桥臂电路的IGBT管Q5’导通及所述W相的上桥臂电路的IGBT管Q3’导通及所述W相的下桥臂电路的IGBT管Q6’导通,以使所述第一采样电阻R1、所述第二采样电阻R2和所述第三采样电阻R3产生的压降受控。
[0060]根据本实用新型的实施例的智能功率模块40的工作原理为:当U相的U相的上桥臂电路的IGBT管Q1’和U相的下桥臂电路的IGBT管Q4’分别导通时,流过第一采样电阻Rl的电流受控,则第一采样电阻Rl产生的压降受控;而当U相的上桥臂电路的IGBT管Q1’和U相的下桥臂电路的IGBT管Q4’同时导通时,流过第一采样电阻Rl的电流会瞬间变得非常大,则第一采样电阻Rl产生的压降也会瞬间增大;HVIC管401的第四输入端IN4’用于监测第一采样电阻Rl两端的压降,自动实时在线调整并驱动U相的上桥臂电路的IGBT管Q1’和U相的下桥臂电路的IGBT管Q4’的信号的周期,使U相的上桥臂电路的IGBT管Q1’和U相的下桥臂电路的IGBT管Q4’不再同时导通,进而使智能功率模块40工作在安全状态,以延长智能功率模块的使用寿命。
[0061]同样地,当V相的上桥臂电路的IGBT管Q2’和V相的下桥臂电路的IGBT管Q5’分别导通时,流过第二采样电阻R2的电流受控,则第二采样电阻R2产生的压降受控;而V相的上桥臂电路的IGBT管Q2’和V相的下桥臂电路的IGBT管Q5’同时导通时,流过第二采样电阻R2的电流会瞬间变得非常大,则第二采样电阻R2产生的压降也会瞬间增大;HVIC管的第五输入端IN5’用于监测第二采样电阻R2两端的压降,自动实时在线调整并驱动V相的上桥臂电路的IGBT管Q2’和V相的下桥臂电路的IGBT管Q5’的信号的周期,使V相的上桥臂电路的IGBT管Q2’和V相的下桥臂电路的IGBT管Q5’不再同时导通,进而使智能功率模块工作在安全状态,以延长智能功率模块的使用寿命;
[0062]同样地,当W相的上桥臂电路的IGBT管Q3’和W相的下桥臂电路的IGBT管Q6’分别导通时,流过第三采样电阻R3的电流受控,则第三采样电阻R3产生的压降受控;当W相的上桥臂电路的IGBT管Q3’和W相的下桥臂电路的IGBT管Q6’同时导通时,流过第三采样电阻R3的电流会瞬间变得非常大,则第三采样电阻R3产生的压降也会瞬间增大;HVIC管的第六输入端IN6’监测第三采样电阻R3两端的压降,自动实时在线调整并驱动W相的上桥臂电路的IGBT管Q3’和W相的下桥臂电路的IGBT管Q6’的信号的周期,使W相的上桥臂电路的IGBT管Q3’和W相的下桥臂电路的IGBT管Q6’不再同时导通,进而使智能功率模块工作在安全状态,以延长智能功率模块的使用寿命。
[0063]由于U、V、W三相调整电路完全相同,本实用新型以U相调整电路的电路结构为具体实施例作进一步说明。
[0064]如图5所示,所述智能功率模块40的U相工作电路包括:施密特触发器U1、第一非门U2、第二非门U3、第三非门U4、第四非门U5、第一延时调整电路、第二延时调整电路、第五非门U6、第六非门U7、第七非门U8、异或门U11、第一与门U12、第二与门U13 ;其中,第一延时调整电路和第二延时调整电路的电路结构相同,所述第一延时控制电路包括:第八非门U9、NMOS管匪1、第二 NMOS管匪2、第一电容C4’、电压比较器UlO、第一电压源V1、RS触发器RSl。
[0065]具体地,所述HVIC管401的所述第一输入端INl ’与所述施密特触发器Ul的输入端相连,所述施密特触发器Ul的输出端同时与所述第一非门U2的输入端、所述第二非门U3的输入端相连,所述第一非门U2的输出端与所述第三非门U4的输入端相连,所述第三非门U4的输出端A与所述NMOS管匪I的漏极、所述第一电容C4’的一端和所述第四非门U5的输入端相连,所述第四非门U5的输出端与所述第五非门U6的输入端相连,所述第五非门U6的输出端C与所述异或门Ull的第一输入端、所述第一与门U12的第一输入端相连,所述第二非门U3的输出端与所述第六非门U7的输入端相连,所述第六非门U7的输出端与所述第七非门U8的输入端相连,所述第七非门U8的输出端B与所述异或门Ull的第二输入端、所述第二与门U13的第一输入端相连,所述异或门Ull的输出端D与所述第一与门U12的第二输入端、所述第二与门U13的第二输入端相连,所述第一与门U12的输出端作为所述U相调整电路的第一输出端,所述第二与门U13的输出端作为所述U相调整电路的第二输出端;所述HVIC管401的所述第四输入端IN4’与所述电压比较器UlO的正输入端相连,所述电压比较器UlO的负输入端与所述第一电压源Vl的正端相连,所述第一电压源Vl的负端接地,所述电压比较器UlO的输出端与所述RS触发器RSl的S端相连,所述RS触发器RSl的R端接地,所述RS触发器RSl的Q端与所述第八非门U9的输入端相连,所述第八非门U9的输出端与所述NMOS管匪I的栅极相连,所述NMOS管匪I的衬底与所述NM
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