智能功率模块、空调器控制器及空调器制造技术

技术编号:18355362 阅读:8 留言:0更新日期:2018-07-02 08:16
本发明专利技术提供了一种智能功率模块、空调器控制器及空调器,通过在内部增加检测电路、上桥过流控制电路和下桥过流控制电路,并将采样电阻改为内置,使得当智能功率模块驱动负载发生过流时,能对过流时采样电阻上的电压信号进行延时反馈,以此起到对电压噪声的过滤,提高了过流检测的准确性,且在过流时通过上桥过流控制电路和下桥过流控制电路分别控制其三相上桥臂IGBT管都截止和三相下桥臂IGBT管分别间歇导通,能对由于过流时IPM模块驱动的负载产生的感应电荷进行有效安全的泄放,因而避免了残余电荷对IGBT管产生冲击,提高了IPM模块可靠性。

【技术实现步骤摘要】
智能功率模块、空调器控制器及空调器
本专利技术涉及智能功率模块
,尤其涉及一种智能功率模块、空调器控制器及空调器。
技术介绍
智能功率模块,即IPM(IntelligentPowerModule,智能功率模块),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,并内部设置有过电压、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。智能功率模块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。现有的IPM模块100的电路结构如图1所示,包括HVIC管(HighVoltageIntegratedCircuit,高压集成电路芯片)111、三相上桥臂IGBT管(InsulatedGateBipolarTransistor,绝缘栅双极型晶体管)111、112、113,以及三相下桥臂IGBT管114、115、116,其中HVIC管111内部包括分别于三相上桥臂IGBT管连接的UH驱动电路101、VH驱动电路102、WH驱动电路103,以及分别于三相下桥臂IGBT连接的UL驱动电路104、VL驱动电路105和WL驱动电路106,这六个驱动电路在IPM模块100输入的六路控制信号的控制下分别驱动对应的六个IGBT管进行开关状态切换。其IPM模块100实际工作时的推荐电路如图2所示,其IPM模块100的通过输入的六路控制信号与MCU200连接,IPM模块100的U、V、W三相输出端连接电机139的三相绕组,电容135、136、137分别为连接三相输出端子和对应相高压电源正端的自举电容,通过MCU200输出的六路控制信号控制IPM模块100的六个IGBT管的开关状态进行切换,输出对应的三相驱动信号到电机139,从而驱动电机139的运行。进一步的,UN、VN、WN相连并接电阻138的一端,电阻138用来检测IPM模块100驱动电机139的输出电流值并输入到MCU的Pin7脚,在实际应用中,特别是在变频空调应用中,根据环境变化,MCU检测所述电阻138的电压变化,控制所述智能功率模块100的工作状态,当所述电阻138的电压值大于某一特定值,即流过所述智能功率模块100的电流大于某一特定值时,证明所述智能功率模块100存在过负荷工作异常发热的风险,所述MCU管200的PIN1~PIN6端同时输出低电平,控制所述智能功率模块100停止动作。通过上述机制,只要所述某一特定电压值设置得足够小,就可以保证所述智能功率模块100不被破坏,但带来的弊端也比较明显:首先,智能功率模块的工作环境恶劣,电压噪声非常大,极易产生误触发,导致实际电流并未过流而停机;其次,当真正的过流发生时,因为所述智能功率模块100的负载为感性原件,过流必然产生残余电荷,所述智能功率模块100的忽然停止工作导致残余电荷没有放电回路而产生集聚,当所述智能功率模块100再次上电后,负载端残余电荷对IGBT管产生冲击,有可能对IGBT管造成微损伤,严重时会导致所述智能功率模块100烧毁,使系统瘫痪,甚至引发火灾等安全事故。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种智能功率模块、空调器控制器及空调器,目的在于解决智能功率模块在工作过程中过流检测由于干扰易误触发以及负载产生的感应电荷对智能功率模块产生冲击影响其模块工作可靠性问题。为实现上述目的,本专利技术提供的一种智能功率模块,包括三相上桥臂IGBT管和三相下桥臂IGBT管,以及与所述三相上桥臂IGBT管和三相下桥臂IGBT管中每一个IGBT管对应的驱动电路和桥臂控制信号输入端,其特征在于,所述智能功率模块还包括过流检测电路、上桥过流控制电路和下桥过流控制电路;所述过流检测电路的第一输出端连接所述上桥过流控制电路的控制端,所述过流检测电路的第二输出端连接所述下桥过流控制电路的控制端,所述上桥过流控制电路的三个输出端分别连接所述三相上桥臂IGBT管对应的驱动电路,所述下桥过流控制电路的三个输出端分别连接所述三相下桥臂IGBT管对应的驱动电路,所述上桥过流控制电路和所述下桥过流控制电路的三个输入端分别连接对应的桥臂控制信号输入端;所述过流检测电路用于检测所述智能功率模块驱动负载的电流值,当所述电流值每一次大于预设电流阈值时,所述过流检测电路输出保护信号到所述上桥过流控制电路和所述下桥过流控制电路,以断开对应IGBT管所对应的桥臂控制信号输入端与驱动电路的连接,并控制所述三相上桥臂IGBT管截止,以及在每一次所述电流值大于所述预设电流阈值时,控制所述三相下桥臂IGBT管中的每一个IGBT管分别按照预设频率间歇导通,以对所述智能功率模块驱动的负载的感应电荷进行泄放。在一种可能的设计中,所述过流检测电路包括比较模块、延时模块和输出模块;所述比较模块输入端为过流检测电路输入端,所述比较模块输出端连接延时模块输入端,所述延时模块输出端连接所述输出模块,所述输出模块的两个输出端为所述过流检测电路输出端;所述比较模块输入端用于检测输入的所述智能功率模块驱动负载电流值的电压信号,并与预设电压值进行比较,当超过所述预设电压值时输出过流信号到所述延时模块,并经所述延时模块延时后输入到所述输出模块,经所述输出模块进行电平转换输出两路保护信号至所述上桥过流控制电路和所述下桥过流控制电路。在一种可能的设计中,所述比较模块包括比较器、电压源;所述电压源的一端接地,另一端连接所述比较模块的同相输入端,所述比较模块的反向输入端为所述比较模块输入端。在一种可能的设计中,所述延时模块包括延时电路、第一非门和第二非门;所述第一非门输入端为所述延时模块输入端,所述第一非门输出端连接所述延时电路输入端;所述延时电路输出端连接所述第二非门输入端,所述第二非门输出端为所述延时模块输出端。在一种可能的设计中,所述输出模块包括第五非门;所述输出模块的第一输出端与所述输出模块输入端共接于所述第五非门的输入端,所述第五非门输出端为所述输出模块的第二输出端。在一种可能的设计中,所述下桥过流控制电路包括第六非门、第七非门、选通电路、第一模拟开关、第二模拟开关、第三模拟开关、第四模拟开关、第五模拟开关、第六模拟开关、信号发生器、第一或门、第二或门和第三或门;所述第六非门的输入端为所述下桥过流控制电路控制端,所述第六非门的输出端连接所述第七非门的输入端,所述第六非门的输出端同时连接所述选通电路的时钟输入端;所述第一模拟开关、第二模拟开关和第三模拟开关的一端组成所述下桥过流控制电路的三个输入端,所述第一模拟开关的另一端连接所述第一或门的一输入端,所述第二模拟开关的另一端连接所述第二或门的一输入端,所述第三模拟开关的另一端连接所述第三或门的一输入端;所述第七非门的输出端同时分别与所述第一模拟开关、所述第二模拟开关、所述第三模拟开关控制端和所述选通电路的使能端连接,所述选通电路的三个输出端分别连接所述第四模拟开关、第五模拟开关和第六模拟开关的控制端;所述第四模拟开关的一端连接所述第一或门的另一输入端,所述第五模拟开关的一端连接所述第二或门的另一输入端,所述第六模拟开关的一端连接所述第三或门的本文档来自技高网
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智能功率模块、空调器控制器及空调器

【技术保护点】
1.一种智能功率模块,包括三相上桥臂IGBT管和三相下桥臂IGBT管,以及与所述三相上桥臂IGBT管和三相下桥臂IGBT管中每一个IGBT管对应的驱动电路和桥臂控制信号输入端,其特征在于,所述智能功率模块还包括过流检测电路、上桥过流控制电路和下桥过流控制电路;所述过流检测电路的第一输出端连接所述上桥过流控制电路的控制端,所述过流检测电路的第二输出端连接所述下桥过流控制电路的控制端,所述上桥过流控制电路的三个输出端分别连接所述三相上桥臂IGBT管对应的驱动电路,所述下桥过流控制电路的三个输出端分别连接所述三相下桥臂IGBT管对应的驱动电路,所述上桥过流控制电路和所述下桥过流控制电路的三个输入端分别连接对应的桥臂控制信号输入端;所述过流检测电路用于检测所述智能功率模块驱动负载的电流值,当所述电流值每一次大于预设电流阈值时,所述过流检测电路输出保护信号到所述上桥过流控制电路和所述下桥过流控制电路,以断开对应IGBT管所对应的桥臂控制信号输入端与驱动电路的连接,并控制所述三相上桥臂IGBT管截止,以及在每一次所述电流值大于所述预设电流阈值时,控制所述三相下桥臂IGBT管中的每一个IGBT管分别按照预设频率间歇导通,以对所述智能功率模块驱动的负载的感应电荷进行泄放。...

【技术特征摘要】
1.一种智能功率模块,包括三相上桥臂IGBT管和三相下桥臂IGBT管,以及与所述三相上桥臂IGBT管和三相下桥臂IGBT管中每一个IGBT管对应的驱动电路和桥臂控制信号输入端,其特征在于,所述智能功率模块还包括过流检测电路、上桥过流控制电路和下桥过流控制电路;所述过流检测电路的第一输出端连接所述上桥过流控制电路的控制端,所述过流检测电路的第二输出端连接所述下桥过流控制电路的控制端,所述上桥过流控制电路的三个输出端分别连接所述三相上桥臂IGBT管对应的驱动电路,所述下桥过流控制电路的三个输出端分别连接所述三相下桥臂IGBT管对应的驱动电路,所述上桥过流控制电路和所述下桥过流控制电路的三个输入端分别连接对应的桥臂控制信号输入端;所述过流检测电路用于检测所述智能功率模块驱动负载的电流值,当所述电流值每一次大于预设电流阈值时,所述过流检测电路输出保护信号到所述上桥过流控制电路和所述下桥过流控制电路,以断开对应IGBT管所对应的桥臂控制信号输入端与驱动电路的连接,并控制所述三相上桥臂IGBT管截止,以及在每一次所述电流值大于所述预设电流阈值时,控制所述三相下桥臂IGBT管中的每一个IGBT管分别按照预设频率间歇导通,以对所述智能功率模块驱动的负载的感应电荷进行泄放。2.如权利要求1所述的智能功率模块,其特征在于,所述过流检测电路包括比较模块、延时模块和输出模块;所述比较模块输入端为过流检测电路输入端,所述比较模块输出端连接延时模块输入端,所述延时模块输出端连接所述输出模块,所述输出模块的两个输出端为所述过流检测电路输出端;所述比较模块输入端用于检测输入的所述智能功率模块驱动负载电流值的电压信号,并与预设电压值进行比较,当超过所述预设电压值时输出过流信号到所述延时模块,并经所述延时模块延时后输入到所述输出模块,经所述输出模块进行电平转换输出两路保护信号至所述上桥过流控制电路和所述下桥过流控制电路。3.如权利要求2所述的智能功率模块,其特征在于,所述比较模块包括比较器、电压源;所述电压源的一端接地,另一端连接所述比较模块的同相输入端,所述比较模块的反向输入端为所述比较模块输入端。4.如权利要求2所述的智能功率模块,其特征在于,所述延时模块包括延时电路、第一非门和第二非门;所述第一非门输入端为所述延时模块输入端,所述第一非门输出端连接所述延时电路输入端;所述延时电路输出端连接所述第二非门输入端,所述第二非门输出端为所述延时模块输出端。5.如权利要求2所述的智能功率模块,其特征在于,所述输出模块包括第五非门;所述输出模块的第一输出端与所述输出模块输入端共接于所述第五非门的输入端,所述第五非门输出端为所述输出模块的第二输出端。6.如权利要求1所述的智能功率模块,其特征在于,所述下桥过流控制电路包括第六非门、第七非门、选通电路...

【专利技术属性】
技术研发人员:冯宇翔
申请(专利权)人:广东美的制冷设备有限公司美的集团股份有限公司
类型:发明
国别省市:广东,44

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