功率器件及电器制造技术

本申请公开了一种功率器件及电器。电器包括功率器件。功率器件包括控制输入端、上桥臂开关管、下桥臂开关管、与控制输入端相连且用于驱动上桥臂开关管的第一驱动电路、与控制输入端相连且用于驱动下桥臂开关管的第二驱动电路。控制输入端能够接入第一电平、第二电平或第三电平。控制输入端接入第一电平时，第一驱动电路及第二驱动电路输出第一电压范围的高低电平信号。控制输入端接入第二电平时，第一驱动电路及第二驱动电路输出第二电压范围的高低电平信号。控制输入端接入第三电平时，第一驱动电路及第二驱动电路输出第三电压范围的高低电平信号。第一电压范围、第二电压范围及第三电压范围不同。能够提高硅、氮化镓和碳化硅功率器件的适配性。

Power Devices and Electrical Appliances

【技术实现步骤摘要】
功率器件及电器
本申请涉及电器
，更具体而言，涉及一种功率器件及电器。
技术介绍
现有技术中，随着对系统能耗要求的不断提高，智能功率模块(IntelligentPowerModule，IPM)的功耗成为变频空调的变频电控功耗主要来源，如何降低智能功率模块功耗成为了影响智能功率模块乃至变频空调进一步推广应用的重要课题。通过GaN器件或SiC器件替代Si器件是降低智能功率模块功耗的有效途径，但是随之也带来了新的问题。GaN器件的阈值电压(3V)、SiC器件的阈值电压(20V)和Si器件的阈值电压(15V)不同。GaN器件的阈值电压低于Si器件的阈值电压，如果采用同一款高压集成电路管(HighVoltageIntegratedCircuit，HVIC)进行驱动，容易造成GaN器件的栅极被击穿；SiC器件的阈值电压高于Si器件的阈值电压，如果采用同一款高压集成电路管进行驱动，容易造成SiC器件的开通过程不彻底，SiC器件的低功耗优势得不到发挥。但如果使用不同的高压集成电路管进行驱动，由造成生产过程中的物料组织的困难，有混料风险，也推高了智能功率模块的成本。并且，如果为了保证GaN器件不被击穿，驱动Si器件的高压集成电路管使用更低的电压进行供电，也容易造成整个Si器件智能功率模块的功耗提高，甚至造成Si器件不能正常工作。
技术实现思路
本申请实施方式提供一种功率器件及电器。本申请的功率器件包括控制输入端、上桥臂开关管和下桥臂开关管、与所述控制输入端相连且用于驱动所述上桥臂开关管的第一驱动电路、与所述控制输入端相连且用于驱动所述下桥臂开关管的第二驱动电路。所述控制输入端能够接入第一电平、第二电平或第三电平。当所述控制输入端接入第一电平时，所述第一驱动电路及所述第二驱动电路输出第一电压范围的高低电平信号。当所述控制输入端接入第二电平时，所述第一驱动电路及所述第二驱动电路输出第二电压范围的高低电平信号。当所述控制输入端接入第三电平时，所述第一驱动电路及所述第二驱动电路输出第三电压范围的高低电平信号。所述第一电压范围、所述第二电压范围及所述第三电压范围不同。在某些实施方式中，所述功率器件还包括GND端、VCC端与参考电压源，当所述控制输入端通过邦定线与所述GND端连接时，所述控制输入端接入所述第一电平；当所述控制输入端通过邦定线与所述VCC端连接时，所述控制输入端接入所述第二电平；当所述控制输入端通过邦定线与所述参考电压源连接时，所述控制输入端接入所述第三电平。在某些实施方式中，所述功率器件包括控制器，所述控制输入端与所述控制器连接，所述控制器用于控制所述控制输入端输出所述第一电平、所述第二电平或所述第三电平。在某些实施方式中，所述第一电平为0，所述第二电平为电源电平VCC，所述第三电平为二分之一所述电源电平VCC，所述第一电压范围为0～20V，所述第二电压范围为0～3V，所述第三电压范围为0～15V。在某些实施方式中，所述第一驱动电路包括UH驱动电路、VH驱动电路与WH驱动电路；所述第二驱动电路包括UL/VL/WL驱动电路；所述上桥臂开关管包括第一上桥臂开关管、第二上桥臂开关管与第三上桥臂开关管；所述下桥臂开关包括第一下桥臂开关管、第二下桥臂开关管与第三下桥臂开关管；其中，所述控制输入端均与所述UH驱动电路、VH驱动电路和WH驱动电路相连，且所述UH驱动电路、VH驱动电路与WH驱动电路分别驱动所述第一上桥臂开关管、所述第二上桥臂开关管与所述第三上桥臂开关管；所述UH驱动电路与所述第一上桥臂开关管相连，所述VH驱动电路与所述第二上桥臂开关管相连，所述WH驱动电路与所述第三上桥臂开关相连；所述控制输入端与所述UL/VL/WL驱动电路相连，且所述UL/VL/WL驱动电路驱动所述第一下桥臂开关管、所述第二下桥臂开关管与所述第三下桥臂开关管，所述UL/VL/WL驱动电路分别与所述第一下桥臂开关管、所述第二下桥臂开关管与所述第三下桥臂开关管连接。在某些实施方式中，当所述第一上桥臂开关管、所述第二上桥臂开关管、所述第三上桥臂开关管、所述第一下桥臂开关管、所述第二下桥臂开关管与所述第三下桥臂开关管均包括SiC器件时，向所述控制输入端输入的信号的电平为第一电平；当所述第一上桥臂开关管、所述第二上桥臂开关管、所述第三上桥臂开关管、所述第一下桥臂开关管、所述第二下桥臂开关管与所述第三下桥臂开关管均包括GaN器件时，向所述控制输入端输入的信号的电平为第二电平；当所述第一上桥臂开关管、所述第二上桥臂开关管、所述第三上桥臂开关管、所述第一下桥臂开关管、所述第二下桥臂开关管与所述第三下桥臂开关管均包括Si器件时，向所述控制输入端输入的信号的电平为第三电平。在某些实施方式中，所述UH驱动电路、所述VH驱动电路或所述WH驱动电路包括：第一输入子电路、第一开关管、第二开关管、第三开关管与第四开关管、第一电压输出子电路、第二电压输出子电路与输出子电路。所述第一输入子电路与所述控制输入端相连，所述第一输入子电路包括第一输出端、第二输出端、第三输出端与第四输出端，其中，当所述控制输入端为第一电平时，所述第一输出端与所述第二输出端输出触发脉冲，所述第三输出端输出第一时间长度的触发脉冲；当所述控制输入端为第二电平时，所述第一输出端与所述第二输出端输出触发脉冲，所述第三输出端输出第二时间长度的触发脉冲，所述第一时间长度小于所述第二时间长度；当所述控制输入端为第三电平时，所述第一输出端与所述第二输出端输出触发脉冲，所述第四输出端输出第一时间长度的触发脉冲；所述第一开关管与所述第一输出端相连，在所述第一输出端输出所述触发脉冲时，所述第一开关管导通，所述第二开关管与所述第二输出端相连，在所述第二输出端输出所述触发脉冲时，所述第二开关管导通，所述第三开关管与所述第三输出端相连，在所述第三输出端输出触发脉冲时，所述第三开关导通，所述第四开关管与所述第四输出端相连，在所述第四输出端输出触发脉冲时，所述第四开关管导通；所述第一电压输出子电路分别与所述第一开关管、所述第二开关管及所述第三开关管相连；所述第二电压输出子电路与所述第四开关管相连；所述输出子电路分别与所述第一电压输出子电路及所述第二电压输出子电路连接。在某些实施方式中，所述第一电压输出子电路包括与所述第一开关管及所述第二开关管相连的锁存及降压电路、第一切换模块、与所述第三开关管相连的第一锁存电路。所述第一切换模块分别与所述锁存及降压电路和电源相连；当所述第三开关管导通第一时间长度时，所述锁存电路用于控制所述第一切换模块动作以将所述电源的电压作为所述第一电压输出子电路的输出电压；当所述第三开关管导通第二时间长度时，所述锁存电路用于控制所述第一切换模块动作以将所述锁存及降压电路的输出电压作为所述第一电压输出子电路的输出电压。在某些实施方式中，所述第二电压输出子电路包括第一降压电路、第二切换模块、与所述第四开关管相连的第二锁存电路。所述第二切换模块分别与所述第一电压输出子电路和所述第一降压电路相连，所述第二锁存电路对所述第二切换模块进行控制，当所述第四开关管未导通时，将所述输出子电路与所述第一电压输出子电路相连，当所述第四开关管导通第一时间长度时，将所述输出子电路与所述第一降压电路相连。在某些实施方式中，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种功率器件，其特征在于，包括：控制输入端；上桥臂开关管和下桥臂开关管；与所述控制输入端相连且用于驱动所述上桥臂开关管的第一驱动电路；和与所述控制输入端相连且用于驱动所述下桥臂开关管的第二驱动电路，所述控制输入端能够接入第一电平、第二电平或第三电平，当所述控制输入端接入第一电平时，所述第一驱动电路及所述第二驱动电路输出第一电压范围的高低电平信号；当所述控制输入端接入第二电平时，所述第一驱动电路及所述第二驱动电路输出第二电压范围的高低电平信号；当所述控制输入端接入第三电平时，所述第一驱动电路及所述第二驱动电路输出第三电压范围的高低电平信号，所述第一电压范围、所述第二电压范围及所述第三电压范围不同。

【技术特征摘要】
1.一种功率器件，其特征在于，包括：控制输入端；上桥臂开关管和下桥臂开关管；与所述控制输入端相连且用于驱动所述上桥臂开关管的第一驱动电路；和与所述控制输入端相连且用于驱动所述下桥臂开关管的第二驱动电路，所述控制输入端能够接入第一电平、第二电平或第三电平，当所述控制输入端接入第一电平时，所述第一驱动电路及所述第二驱动电路输出第一电压范围的高低电平信号；当所述控制输入端接入第二电平时，所述第一驱动电路及所述第二驱动电路输出第二电压范围的高低电平信号；当所述控制输入端接入第三电平时，所述第一驱动电路及所述第二驱动电路输出第三电压范围的高低电平信号，所述第一电压范围、所述第二电压范围及所述第三电压范围不同。2.根据权利要求1所述的功率器件，其特征在于，所述功率器件还包括GND端、VCC端与参考电压源，当所述控制输入端通过邦定线与所述GND端连接时，所述控制输入端接入所述第一电平；当所述控制输入端通过邦定线与所述VCC端连接时，所述控制输入端接入所述第二电平；当所述控制输入端通过邦定线与所述参考电压源连接时，所述控制输入端接入所述第三电平。3.根据权利要求1所述的功率器件，其特征在于，所述功率器件包括控制器，所述控制输入端与所述控制器连接，所述控制器用于控制所述控制输入端接入所述第一电平、所述第二电平或所述第三电平。4.根据权利要求2所述的功率器件，其特征在于，所述第一电平为0，所述第二电平为电源电平VCC，所述第三电平为二分之一所述电源电平VCC，所述第一电压范围为0～20V，所述第二电压范围为0～3V，所述第三电压范围为0～15V。5.根据权利要求1至4任一项所述的功率器件，其特征在于，所述第一驱动电路包括UH驱动电路、VH驱动电路与WH驱动电路，所述第二驱动电路包括UL/VL/WL驱动电路，所述上桥臂开关管包括第一上桥臂开关管、第二上桥臂开关管与第三上桥臂开关管，所述下桥臂开关包括第一下桥臂开关管、第二下桥臂开关管与第三下桥臂开关管；其中所述控制输入端均与所述UH驱动电路、VH驱动电路和WH驱动电路相连，且所述UH驱动电路、VH驱动电路与WH驱动电路分别驱动所述第一上桥臂开关管、所述第二上桥臂开关管与所述第三上桥臂开关管；所述UH驱动电路与所述第一上桥臂开关管相连，所述VH驱动电路与所述第二上桥臂开关管相连，所述WH驱动电路与所述第三上桥臂开关相连；所述控制输入端与所述UL/VL/WL驱动电路相连，且所述UL/VL/WL驱动电路驱动所述第一下桥臂开关管、所述第二下桥臂开关管与所述第三下桥臂开关管，所述UL/VL/WL驱动电路分别与所述第一下桥臂开关管、所述第二下桥臂开关管与所述第三下桥臂开关管连接。6.根据权利要求5所述的功率器件，其特征在于，当所述第一上桥臂开关管、所述第二上桥臂开关管、所述第三上桥臂开关管、所述第一下桥臂开关管、所述第二下桥臂开关管与所述第三下桥臂开关管均包括SiC器件时，向所述控制输入端输入的信号的电平为第一电平；当所述第一上桥臂开关管、所述第二上桥臂开关管、所述第三上桥臂开关管、所述第一下桥臂开关管、所述第二下桥臂开关管与所述第三下桥臂开关管均包括GaN器件时，向所述控制输入端输入的信号的电平为第二电平；当所述第一上桥臂开关管、所述第二上桥臂开关管、所述第三上桥臂开关管、所述第一下桥臂开关管、所述第二下桥臂开关管与所述第三下桥臂开关管均包括Si器件时，向所述控制输入端输入的信号的电平为第三电平。7.根据权利要求6所述的功率器件，其特征在于，所述UH驱动电路、所述VH驱动电路或所述WH驱动电路包括:第一输入子电路，所述第一输入子电路与所述控制输入端相连，所述第一输入子电路包括第一输出端、第二输出端、第三输出端与第四输出端，其中，当所述控制输入端为第一电平时，所述第一输出端与所述第二输出端输出触发脉冲，所述第三输出端输出第一时间长度的触发脉冲；当所述控制输入端为第二电平时，所述第一输出端与所述第二输出端输出触发脉冲，所述第三输出端输出第二时间长度的触发脉冲，所述第一时间长度...

【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