功率器件和电器制造技术

本申请公开一种功率器件和电器，其中功率器件包括：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低电平或者高电平，当控制输入端输入低电平时，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；当控制输入端输入高电平时，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，第一电压范围与第二电压范围不同。本申请的功率器件能够提高硅智能功率模块和碳化硅智能功率模块的适配性，使硅智能功率模块和碳化硅智能功率模块的性能得到发挥。

Power devices and appliances

The present application discloses a power device and an electric appliance, in which the power device includes a control input terminal, an upper arm switch tube and a lower arm switch tube, a first drive circuit connected with the control input terminal and used to drive the upper arm switch tube, and a second drive circuit connected with the control input terminal and used to drive the lower arm switch tube. The control input can be connected to low or high level. When the control input is low level, the first drive circuit and the second drive circuit output the high and low level signal of the first voltage range. When the control input is high level, the first drive circuit and the second drive circuit output the high and low level signal of the second voltage range. The first voltage range is not the same as the second voltage range. Same. The power device in this application can improve the adaptability of the silicon smart power module and the silicon carbide smart power module, so that the performance of the silicon smart power module and the silicon carbide smart power module can be brought into full play.

【技术实现步骤摘要】
功率器件和电器
本申请涉及电器
，特别涉及一种功率器件和一种具有该功率器件的电器。
技术介绍
智能功率模块(IntelligentPowerModule，IPM)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(功率器件)。智能功率模块把功率开关器件(如SiC(碳化硅)器件或Si(硅)器件)和高压集成电路(HighVoltageIntegratedCircuit，HVIC)集成在一起，并内藏有过电压、过电流和过热等故障检测电路。智能功率模块一方面接收微控制单元(MicroControllerUnit，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。与传统分立方案相比，智能功率模块以其高集成度、高可靠性等优势赢得越来越大的市场，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。实际应用中，随着对系统能耗要求的不断提高，特别是在空调行业，智能功率模块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的功耗成为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，因为SiC器件和Si器件的阈值电压不同，一般来说，SiC器件的阈值电压高于Si器件，如果采用同一款高压集成电路进行驱动，势必造成SiC器件的导通过程不彻底，SiC的低功耗优势得不到发挥，甚至是恰得其反的效果，但如果使用不同的高压集成电路进行驱动，则会造成生产过程中的物料组织的困难，有混料风险，相应地也提高了智能功率模块的成本。并且，如果驱动SiC器件的高压集成电路使用更高的电压进行供电，也势必造成整个智能功率模块的功耗提高，与SiC器件的功率下降相抵消，降低了使用SiC器件的智能功率模块降功耗的效果。如果使用更高电压给驱动SiC器件的高压集成电路供电，就必须对外围电控方案进行修改，这样无疑也增加了对搭载有SiC器件的智能功率模块的抵触。
技术实现思路
本申请实施方式提供一种功率器件，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以及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低电平或者高电平，当所述控制输入端输入低电平时，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，当所述控制输入端输入高电平时，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，所述第一电压范围与所述第二电压范围不同。在某些实施例中，所述功率器件还包括GND端和VCC端，当所述控制输入端通过邦定线与所述GND端连接时，所述控制输入端输入低电平；当所述控制输入端通过邦定线与所述VCC端的连接时，所述控制输入端输入高电平。在某些实施例中，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，所述控制器用于输出低电平或者高电平。在某些实施例中，所述第一电压范围为0V～20V，所述第二电压范围为0V～15V。在某些实施例中，所述第一驱动电路包括UH驱动电路、VH驱动电路和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、第二上桥臂开关管和第三上桥臂开关管；所述下桥臂开关管包括第一下桥臂开关管、第二下桥臂开关管和第三下桥臂开关管；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驱动电路和WH驱动分别驱动所述第一上桥臂开关管、所述第二上桥臂开关管和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管相连；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和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和所述第三下桥臂开关管相连。在某些实施例中，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和所述第三下桥臂开关管均为SiC器件时，向所述控制输入端输入的信号的电平为低电平；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和所述第三下桥臂开关管均为Si器件时，向所述控制输入端输入的信号的电平为高电平。在某些实施例中，所述UH驱动电路、VH驱动电路或WH驱动电路包括：第一输入子电路、第一开关管、第一开关管、第三开关管以及第一电压输出子电路，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、第二输出端和第三输出端，其中，当所述控制输入端为低电平时，所述第一输出端和所述第二输出端输出触发脉冲，当所述控制输入端为高电平时，所述第一输出端、所述第二输出端和所述第三输出端输出触发脉冲；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、所述第二开关管和所述第三开关管相连，所述第一电压输出子电路在所述第一开关管及所述第二开关管导通且所述第三开关管未导通时，输出所述第一电压范围的高低电平信号，以及在所述第一开关管、所述第二开关管和所述第三开关管导通时输出所述第二电压范围的高低电平信号。在某些实施例中，所述第一电压输出子电路包括：与所述第一开关管和所述第二开关管相连的锁存及降压电路、第一切换模块以及与所述第三开关管相连的锁存电路，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；当所述第三开关管未导通时，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输出子电路的输出电压；当所述第三开关管导通时，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输出子电路的输出电压。在某些实施例中，所述UL/VL/WL驱动电路包括：第二输入子电路、降压子电路以及与所述第二输入子电路和所述降压子电路相连的第二电压输出子电路，其中所述第二输入子电路包括第一输出端，当所述控制输入端输入低电平时，所述第二输入子电路的第一输出端输出低电平；当所述控制输入端输入高电平时，所述第二输入子电路的第一输出端输出高电平；所述降压子电路将电源电压降压至所述第二电压范围；当所述第二输入子电路的第一输出端输出低电平时，所述第二电压输出子电路输出第一电压范围的高低电平信号，当所述第二输入子电路的第一输出端输出高电平时，所述第二电压输出子电路输出第二电压范围的高低电平信号。在某些实施例中，所述第二输入子电路还包括第二输出端、第三输出端和第四输出端，所述第二电压输出子电路包括：分别与所述第二输入子电路的所述第二输出端、所述第三输出端和所述第四输出端相连的UL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；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低电平或者高电平，当所述控制输入端输入低电平时，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，当所述控制输入端输入高电平时，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，所述第一电压范围与所述第二电压范围不同。

【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；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低电平或者高电平，当所述控制输入端输入低电平时，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，当所述控制输入端输入高电平时，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，所述第一电压范围与所述第二电压范围不同。2.根据利要求1所述的功率器件，其特征在于，所述功率器件还包括GND端和VCC端，当所述控制输入端通过邦定线与所述GND端连接时，所述控制输入端输入低电平；当所述控制输入端通过邦定线与所述VCC端的连接时，所述控制输入端输入高电平。3.根据利要求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，所述控制器用于输出低电平或者高电平。4.根据利要求1所述的功率器件，其特征在于，所述第一电压范围为0V～20V，所述第二电压范围为0V～15V。5.根据利要求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驱动电路和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、第二上桥臂开关管和第三上桥臂开关管；所述下桥臂开关管包括第一下桥臂开关管、第二下桥臂开关管和第三下桥臂开关管；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、所述VH驱动电路和所述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和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管相连；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和所述第三下桥臂开关管，所述UL/VL/WL驱动电路与所述第一下桥臂开关管、所述第二下桥臂开关管和所述第三下桥臂开关管相连。6.根据利要求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和所述第三下桥臂开关管均为SiC器件时，向所述控制输入端输入的信号的电平为低电平；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、和所述第三下桥臂开关管均为Si器件时，向所述控制输入端输入的信号的电平为高电平。7.根据利要求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、第二输出端和第三输出端，其中，当所述控制输入端为低电平时，...

【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