智能功率模块及空调器制造技术

本发明专利技术公开一种智能功率模块及空调器，该智能功率模块包括：第一控制信号接收端及第二控制信号接收端，接收主控制器输出的控制信号；PFC功率开关模块，PFC功率开关模块包括氮化镓型HEMT管，氮化镓型HEMT管的基极与第一控制信号接收端连接；逆变桥电路；以及，桥臂驱动电路，桥臂驱动电路的逻辑信号输入端与第二控制信号接收端连接，桥臂驱动电路的多个输出端与逆变桥电路的受控端一对一连接。本发明专利技术缩小了智能功率模块的体积，降低了智能功率模块在电控板上的占用面积。

Intelligent Power Module and Air Conditioner

【技术实现步骤摘要】
智能功率模块及空调器
本专利技术涉及电子电路
，特别涉及一种智能功率模块及空调器。
技术介绍
该智能功率模块，即IPM(IntelligentPowerModule)以其高集成度、高可靠性等优势赢得越来越大的市场。智能功率模块中通常集成有驱动IC和功率器件，工作时，驱动IC将主控制器输出的逻辑信号进行放大后输出至功率器件，以驱动功率器件工作。一些高集成的智能功率模块中，可能还集成有PFC开关管，PFC开关管基于驱动IC而工作，势必需要在驱动IC中集成相应的驱动电路，这样将导致智能功率模块的体积增大。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提出一种智能功率模块及空调器，旨在缩小智能功率模块的体积，降低智能功率模块在电控板上的占用面积。为实现上述目的，本专利技术提出一种智能功率模块，所述智能功率模块包括：第一控制信号接收端及第二控制信号接收端，接收主控制器输出的控制信号；PFC功率开关模块，所述PFC功率开关模块包括氮化镓型HEMT管，所述氮化镓型HEMT管的基极与所述第一控制信号接收端连接；逆变桥电路；以及，桥臂驱动电路，所述桥臂驱动电路的逻辑信号输入端与所述第二控制信号接收端连接，所述桥臂驱动电路的多个输出端与逆变桥电路的受控端一对一连接。可选地，所述逆变桥电路包括三相上桥臂电路和三相下桥臂电路；所述桥臂驱动电路包括三相上桥臂驱动电路和三相下桥臂驱动电路，三相上桥臂驱动电路的输出端与三相上桥臂电路的受控端一对一连接，三相下桥臂驱动电路的输出端与三相下桥臂电路的受控端一对一连接。可选地，三相上桥臂驱动电路封装为一个集成芯片，所述三相下桥臂驱动电路封装为一个集成芯片；或者，所述三相上桥臂驱动电路和所述三相下桥臂驱动电路封装为一个集成芯片。可选地，所述智能功率模块还包括安装基板，所述安装基板的一侧表面设置有第一安装位、多个第二安装位；所述PFC功率开关模块设置于所述第一安装位上，三相上桥臂电路和三相下桥臂电路设置于对应的所述第二安装位上。可选地，所述安装基板包括：散热基板；电路布线层，设置于所述散热基板的一侧表面，所述电路布线层形成有供所述桥臂驱动电路安装的第三安装位；所述智能功率模块还包括绝缘层，所述绝缘层夹设于所述电路布线层与所述散热基板之间。可选地，所述智能功率模块还包括引脚，所述引脚设置于所述电路布线层上，且通过金属线和电路布线层与所述PFC功率开关模块、所述逆变桥电路和所述桥臂驱动电路电连接。可选地，所述智能功率模块还包括对所述主控制器、PFC功率开关模块、逆变桥电路和桥臂驱动电路进行封装的封装壳体。可选地，所述智能功率模块还包括散热器，所述散热器设置于所述安装基板背离所述PFC功率开关模块、所述三相上桥臂电路和所述三相下桥臂电路的一侧。可选地，所述逆变桥电路构成压缩机功率模块；或者，所述逆变桥电路构成风机功率模块。本专利技术还提出一种空调器，包括电控板、主控制器及如上所述的智能功率模块；所述主控制器设置和所述智能功率模块设置于所述电控板上，并通过设置于所述电控板上的电路布线电连接。本专利技术通过将PFC功率开关模块、逆变桥电路以及桥臂驱动电路集成于同一封装中以形成智能功率模块，并且PFC功率开关模块采用氮化镓型HEMT管来实现，氮化镓型HEMT管直接受控于主控制器，无需设置驱动IC来将主控制器的控制信号进行放大或者逻辑转换等处理，有利于提高PFC功率开关模块的响应速度。并且桥臂驱动电路无需驱动PFC功率开关模块工作，可以直接将接收到的控制信号转换成对应的驱动信号，以驱动逆变桥电路中对应的桥臂功率开关管导通/关断，因此可以简化桥臂驱动电路的内部结构和电路结构，从而可以降低桥臂驱动电路的体积以及设计难度。此外还可以降低智能功率模块中的各个器件的排布及布线的难度，有利于缩小智能功率模块的体积，以及提高智能功率模块空间利用率，降低智能功率模块在电控板上的占用面积。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。图1为本专利技术智能功率模块一实施例的电路结构示意图；图2为本专利技术智能功率模块一实施例的结构示意图；图3为本专利技术智能功率模块另一实施例的结构示意图。附图标号说明：标号名称标号名称200智能功率模块41电路布线层10逆变桥电路42绝缘层20桥臂驱动电路50引脚30PFC功率开关模块60封装壳体40安装基板70散热器11三相上桥臂电路12三相下桥臂电路本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提出一种智能功率模块。该智能功率模块适用于驱动电机的变频器及各种逆变电源中，以实现变频调速、冶金机械、电力牵引、伺服驱动等功能。尤其适用于驱动空调、冰箱等压缩机的电机工作。在应用于变频空调中时，由于变频驱动大多数情况下其算法基本已经固化，为了节省体积、提高抗干扰能力、减轻外围电控版设计工作量，会将主控制器，即MCU，集成到一线路板上，形成智能功率模块。功率模块工作时，由于功率开关管大多采用IGNT、MOS管来实现，其驱动电压一般为12V，或者15V，因此在主控制器和功率模块之间通常还串接有桥臂驱动电路，以驱动功率开关管工作。在一些高集成智能功率模块中，通常还会将PFC电路的功率开关管或者二极管等一起集成于智能功率模块中。然而，在集成有PFC功率开关管的智能功率模块中，通常也会将驱动PFC功率开关管工作的功能集成于桥臂驱动电路，例如HVIC芯片中，因此HVIC芯片要同时驱动逆变桥电路和PFC功率开关模块的驱动信号，这使得HVIC芯片的内部结构复杂，且容易降低各开关管的响应速度。并且需要增大HVIC芯片的体积，不利于智能功率模块中的各个器件的排布及布线，空间利用率低，进而使得智能功率模块的体积偏大，容易增大智能功率模块在电控板上的占用面积。为了解决上述问题，参照图1，在本专利技术一实施例中，该智能功率模块包括：第一控制信号接收端及第二控制信号接收端，接收主控制器输出的控制信号；PFC功率开关模块30，所述PFC功率开关模块30包括氮化镓型HEMT管(highele113tronmobilitytransistor，高电子迁移率晶体管)，所述氮化镓型HEMT管的基极通过第一控制信号接收端与所述主控制器的第一控制端连接；逆变桥电路10；以及，桥臂驱动电路20，所述桥臂驱动电路20的逻辑信号输入端通过第二控制信号接收端与所述主控制器的第二控制端连接，所述桥臂驱动电路20的多个输出端与逆变桥电路10的受控端一对一连接。本实施例中的PFC功率开关模块30采用氮化镓型HEMT管来实现，在同等导通电阻的情况下，氮化镓(GaN)晶体管，尤其是GaNHEMT(高电子迁移率晶体管)的终端电容较低，且没有体二极管所导致的反向恢复损本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能功率模块，其特征在于，所述智能功率模块包括：第一控制信号接收端及第二控制信号接收端，接收主控制器输出的控制信号；PFC功率开关模块，所述PFC功率开关模块包括氮化镓型HEMT管，所述氮化镓型HEMT管的基极与所述第一控制信号接收端连接；逆变桥电路，所述逆变桥电路包括多个受控端；以及，桥臂驱动电路，所述桥臂驱动电路包括逻辑信号输入端及多个输出端；所述桥臂驱动电路的逻辑信号输入端与所述第二控制信号接收端连接，所述桥臂驱动电路的多个输出端与所述逆变桥电路的多个受控端一对一连接。

【技术特征摘要】
1.一种智能功率模块，其特征在于，所述智能功率模块包括：第一控制信号接收端及第二控制信号接收端，接收主控制器输出的控制信号；PFC功率开关模块，所述PFC功率开关模块包括氮化镓型HEMT管，所述氮化镓型HEMT管的基极与所述第一控制信号接收端连接；逆变桥电路，所述逆变桥电路包括多个受控端；以及，桥臂驱动电路，所述桥臂驱动电路包括逻辑信号输入端及多个输出端；所述桥臂驱动电路的逻辑信号输入端与所述第二控制信号接收端连接，所述桥臂驱动电路的多个输出端与所述逆变桥电路的多个受控端一对一连接。2.如权利要求1所述的智能功率模块，其特征在于，所述逆变桥电路包括三相上桥臂电路和三相下桥臂电路；所述桥臂驱动电路包括三相上桥臂驱动电路和三相下桥臂驱动电路，所述三相上桥臂驱动电路的输出端与所述三相上桥臂电路的受控端一对一连接，所述三相下桥臂驱动电路的输出端与所述三相下桥臂电路的受控端一对一连接。3.如权利要求2所述的智能功率模块，其特征在于，所述三相上桥臂驱动电路封装为一个集成芯片，所述三相下桥臂驱动电路封装为一个集成芯片；或者，所述三相上桥臂驱动电路和所述三相下桥臂驱动电路封装为一个集成芯片。4.如权利要求2所述的智能功率模块，其特征在于，所述智能功率模块还包括安装基板，所述安装基板的一侧表面设置有第一安装位、多个第二安装位；所述PFC功率开关模块设置于所述第一安装位上，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李媛媛，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