静电保护装置、智能功率模块和变频家电制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种静电保护装置，包括：静电保护模块，连接至智能功率模块中的任一IGBT管，用于对所述任一IGBT管进行静电保护。本实用新型专利技术还提出了一种智能功率模块和一种变频家电。通过本实用新型专利技术的技术方案，能够在智能功率模块掉电的情况下，避免接地端的高压静电造成对IGBT管的破坏，确保智能功率模块的使用安全性，延长其使用寿命。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
静电保护装置、智能功率模块和变频家电
本技术涉及静电保护
，具体而言，涉及一种静电保护装置、一种智能功率模块和一种变频家电。
技术介绍
智能功率模块，即IPM (Intelligent Power Module),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。与传统的分立方案相t匕，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，是应用于变频调速、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。如图1所示，为相关技术中提出的一种智能功率模块的结构示意图。具体地，该智能功率模块 100 包括:驱动芯片 101 和 IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor,绝缘栅双极型晶体管)管121?126。驱动芯片101的各个管脚与IGBT管121?126等的具体连接关系如下:驱动芯片101的VCC端作为所述智能功率模块100的低压区供电电源正端VDD，VDD 一般为15V ;驱动芯片101的GND端作为所述智能功率模块100的低压区供电电源负端COM。驱动芯片101的HINl端作为所述智能功率模块100的U相上桥臂输入端UHIN ;驱动芯片101的HIN2端作为所述智能功率模块100的V相上桥臂输入端VHIN ;驱动芯片101的HIN3端作为所述智能功率模块100的W相上桥臂输入端WHIN ;驱动芯片101的LINl端作为所述智能功率模块100的U相下桥臂输入端ULIN ;驱动芯片101的LIN2端作为所述智能功率模块100的V相下桥臂输入端VLIN ;驱动芯片101的LIN3端作为所述智能功率模块100的W相下桥臂输入端WLIN (在此，所述智能功率模块100的U、V、W三相的六路输入接收O?5V的输入信号)。驱动芯片101的VBl端作为所述智能功率模块100的U相高压区供电电源正端UVB ;驱动芯片101的HOl端与U相上桥臂IGBT管121的栅极相连；驱动芯片101的VSl端与所述IGBT管121的射极、FRD管(快恢复二极管)111的阳极、U相下桥臂IGBT管124的集电极、FRD管114的阴极相连，并作为所述智能功率模块100的U相高压区供电电源负端UVS。驱动芯片101的VB2端作为所述智能功率模块100的V相高压区供电电源正端VVB ;驱动芯片101的H03端与V相上桥臂IGBT管123的栅极相连。驱动芯片101的VS2端与所述IGBT管122的射极、FRD管112的阳极、V相下桥臂IGBT管125的集电极、FRD管115的阴极相连，并作为所述智能功率模块100的W相高压区供电电源负端VVS。驱动芯片101的VB3端作为所述智能功率模块100的W相高压区供电电源正端WVB ;驱动芯片101的H03端与W相上桥臂IGBT管123的栅极相连；驱动芯片101的VS3端与所述IGBT管123的射极、FRD管113的阳极、W相下桥臂IGBT管126的集电极、FRD管116的阴极相连，并作为所述智能功率模块100的W相高压区供电电源负端WVS。驱动芯片101的LOl端与所述IGBT管124的栅极相连；驱动芯片101的L02端与所述IGBT管125的栅极相连；驱动芯片101的L03端与所述IGBT管126的栅极相连。所述IGBT管124的射极与所述FRD管114的阳极相连，并作为所述智能功率模块100的U相低电压参考端UN ;所述IGBT管125的射极与所述FRD管115的阳极相连，并作为所述智能功率模块100的V相低电压参考端VN ;所述IGBT管126的射极与所述FRD管116的阳极相连，并作为所述智能功率模块100的W相低电压参考端WN。所述IGBT管121的集电极、所述FRD管111的阴极、所述IGBT管122的集电极、所述FRD管112的阴极、所述IGBT管123的集电极、所述FRD管113的阴极相连，并作为所述智能功率模块100的高电压输入端P，P 一般接300V。基于上述连接关系，则驱动芯片101的作用是:将输入端HIN1、HIN2、HIN3和LIN1、LIN2、LIN3的O?5V的逻辑信号分别传到输出端 HO1、H02、H03 和 LOl、L02、L03，其中 HO1、H02、H03 是 VS ?VS+15V 的逻辑信号，LOl、L02、L03是O?15V的逻辑信号。同时，驱动芯片101的输出电路部分采用COMS结构，且六路输出的结构完全相同，则下面以LOl为例，对其具体结构进行说明。如图2所示，CMOS结构包括PMOS管1001和NMOS管1002。其中，PMOS管1001的衬底与源极相连，并连接VCC ；NM0S管1002的衬底与源极相连，并连接GND ;所述PMOS管1001的漏极与所述NMOS管1002的漏极相连并作为CMOS的输出，并作为LOl ;所述PMOS管1001的栅极与所述NMOS管1002的栅极相连作为CMOS的输入，记为INL1。基于上述连接关系，则CMOS的工作时序为:当INLl输入高电平时，LOl输出低电平；当INLl输入低电平时，LOl输出高电平。由于智能功率模块100的应用环境非常恶略，一般会长期工作在高温而干燥的环境中，使得在不工作时，智能功率模块100需要承受2000V?3000V的静电。而需要指出的是:如图2所示，NMOS管1002的衬底与漏极间有寄生二极管1004，即在GND与LOl间有寄生二极管1004，使得存在从COM (即驱动芯片101的GND)到所述寄生二极管1004再到所述IGBT管124的栅极的通路，所以，当COM对UN或者COM对UVS存在正向的静电，即所述IGBT管124的栅极对射极或者所述IGBT管124的栅极对集电极存在静电，所述IGBT管124的栅极容易受到静电破坏。因此，存在下述技术问题:如果使用栅氧厚度较薄的IGBT管，智能功率模块100非常容易受到静电破坏，使其生产下线率非常高，在实际使用中也有极大的受到静电破坏的风险；由于受到破坏的是IGBT管，所以如果是在实际使用中受到破坏，很容易引起上下桥臂同时导通，造成智能功率模块100电流失控而造成爆炸。如果使用栅氧厚度较厚的IGBT管，智能功率模块100的开关速度会严重下降，这样的智能功率模块100的开关损耗极高，对于开关频率在千赫兹以上的使用场合，会造成很大的发热量，即使用尽可能大的散热片，智能功率模块100的工作温度会比环境温度高60°C以上，智能功率模块100长期工作在高温环境下，会造成其性能衰减严重，并缩短其使用寿命。因此，如何既能够确保IGBT管具有较高开关速度，又能够具有较高的安全性，避免遭受静电破坏，成为目前亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本技术旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。为此，本技术的一个目的在于提出了一种静电保护装置。本技术的另一个目的在于提出了一种智能功率模块。本技术的又一个目的在于提出了一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种静电保护装置，其特征在于，包括： 状态判断模块，连接至智能功率模块，在判定所述智能功率模块的电源停止供电的情况下，生成控制执行静电保护的静电保护指令；以及 静电保护模块，连接至所述状态判断模块，并接收所述静电保护指令，执行所述静电保护，以及连接至智能功率模块中的任一IGBT管，对所述任一IGBT管进行静电保护， 所述静电保护模块包括： 阻性电路，在所述智能功率模块的电源正常供电的情况下呈现高阻特性； 容性电路，在所述智能功率模块的电源停止供电的情况下呈现电容特性；以及 切换电路，连接至所述状态判断模块、所述阻性电路和所述容性电路，在所述智能功率模块的电源正常供电的情况下，闭合所述阻性电路与所述任一IGBT管的连接、断开所述容性电路与所述任一IGBT管的连接，以及在所述智能功率模块的电源停止供电的情况下，断开所述阻性电路与所述任一IGBT管的连接、闭合所述容性电路与所述任一IGBT管的连接， 其中，所述阻性电路包括电阻，所述电阻的一端连接至所述任一IGBT管的栅极； 所述容性电路包括电容，所述电容的正极连接至所述任一IGBT管的栅极，且所述电容的负极连接至所述任一IGBT管对应的接地端； 所述切换电路包括开关器件，所述开关器件的第一端连接至所述状态判断模块、第二端连接至所述电阻的另一端、第三端连接至所述任一IGBT管对应的接地端； 所述开关器件在上述智能功率模块的电源正常供电的情况下，闭合所述电阻与所述任一IGBT管对应的接地端的连接，以及在所述智 能功率模块的电源停止供电的情况下，断开所述电阻与所述任一IGBT管对应的接地端的连接。...

【技术特征摘要】
1.一种静电保护装置，其特征在于，包括: 状态判断模块，连接至智能功率模块，在判定所述智能功率模块的电源停止供电的情况下，生成控制执行静电保护的静电保护指令；以及 静电保护模块，连接至所述状态判断模块，并接收所述静电保护指令，执行所述静电保护，以及连接至智能功率模块中的任一 IGBT管，对所述任一 IGBT管进行静电保护， 所述静电保护模块包括: 阻性电路，在所述智能功率模块的电源正常供电的情况下呈现高阻特性；容性电路，在所述智能功率模块的电源停止供电的情况下呈现电容特性；以及切换电路，连接至所述状态判断模块、所述阻性电路和所述容性电路，在所述智能功率模块的电源正常供电的情况下，闭合所述阻性电路与所述任一 IGBT管的连接、断开所述容性电路与所述任一 IGBT管的连接，以及在所述智能功率模块的电源停止供电的情况下，断开所述阻性电路与所述任一 IGBT管的连接、闭合所述容性电路与所述任一 IGBT管的连接，其中，所述阻性电路包括电阻，所述电阻的一端连接至所述任一 IGBT管的栅极； 所述容性电路包括电容，所述电容的正极连接至所述任一 IGBT管的栅极，且所述电容的负极连接至所述任一 IGBT管对应的接地端； 所述切换电路包括开关器件，所述开关器件的第一端连接至所述状态判断模块、第二端连接至所述电阻的另一端、第三端连接至所述任一 IGBT管对应的接地端； 所述开关器件在上述智能功率模块的电源正常供电的情况下，闭合所述电阻与所述任一...

【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，
类型：新型
国别省市：广东;44