智能功率模块制造技术

本实用新型专利技术公开了一种智能功率模块，包括U相上桥臂IGBT管、V相上桥臂IGBT管和W相上桥臂IGBT管、第一电流检测电路、第二电流检测电路、第三电流检测电路，U相上桥臂驱动电路、V相上桥臂驱动电路和W相上桥臂驱动电路；第一电流检测电路连接于U相上桥臂IGBT管的射极与U相上桥臂驱动电路之间；第二电流检测电路连接于V相上桥臂IGBT管的射极与V相上桥臂驱动电路之间；第三电流检测电路连接于W相上桥臂IGBT管的射极与W相上桥臂驱动电路之间。本实用新型专利技术能够实现自我保护，从而提高了可靠性。并且，本实用新型专利技术还具有结构简单及易实现的优点。

【技术实现步骤摘要】
智能功率模块
本技术涉及电子
，特别涉及一种智能功率模块。
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，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。然而，现有大多数的智能功率模块都是通过在其外部设置一采样电阻对流过其内部下桥臂的IGBT管的电流进行检测，并将电流检测结果输出至一 MCU，MCU根据接收到的电流检测结果，分别输出相应的控制信号至智能功率模块内部的各IGBT管驱动电路，以驱动智能功率模块内部上、下桥臂各IGBT管的工作状态。当某些特殊原因导致流过上述采样电阻的电流过大时，则MCU将触发其相应的保护函数，使MCU的输出控制信号全部置低，从而使智能功率模块内部的各IGBT管驱动电路的输入全部置低，从而使得智能功率模块内部的各IGBT管全部处于截止状态，电流失去通路，从而起到保护智能功率模块免受过热损坏的作用。但是，当智能功率模块的后续负载(例如三相电机)因为某种特殊原因与地短路而导致电流过大时，当有上桥臂的IGBT管导通时，电流直接通过上桥臂的IGBT管进入到后续负载，然后流到地，该电流并不经过下桥臂的IGBT管，即该电流不会经过上述采样电阻，从而使得MCU无法接收到电流检测信号，从而继续发出使智能功率模块内上、下桥臂的IGBT管交替导通的控制信号，使大电流持续，最终导致智能功率模块及其后续负载损坏，严重时将会发生爆炸并引起火灾等意想不到的事故。由此可见，当电流不流经智能功率模块的下桥臂的IGBT管时(即电流不通过采样电阻的情况下)，将不能及时地对智能功率模块及其后续负载产生保护作用。
技术实现思路
本技术的主要目的是提供一种智能功率模块，旨在提高智能功率模块的可靠性，即使其后续的负载发生了短路，也能及时可靠的实现智能功率模块的自我保护。本技术提出一种智能功率模块，包括U相上桥臂IGBT管、V相上桥臂IGBT管、W相上桥臂IGBT管、用于检测所述U相上桥臂IGBT管的电流的第一电流检测电路、用于检测所述V相上桥臂IGBT管的电流的第二电流检测电路、用于检测所述W相上桥臂IGBT管的电流的第三电流检测电路，以及用于根据所述第一电流检测电路的检测结果控制所述U相上桥臂IGBT管的工作状态的U相上桥臂驱动电路、用于根据所述第二电流检测电路的检测结果控制所述V相上桥臂IGBT管的工作状态的V相上桥臂驱动电路和用于根据所述第三电流检测电路的检测结果控制所述W相上桥臂IGBT管的工作状态的W相上桥臂驱动电路;其中，所述第一电流检测电路连接于所述U相上桥臂IGBT管的射极与所述U相上桥臂驱动电路之间；所述第二电流检测电路连接于所述V相上桥臂IGBT管的射极与所述V相上桥臂驱动电路之间；所述第三电流检测电路连接于所述W相上桥臂IGBT管的射极与所述W相上桥臂驱动电路之间。优选地，所述第一电流检测电路包括第一采样电阻和第二采样电阻；所述第一采样电阻的第一端与所述U相上桥臂IGBT管的射极连接，其第二端与所述U相上桥臂驱动电路连接，且与所述第二采样电阻的第一端连接，所述第二采样电阻的第二端与所述U相上桥臂驱动电路连接。优选地，所述U相上桥臂驱动电路包括控制信号输入端、双脉冲发生电路、信号调整电路、第一高压DMOS管、第二高压DMOS管、第一非门、第二非门、第一与门、第二与门、RS触发器、电压比较器、参考电压源及输出电路；其中，双脉冲发生电路的输入端与控制信号输入端连接，其第一输出端与第一高压DMOS管的栅极连接，其第二输出端与第二高压DMOS管的栅极连接；第一高压DMOS管的衬底与源极相连并接地，其漏极与信号调整电路的第一输入端连接；第二高压DMOS管的衬底与源极相连并接地，其漏极与信号调整电路的第二输入端连接；信号调整电路的输出端经第一非门分别与RS触发器的S端及第二非门的输入端连接；第二与门的一输入端与第二非门的输出端连接，其另一输入端与RS触发器的Q端连接，其输出端与输出电路的输入端连接；输出电路的输出端与U相上桥臂IGBT管的栅极连接；电压比较器的正输入端连接于所述第一采样电阻和所述第二采样电阻之间，其负输入端与参考电压源的正极连接，其输出端与第一与门的一输入端连接；第一与门的另一输入端与信号调整电路的输出端连接，其输出端与RS触发器的R端连接；参考电压源的负极与所述第二采样电阻的第二端连接。[0011 ] 优选地，所述第二电流检测电路及所述第三电流检测电路的电路结构均与所述第一电流检测电路的电路结构相同。优选地，所述V相上桥臂驱动电路及所述W相上桥臂驱动电路的电路结构均与所述U相上桥臂驱动电路的电路结构相同。优选地，所述第一采样电阻和所述第二采样电阻的阻止均为ΙΟπιΩ。优选地，所述参考电压源的电压为2V。本技术提出的智能功率模块，通过第一电流检测电路对U相上桥臂IGBT管的电流进行检测并将检测结果输出至U相上桥臂驱动电路，通过第二电流检测对V相上桥臂IGBT管的电流进行检测并将检测结果输出至V相上桥臂驱动电路，通过第三电流检测电路对W相上桥臂IGBT管的电流进行检测并将检测结果输出至W相上桥臂驱动电路，U相上桥臂驱动电路根据接收到的检测结果控制U相上桥臂IGBT管的工作状态，V相上桥臂驱动电路根据接收到的检测结果控制V相上桥臂IGBT管的工作状态，W相上桥臂驱动电路根据接收到的检测结果控制W相上桥臂IGBT管的工作状态。本技术智能功率模块即使其后续负载发生了短路，电流不流经其下桥臂的IGBT管时，也能及时的实现自我保护，从而提高了可靠性。并且，本技术还具有结构简单及易实现的优点。【附图说明】图1是本技术智能功率模块的电路结构图；图2是本技术智能功率模块中U相上桥臂驱动电路与第一电流检测电路的电路连接结构图；图3是本技术智能功率模块及其后续负载处于正常工作状态时其U相上桥臂驱动电路的信号波形图；图4是本技术智能功率模块及其后续负载处于异常状态时其U相上桥臂驱动电路的信号波形图。本技术目的的实现、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】应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。本技术提出一种智能功率模块。参照图1，图1是本技术智能功率模块的电路结构图。本技术一实施例中的智能功率模块4100包括HVIC管4400 (HVIC，高压集成电路)、U相上桥臂IGBT管4121、V相上桥臂IGBT管4122和W相上桥臂IGBT管4123，以及对应上述各上桥臂IGBT管设置的U相下桥臂IGBT管4124、V相下桥臂IGBT管4125和W相下桥臂 IGBT 管 4126，电容 4133、电容 4132、电容 4131、FRD 管 4111、FRD 管 4112、FRD 管4113,FRD管4114、FRD管4115、FRD管4116。本技术智能功率模块还包括第一电流检测电路本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能功率模块，包括U相上桥臂IGBT管、V相上桥臂IGBT管和W相上桥臂IGBT管，其特征在于，还包括用于检测所述U相上桥臂IGBT管的电流的第一电流检测电路、用于检测所述V相上桥臂IGBT管的电流的第二电流检测电路、用于检测所述W相上桥臂IGBT管的电流的第三电流检测电路，以及用于根据所述第一电流检测电路的检测结果控制所述U相上桥臂IGBT管的工作状态的U相上桥臂驱动电路、用于根据所述第二电流检测电路的检测结果控制所述V相上桥臂IGBT管的工作状态的V相上桥臂驱动电路和用于根据所述第三电流检测电路的检测结果控制所述W相上桥臂IGBT管的工作状态的W相上桥臂驱动电路；其中，所述第一电流检测电路连接于所述U相上桥臂IGBT管的射极与所述U相上桥臂驱动电路之间；所述第二电流检测电路连接于所述V相上桥臂IGBT管的射极与所述V相上桥臂驱动电路之间；所述第三电流检测电路连接于所述W相上桥臂IGBT管的射极与所述W相上桥臂驱动电路之间。

【技术特征摘要】
1.一种智能功率模块，包括U相上桥臂IGBT管、V相上桥臂IGBT管和W相上桥臂IGBT管，其特征在于， 还包括用于检测所述U相上桥臂IGBT管的电流的第一电流检测电路、用于检测所述V相上桥臂IGBT管的电流的第二电流检测电路、用于检测所述W相上桥臂IGBT管的电流的第三电流检测电路，以及用于根据所述第一电流检测电路的检测结果控制所述U相上桥臂IGBT管的工作状态的U相上桥臂驱动电路、用于根据所述第二电流检测电路的检测结果控制所述V相上桥臂IGBT管的工作状态的V相上桥臂驱动电路和用于根据所述第三电流检测电路的检测结果控制所述W相上桥臂IGBT管的工作状态的W相上桥臂驱动电路；其中， 所述第一电流检测电路连接于所述U相上桥臂IGBT管的射极与所述U相上桥臂驱动电路之间；所述第二电流检测电路连接于所述V相上桥臂IGBT管的射极与所述V相上桥臂驱动电路之间；所述第三电流检测电路连接于所述W相上桥臂IGBT管的射极与所述W相上桥臂驱动电路之间。2.根据权利要求1所述的智能功率模块，其特征在于，所述第一电流检测电路包括第一米样电阻和第二米样电阻；所述第一米样电阻的第一端与所述U相上桥臂IGBT管的射极连接，其第二端与所述U相上桥臂驱动电路连接，且与所述第二采样电阻的第一端连接，所述第二采样电阻的第二端与所述U相上桥臂驱动电路连接。3.根据权利要求2所述的智能功率模块，其特征在于，所述U相上桥臂驱动电路包括控制信号输入端、双脉冲发生电路、信号调整电路、第一高压DMOS管、第二高压DMOS管、第一非门、第二非门、第一与...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯宇翔，
申请(专利权)人：美的集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44