一种单周期电流控制功率模块装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种单周期电流控制功率模块装置，其包括用于接收PWM信号并驱动功率开关组件B1工作的驱动电路；还包括用于采集功率开关组件B1工作电流的电流检测装置，所述电流检测装置与单周期电流控制电路连接，单周期电流控制电路的输出端与驱动电路连接，单周期电流控制电路的输入端接收PWM信号；电流检测装置将检测到的功率开关组件B1的工作电流传输至单周期电流控制电路；本发明专利技术能产生过流保护信号，此过流保护信号能立即关闭并锁存开关组件，保证开关组件中的电流不至于过大，当下一个PWM脉冲信号到后，能自动解锁并驱动开关组件，让功率模块继续有效工作。

【技术实现步骤摘要】
一种单周期电流控制功率模块装置
本专利技术涉及一种功率模块装置，尤其是一种单周期电流控制功率模块装置，属于功率模块控制的
。
技术介绍
目前市场上对于传统的功率模块的保护措施，一般为米样电流输出给外部控制电路，再由外部控制电路给出保护信号，通过保护信号关闭驱动电路的方式来保护功率模块，其存在如下不足之处: 1、功率模块内部检测电流装置发出过流信号给外部控制电路，再由外部控制电路判断和关闭驱动电路，这种控制方式存在着信号延时。因为开关组件过流损坏发生过程的时间非常短，当发生过流情况时，在此信号延时时间内，控制器还未做出保护动作，而开关组件可能已过流损坏。2、功率模块内部检测电流装置发出过流信号，控制电路关闭并锁存驱动电路后，关闭与锁存信号不能自动恢复，功率模块有可能停止工作。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种单周期电流控制功率模块装置，其能触发产生过流保护信号，过流保护信号能立即关闭并锁存开关组件，保证开关组件中的电流不至于过大，当下一个控制脉冲信号到后，能自动解锁并驱动开关组件，让功率模块继续有效工作。按照本专利技术提供的技术方案，所述单周期电流控制功率模块装置，包括用于接收PWM信号并驱动功率开关组件BI工作的驱动电路；还包括用于采集功率开关组件BI工作电流的电流检测装置，所述电流检测装置与单周期电流控制电路连接，单周期电流控制电路的输出端与驱动电路连接，单周期电流控制电路的输入端接收PWM信号；电流检测装置将检测得到的功率开关组件BI的工作电流传输至单周期电流控制电路； 当所述功率开关组件BI的工作电流与单周期电流控制电路中预设的保护电流匹配时，单周期电流控制电路向驱动电路传输驱动停止信号，以通过驱动电路关闭功率开关组件BI，直至下一周期的PWM输入信号触发单周期电流控制电路；PWM输入信号触发单周期电流控制电路后，所述单周期电流控制电路向驱动电路传输驱动启动信号，以通过驱动电路驱动功率开关组件BI工作。所述功率开关组件BI包括至少一个功率开关元件，所述功率开关元件为DBC基板或金属基板上装有至少一个芯片的结构，或在金属基板或PCB基板上设置有至少一个分立功率开关器件的结构。所述芯片、分立功率开关器件为全控型半导体器件或半控型半导体器件。所述单周期电流控制电路包括至少一个电压比较器电路以及至少一个触发器电路，所述电压比较器电路的输出端与触发器电路的置位端连接，触发器电路的输出端与驱动电路连接，触发器电路的复位端与PWM信号连接。所述电流检测装置包括采样电阻电路或电流互感器。所述单周期电流控制电路中的预设保护电流通过电压比较器电路直接设定，或根据功率开关组件BI的工作状态对电压比较器电路直接设定的预设保护电流进行调节。所述触发器电路包括复位端可接收至少一路PWM信号的触发器，触发器的置位端与电压比较器电路连接，电压比较器电路包括至少一个电压比较器，所述电压比较器的一个输入端与电流检测装置的输出端连接，电压比较器的另一输入端与设定分压电路连接；电压比较器的输出端连触发器的置位端，以能对触发器进行置位。本专利技术的优点:采用单周期电流控制技术后，功率开关组件中每个工作周期内所承受的电流由PWM信号控制，一旦PWM信号失控，造成功率开关组件中的电流快速增加，在功率开关组件的过流保护点快速关闭功率开关组件，从而安全可靠地保护开关组件，提高功率开关组件的可靠性。在一个工作周期内，当功率开关组件产生过电流时，电压比较器电路和触发器电路关闭并锁存功率开关组件的驱动电路，让功率开关组件中不再流过电流。下一个周期的PWM信号能迅速复位触发器电路，解锁过流保护信号，使PWM信号通过驱动电路驱动功率开关组件，让功率开关组件正常工作。通过可调比较电压的方式，可让功率开关组件内开关组件的过电流设定点变化。如在环境温度比较高时，一般开关组件的最大允许电流会减小，这时可通过将过电流设定点的比较电压降低，从而使开关组件中流过的最大电流也相应降低，功率模块得到可靠地保护。【附图说明】图1为本专利技术的结构框图。图2为本专利技术多个采样电阻构成电流检测装置的结构框图。图3为本专利技术单个采样电阻构成电流检测装置的结构框图。图4为本专利技术集成采样极的结构框图。图5为本专利技术可调比较电压的结构框图。【具体实施方式】下面结合具体附图和实施例对本专利技术作进一步说明。如图1所示:本专利技术包括用于接收PWM (Pulse Width Modulat1n)信号并驱动功率开关组件BI工作的驱动电路；还包括用于采集功率开关组件BI工作电流的电流检测装置，所述电流检测装置与单周期电流控制电路连接，单周期电流控制电路的输出端与驱动电路连接，单周期电流控制电路的输入端接收PWM信号；电流检测装置将检测到的功率开关组件BI中的工作电流传输至单周期电流控制电路； 当所述功率开关组件BI的工作电流与单周期电流控制电路中预设的保护电流匹配时，单周期电流控制电路向驱动电路传输驱动停止信号，以通过驱动电路关闭功率开关组件BI的工作状态，直至下一周期的PWM信号触发单周期电流控制电路；PWM信号触发单周期电流控制电路后，所述单周期电流控制电路向驱动电路传输驱动启动信号，以通过驱动电路驱动功率开关组件BI工作。本专利技术实施例中，功率开关组件BI的工作电流与单周期电流控制电路中预设的保护电流匹配是指功率开关组件BI的工作电流大于单周期电流控制电路中预设保护电流，也即是功率开关组件BI的工作电流处于过流状态，此时，单周期电流控制电路向驱动电路传输停止信号，能实现对功率开关组件BI的过流保护。与此同时，单周期电流控制电路还能对过流保护信号进行锁定，单周期电流控制电路对过流保护信号锁定直至下一周期的PWM信号触发为止，当下一周期的PWM信号触发单周期电流控制电路后，单周期电流控制电路能解锁过流保护信号，并通过驱动电路再次驱动功率开关组件BI工作，提高功率开关组件BI的可靠性。进一步，所述功率开关组件BI包括至少一个功率开关元件，所述功率开关元件为DBC (Direct Bonding Copper)基板或金属基板上装有至少一个芯片的结构，或在金属基板或PCB (Printed Circuit Board)基板上设置有至少一个分立功率开关器件的结构。所述芯片、分立功率开关器件为全控型半导体器件或半控型半导体器件。所述在DBC基板或金属基板主要是为安装的芯片结构进行散热，采用全控型半导体器件或半控型半导体器件均为本
通常采用的功率开关元件的形式，在DBC基板或金属基板上装有芯片结构是指将多个功率开关元件以集成的形式存在，金属基板一般可以采用铝基板、铜基板或铁基板等。进一步，所述单周期电流控制电路包括至少一个电压比较器电路以及至少一个触发器电路，所述电压比较器电路的输出端与触发器电路的置位端连接，触发器电路的输出端与驱动电路连接，触发器电路的复位端与PWM信号连接。其中，电压比较器电路可以采用多个分立的电压比较器构成，也可以采用集成多个电压比较器的芯片，具体采用何种方式均为本
所熟知。触发器电路可以采用多个数字门电路来形成，也可以采用标准化的触发器。在具体实施时，还可以采用电压比较器电路以及触发器电路集成在一起的集成电路，或者是电压比本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单周期电流控制功率模块装置，其特征是：包括用于采集功率开关组件B1工作电流的电流检测装置，所述电流检测装置与单周期电流控制电路连接，单周期电流控制电路的输出端与功率模块的驱动电路连接，单周期电流控制电路的输入端接收PWM驱动信号；电流检测装置将检测到的功率开关组件B1的工作电流传输至单周期电流控制电路；当所述功率开关组件B1的工作电流与单周期电流控制电路中预设的保护电流匹配时，单周期电流控制电路向驱动电路传输驱动停止信号，以通过驱动电路关闭功率开关组件B1，直至下一周期的PWM信号触发单周期电流控制电路；PWM信号触发单周期电流控制电路后，所述单周期电流控制电路向驱动电路传输驱动启动信号，以通过驱动电路驱动功率开关组件B1工作。

【技术特征摘要】
1.一种单周期电流控制功率模块装置，其特征是:包括用于采集功率开关组件BI工作电流的电流检测装置，所述电流检测装置与单周期电流控制电路连接，单周期电流控制电路的输出端与功率模块的驱动电路连接，单周期电流控制电路的输入端接收PWM驱动信号；电流检测装置将检测到的功率开关组件BI的工作电流传输至单周期电流控制电路； 当所述功率开关组件BI的工作电流与单周期电流控制电路中预设的保护电流匹配时，单周期电流控制电路向驱动电路传输驱动停止信号，以通过驱动电路关闭功率开关组件BI，直至下一周期的PWM信号触发单周期电流控制电路；PWM信号触发单周期电流控制电路后，所述单周期电流控制电路向驱动电路传输驱动启动信号，以通过驱动电路驱动功率开关组件BI工作。2.根据权利要求1所述的单周期电流控制功率模块装置，其特征是:所述功率开关组件BI包括至少一个功率开关元件，所述功率开关元件为DBC基板或金属基板上装有至少一个芯片的结构，或在金属基板或PCB基板上设置有至少一个分立功率开关器件的结构。3.根据权利要求2所述的单周期电流控制功率模块装置，其特征是:所述芯片、分立功率...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱袁正，张心益，
申请(专利权)人：无锡新洁能股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32