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，包括工作电压输入端、U相上桥臂IGBT管、V相上桥臂IGBT管和W相上桥臂IGBT管、U相下桥臂IGBT管、V相下桥臂IGBT管和W相下桥臂IGBT管，且各IGBT管均对应设置有一驱动电路和一温度检测电路，各温度检测电路将检测结果输出至一动态欠压保护电路，动态欠压保护电路根据各温度检测电路的检测结果自动调整欠压保护触发值，并根据欠压保护触发值和工作电压输入端的电压，输出相应的欠压保护信号至各驱动电路。其中动态欠压保护电路的输入端分别与各温度检测电路的输出端连接，动态欠压保护电路的输出端与各驱动电路连接。本实用新型专利技术能够更加准确地实现智能功率模块的欠压保护功能。

【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。 实际应用中，智能功率模块的工作电压输入端的电压通常设为15V，但由于某些特殊原因，会造成其工作电压的不稳定，出现低于15V的情况。而智能功率模块内部的IGBT管(IGBT, Insulated Gate Bipolar Transistor,绝缘栅双极型晶体管)导通时的饱和压降与其栅极的驱动电压相关，IGBT管栅极的驱动电压即为智能功率模块的工作电压，如果智能功率模块的工作电压低于某一固定电压值Vuv (也称欠压保护触发值Vuv)时，IGBT管导通时其集电极与射极之间的电压Vce会呈指数级急剧上升，从而导致IGBT管在相同的电流下，其发热量急剧增加。然而，现有大多数的智能功率模块都是通过其内部设置的欠压保护电路来触发智能功率模块的欠压保护功能，即当智能功率模块的工作电压低于欠压保护触发值Vuv时，欠压保护电路触发欠压保护，使得智能功率模块内部上桥臂的各IGBT管及下桥臂的各IGBT管全部处于截止状态，从而起到降低智能功率模块功耗的作用，以及起到保护智能功率模块免受过热损坏的作用。 然而，事实上，对于不同的IGBT管，即使是同一个IGBT管，随着使用时间的增加，其导通时集电极与射极间的电压Vce和其栅极与射极间的电压Vge的关系曲线(如图1所示)将会发生变化，如果上述欠压保护电路被设置了一个不适当的欠压保护触发值VuvJf可能导致以下两种情况的发生:(一)欠压保护触发值设置过高，将导致智能功率模块频繁发生欠压保护，从而无法正常驱动后续电路工作；(二)欠压保护触发值设置过低，智能功率模块内部的部分IGBT管或全部IGBT管长期处于导通损耗过高的状态，轻则造成发热量偏大而影响智能功率模块寿命，重则因热积聚过高而造成智能功率模块发生爆炸。
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，旨在更加准确地实现智能功率模块的欠压保护功能，从而提高智能功率模块的可靠性。 本技术提出一种智能功率模块，包括工作电压输入端、U相上桥臂IGBT管、V相上桥臂IGBT管和W相上桥臂IGBT管、U相下桥臂IGBT管、V相下桥臂IGBT管和W相下桥臂IGBT管，其中，各所述IGBT管均对应设置有一驱动电路，还包括用于检测U相上桥臂IGBT管的温度的第一温度检测电路、用于检测V相上桥臂IGBT管的温度的第二温度检测电路、用于检测W相上桥臂IGBT管的温度的第三温度检测电路、用于检测U相下桥臂IGBT管的温度的第四温度检测电路、用于检测V相下桥臂IGBT管的温度的第五温度检测电路、用于检测W相下桥臂IGBT管的温度的第六温度检测电路，以及用于根据各所述温度检测电路的检测结果自动调整欠压保护触发值、并根据所述欠压保护触发值和所述工作电压输入端的电压输出相应的欠压保护信号至各所述驱动电路的动态欠压保护电路；其中， 所述动态欠压保护电路的输入端分别与各所述温度检测电路的输出端连接，所述动态欠压保护电路的输出端分别与各所述驱动电路连接。 优选地，所述第一温度检测电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一稳压二极管及第二稳压二极管；其中， 所述第一电阻的第一端与所述工作电压输入端连接，第二端分别与所述第二电阻的第一端及所述第一稳压二极管的阴极连接；所述第二电阻的第二端与所述第三电阻的第一端连接；所述第三电阻的第二端与所述第二稳压二极管的阴极连接；所述第二稳压二极管的阴极作为所述第一温度检测电路的输出端与所述动态欠压保护电路的一输入端连接；所述第二稳压二极管的阳极与所述第一稳压二极管的阳极连接并接地。 优选地，所述动态欠压保护电路包括第四电阻、第五电阻、第六电阻、第一电压比较器、第二电压比较器、第三电压比较器、第四电压比较器、第五电压比较器、第六电压比较器、第七电压比较器、第一参考电压源、第二参考电压源、第一或门、第二或门、第三或门、第一非门、第二非门及NMOS管；其中， 第一电压比较器、第二电压比较器、第三电压比较器、第四电压比较器、第五电压比较器、第六电压比较器的正输入端为所述动态欠压保护电路的输入端，所述动态欠压保护电路的输入端与各所述温度检测电路的输出端对应连接，第一电压比较器、第二电压比较器、第三电压比较器、第四电压比较器、第五电压比较器、第六电压比较器的负输入端均与第一参考电压源的正极连接；第一电压比较器、第二电压比较器及第三电压比较器的输出端与第二或门的相应输入端连接；第一参考电压源的负极接地；第四电压比较器、第五电压比较器及第六电压比较器的输出端与第三或门的相应输入端连接；第二或门及第三或门的输出端与第一或门的相应输入端连接；第一或门的输出端与NMOS管的栅极连接；第四电阻、第五电阻及第六电阻依次串联，一端与所述工作电压输入端连接，另一端接地；NMOS管的漏极连接于第四电阻和第五电阻之间，NMOS管的源极接地；第七电压比较器的正输入端连接于第五电阻和第六电阻之间，其负输入端与第二参考电压源的正极连接，其输出端经第一非门与第二非门的输入端连接；第二参考电压源的负极接地；第二非门的输出端为所述动态欠压保护电路的输出端。 优选地，所述动态欠压保护电路还包括第一电容，所述第一电容的一端与所述第二非门的输入端连接，所述第一电容的另一端接地。 优选地，所述第二温度检测电路、第三温度检测电路、第四温度检测电路、第五温度检测电路、第六温度检测电路的电路结构均与所述第一温度检测电路的电路结构相同。 优选地，所述第一电阻和所述第二电阻均为正温度系数的电阻，所述第三电阻为负温度系数的电阻。 优选地，所述第一稳压二极管的稳压值为7.8V，所述第二稳压二极管的稳压值为 6.4V。 优选地，所述第一电阻的阻值为50kQ，所述第二电阻和所述第三电阻的阻值均为5kQ，所述第四电阻的阻值为20kQ，所述第五电阻的阻值为1kQ，所述第六电阻的阻值为 90kQ。 优选地，所述第一参考电压源的电压为6.9V，所述第二参考电压源的电压为6V，所述第一电容的电容值为20pF。 本技术提出的智能功率模块，通过第一温度检测电路对U相上桥臂IGBT管的温度进行检测，通过第二温度检测电路对V相上桥臂IGBT管的温度进行检测，通过第三温度检测电路对W相上桥臂IGBT管的温度进行检测，通过第四温度检测电路对U相下桥臂IGBT管的温度进行检测，通过第五温度检测电路对V相下桥臂IGBT管的温度进行检测，通过第六温度检测电路对W相下桥臂IGBT管的温度进行检测，且将各温度检测电路的检测结果输出至动态欠压保护电路，动态欠压保护电路根据接收到的检测结果自动调整其欠压保护触发值，并根据该欠压保护触发值和工作电压输入端所输入的工作电压，输出相应的欠压保本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能功率模块，包括工作电压输入端、U相上桥臂IGBT管、V相上桥臂IGBT管和W相上桥臂IGBT管、U相下桥臂IGBT管、V相下桥臂IGBT管和W相下桥臂IGBT管，其中，各所述IGBT管均对应设置有一驱动电路，其特征在于，还包括用于检测U相上桥臂IGBT管的温度的第一温度检测电路、用于检测V相上桥臂IGBT管的温度的第二温度检测电路、用于检测W相上桥臂IGBT管的温度的第三温度检测电路、用于检测U相下桥臂IGBT管的温度的第四温度检测电路、用于检测V相下桥臂IGBT管的温度的第五温度检测电路、用于检测W相下桥臂IGBT管的温度的第六温度检测电路，以及用于根据各所述温度检测电路的检测结果自动调整欠压保护触发值、并根据所述欠压保护触发值和所述工作电压输入端的电压输出相应的欠压保护信号至各所述驱动电路的动态欠压保护电路；其中，所述动态欠压保护电路的输入端分别与各所述温度检测电路的输出端连接，所述动态欠压保护电路的输出端分别与各所述驱动电路连接。

【技术特征摘要】
1.一种智能功率模块，包括工作电压输入端、U相上桥臂IGBT管、V相上桥臂IGBT管和W相上桥臂IGBT管、U相下桥臂IGBT管、V相下桥臂IGBT管和W相下桥臂IGBT管，其中，各所述IGBT管均对应设置有一驱动电路，其特征在于， 还包括用于检测U相上桥臂IGBT管的温度的第一温度检测电路、用于检测V相上桥臂IGBT管的温度的第二温度检测电路、用于检测W相上桥臂IGBT管的温度的第三温度检测电路、用于检测U相下桥臂IGBT管的温度的第四温度检测电路、用于检测V相下桥臂IGBT管的温度的第五温度检测电路、用于检测W相下桥臂IGBT管的温度的第六温度检测电路，以及用于根据各所述温度检测电路的检测结果自动调整欠压保护触发值、并根据所述欠压保护触发值和所述工作电压输入端的电压输出相应的欠压保护信号至各所述驱动电路的动态欠压保护电路；其中， 所述动态欠压保护电路的输入端分别与各所述温度检测电路的输出端连接，所述动态欠压保护电路的输出端分别与各所述驱动电路连接。2.根据权利要求1所述的智能功率模块，其特征在于，所述第一温度检测电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一稳压二极管及第二稳压二极管；其中， 所述第一电阻的第一端与所述工作电压输入端连接，第二端分别与所述第二电阻的第一端及所述第一稳压二极管的阴极连接；所述第二电阻的第二端与所述第三电阻的第一端连接；所述第三电阻的第二端与所述第二稳压二极管的阴极连接；所述第二稳压二极管的阴极作为所述第一温度检测电路的输出端与所述动态欠压保护电路的一输入端连接；所述第二稳压二极管的阳极与所述第一稳压二极管的阳极连接并接地。3.根据权利要求2所述的智能功率模块，其特征在于，所述动态欠压保护电路包括第四电阻、第五电阻、第六电阻、第一电压比较器、第二电压比较器、第三电压比较器、第四电压比较器、第五电压比较器、第六电压比较器、第七电压比较器、第一参考电压源、第二参考电压源、第一或门、第二或门、第三或门、第一非门、第二非门及NMOS管；其中， 第一电压比较器、第二电压比较器、第三电压比较器、第四电压比较器、第五电压比较器、第六电压比较器的正输入端为所述动态欠压保护电...

【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