智能功率模块及其的驱动电路制造技术

本发明专利技术公开了一种智能功率模块的驱动电路，包括电路结构相同的第一至第三同步电平转换电路，并且每个同步电平转换电路包括：双脉冲发生电路，双脉冲发生电路在其信号输入端输入信号的上升沿和下降沿分别产生第一、第二窄脉冲信号；第一DMOS管，第一DMOS管在第一、第二窄脉冲信号控制下导通；信号还原电路，信号还原电路将第一、第二窄脉冲信号对应还原成相对于驱动电路的VS1端、VS2端、VS3端的电平信号；高压区输出电路，高压区输出电路对应将电平信号进行放大。该驱动电路能够通过单个DMOS管实现电平信号的转换，使驱动电路简单可靠，并提高了一致性。本发明专利技术还公开了一种智能功率模块。

【技术实现步骤摘要】
智能功率模块及其的驱动电路
本专利技术涉及智能功率模块
，特别涉及一种智能功率模块的驱动电路以及一种智能功率模块。
技术介绍
智能功率模块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，并具有过电压、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(MicroControlUnit，微控制单元)的控制信号，驱动后续电路工作，另一方面将检测的系统的状态信号发送给MCU。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和各种逆变电源，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。相关技术中，如图1所示，采用光耦实现第一HOIC管的高电压与LVIC管的低电压的隔离。但是采用该隔离结构使得智能功率模块的驱动电路的电路结构非常复杂，并且需要配置三个体积较大且装配工艺不同于其它半导体芯片的光耦管，使得智能功率模块的体积较大、制造工艺复杂，并且成本比较高。另外，由于智能功率模块的驱动电路由多个不同的元器件组成，如图1所示，智能功率模块的驱动电路包括5个元器件(光耦管01、光耦管02、光耦管03、第一HOIC管和第二HOIC管)，即使将光耦管01和LVIC管集成在一起，也需要4个元器件，多个元器件的组合必然造成不一致性，而智能功率模块的U相、V相、W相理论上需高度一致，因此，使得智能功率模块无论是个体上还是个体间都会出现不一致性，这种不一致性造成了智能功率模块驱动算法设置上的困难，甚至会在特定工况下出现不可避免的偏差，造成系统异常保护，严重时会造成系统失控，带来安全隐患。因此，需要对智能功率模块的驱动电路进行改进。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在至少解决上述的技术缺陷之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种智能功率模块的驱动电路，通过单个DMOS管实现电平信号的转换，使驱动电路简单可靠，并提高了一致性。本专利技术的另一个目的在于提出一种智能功率模块。为达到上述目的，本专利技术一方面实施例提出了一种智能功率模块的驱动电路，包括第一至第三同步电平转换电路，所述第一至第三同步电平转换电路的电路结构相同且每个同步电平转换电路包括：双脉冲发生电路，所述双脉冲发生电路的电源正端与所述智能功率模块的低压区供电电源正端相连，所述双脉冲发生电路的电源负端与所述智能功率模块的低压区供电电源负端相连，所述双脉冲发生电路的信号输入端对应与所述智能功率模块的U、V、W相上桥臂输入端相连，所述双脉冲发生电路在其信号输入端输入信号的上升沿和下降沿分别产生第一窄脉冲信号和第二窄脉冲信号，其中，所述第一窄脉冲信号通过所述双脉冲发生电路的第一输出端输出，所述第二窄脉冲信号通过所述双脉冲发生电路的第二输出端输出；第一DMOS管，所述第一DMOS管在所述第一窄脉冲信号或所述第二窄脉冲信号的控制下导通；信号还原电路，所述信号还原电路的输入端与所述第一DMOS管的漏极相连，所述信号还原电路将所述第一窄脉冲信号和第二窄脉冲信号对应还原成相对于所述驱动电路的VS1端、VS2端、VS3端的电平信号；高压区输出电路，所述高压区输出电路的输入端与所述信号还原电路的输出端相连，所述高压区输出电路对应将相对于所述驱动电路的VS1端、VS2端、VS3端的电平信号进行放大。根据本专利技术实施例的智能功率模块的驱动电路，通过单个DMOS管实现电平信号的转换，以使驱动电路在同一芯片中实现，有效避免使用多个芯片组合导致的不一致性，从而提高了驱动电路的一致性，降低了装配难度和成本，并且缩小了智能功率模块的体积。另外，由于智能功率模块的一致性得到提高，使得智能功率模块的驱动算法要求大幅降低，从而提高了智能功率模块的普适性和健壮性，避免了因多个芯片组合导致的不一致性使智能功率模块的驱动算法不匹配而导致的系统失控。根据本专利技术的一个实施例，所述双脉冲发生电路的第一输出端与所述第一DMOS管的栅极之间还连接有串联的第一非门和第二非门，所述双脉冲发生电路的第二输出端与所述第一DMOS管的栅极之间还连接有串联的第三非门和第四非门。根据本专利技术的一个实施例，所述信号还原电路具体包括：第一电阻，所述第一电阻的一端与所述第一DMOS管的漏极相连，所述第一电阻的另一端对应与所述驱动电路的VB1端、VB2端、VB3端相连；选择开关，所述选择开关的固定端分别与所述第一电阻的一端、所述第一DMOS管的漏极相连；第一二极管，所述第一二极管的阴极与所述选择开关的固定端相连，所述第一二极管的阳极对应与所述驱动电路的VS1端、VS2端、VS3端相连；串联的第五非门和第六非门，所述第五非门的输入端与所述选择开关的第一选择端相连，所述第五非门的输出端与所述第六非门的输入端相连；串联的第七非门和第八非门，所述第七非门的输入端与所述选择开关的第二选择端相连，所述第七非门的输出端与所述第八非门的输入端相连；触发器，所述触发器的第一输入端与所述第六非门的输出端相连，所述触发器的第二输入端与所述第八非门的输出端相连，所述触发器的输出端与所述选择开关的控制端相连后，与所述高压区输出电路的输入端相连。在本专利技术的一些实施例中，通过所述第一DMOS管截止以对所述驱动电路的高压区和低压区进行隔离。此外，本专利技术的实施例还提出了一种智能功率模块，其包括上述的智能功率模块的驱动电路。该智能功率模块通过上述的智能功率模块的驱动电路，有效地提高了一致性，并且降低了装配难度和成本，缩小了体积。另外，由于一致性得到提高，使得驱动算法要求大幅降低，从而提高了普适性和健壮性，避免了因多个芯片组合导致的不一致性使驱动算法不匹配而导致的系统失控。本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1为传统的智能功率模块的电路结构图；图2为根据本专利技术实施例的智能功率模块的电路结构图；以及图3为根据本专利技术实施例的同步电平转换电路的电路图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能解释为对本专利技术的限制。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本专利技术的不同结构。为了简化本专利技术的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本专利技术。此外，本专利技术可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本专利技术提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特征在第二特征之“上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能功率模块的驱动电路，其特征在于，包括第一至第三同步电平转换电路，所述第一至第三同步电平转换电路的电路结构相同且每个同步电平转换电路包括：双脉冲发生电路，所述双脉冲发生电路的电源正端与所述智能功率模块的低压区供电电源正端相连，所述双脉冲发生电路的电源负端与所述智能功率模块的低压区供电电源负端相连，所述双脉冲发生电路的信号输入端对应与所述智能功率模块的U、V、W相上桥臂输入端相连，所述双脉冲发生电路在其信号输入端输入信号的上升沿和下降沿分别产生第一窄脉冲信号和第二窄脉冲信号，其中，所述第一窄脉冲信号通过所述双脉冲发生电路的第一输出端输出，所述第二窄脉冲信号通过所述双脉冲发生电路的第二输出端输出；第一DMOS管，所述第一DMOS管在所述第一窄脉冲信号或所述第二窄脉冲信号的控制下导通；信号还原电路，所述信号还原电路的输入端与所述第一DMOS管的漏极相连，所述信号还原电路将所述第一窄脉冲信号和第二窄脉冲信号对应还原成相对于所述驱动电路的VS1端、VS2端、VS3端的电平信号；高压区输出电路，所述高压区输出电路的输入端与所述信号还原电路的输出端相连，所述高压区输出电路对应将相对于所述驱动电路的VS1端、VS2端、VS3端的电平信号进行放大。...

【技术特征摘要】
1.一种智能功率模块的驱动电路，其特征在于，包括第一至第三同步电平转换电路，所述第一至第三同步电平转换电路的电路结构相同且每个同步电平转换电路包括：双脉冲发生电路，所述双脉冲发生电路的电源正端与所述智能功率模块的低压区供电电源正端相连，所述双脉冲发生电路的电源负端与所述智能功率模块的低压区供电电源负端相连，所述双脉冲发生电路的信号输入端对应与所述智能功率模块的U、V、W相上桥臂输入端相连，所述双脉冲发生电路在其信号输入端输入信号的上升沿和下降沿分别产生第一窄脉冲信号和第二窄脉冲信号，其中，所述第一窄脉冲信号通过所述双脉冲发生电路的第一输出端输出，所述第二窄脉冲信号通过所述双脉冲发生电路的第二输出端输出；第一DMOS管，所述双脉冲发生电路的第一输出端与所述第一DMOS管的栅极之间还连接有串联的第一非门和第二非门，所述双脉冲发生电路的第二输出端与所述第一DMOS管的栅极之间还连接有串联的第三非门和第四非门，所述第一DMOS管在所述第一窄脉冲信号或所述第二窄脉冲信号的控制下导通；信号还原电路，所述信号还原电路的输入端与所述第一DMOS管的漏极相连，所述信号还原电路将所述第一窄脉冲信号和第二窄脉冲信号对应还原成相对于所述驱动电路的VS1端、VS2端、VS3端的电平信号；高压区输出电路，所述高压区输出电路的输入端与所述信号还原电路的输出端相连，所述高压区输出电路对应将...

【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，美的集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44