一种自适应抗静电增强保护的智能功率模块制造技术

本实用新型专利技术公开了一种自适应抗静电增强保护的智能功率模块，包括有自适应电路；HVIC管的HO1端、HO2端、HO3端、LO1端、LO2端、LO3端、PFCO端分别与自适应电路的第一输入端、第二输入端、第三输入端、第四输入端、第五输入端、第六输入端、第七输入端连接，自适应电路的第一输出端、第二输出端、第三输出端、第四输出端、第五输出端、第六输出端、第七输出端分别与各IGBT管的栅极相连。本实用新型专利技术尚未上电时，GBT管的栅极具有电连接，减小对栅极的直接电压冲击，提高IGBT管的栅极的抗静电能力；由于运动电场的作用，静电无法积聚，在上电后被静电破坏的机会很低，降低其被静电击穿的几率。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及智能功率模块的设计领域，尤其涉及的是一种智能功率模块的保护电路和静电抑制电路的设计。
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。现行用于变频空调等领域的智能功率模块100的电路结构如图1所示：HVIC管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；在所述HVIC管101内部有自举电路，自举电路结构如下：VCC端与自举二极管102、自举二极管103、自举二极管104的阳极相连；所述自举二极管102的阴极与所述HVIC管101的VB1相连；所述自举二极管103的阴极与所述HVIC管101的VB2相连；所述自举二极管104的阴极与所述HVIC管101的VB3相连；所述HVIC管101的HIN1端作为所述智能功率模块100的压机U相上桥臂输入端UHIN；所述HVIC管101的HIN2端作为所述智能功率模块100的压机V相上桥臂输入端VHIN；所述HVIC管101的HIN3端作为所述智能功率模块100的压机W相上桥臂输入端WHIN；所述HVIC管101的LIN1端作为所述智能功率模块100的压机U相下桥臂输入端ULIN；所述HVIC管101的LIN2端作为所述智能功率模块100的压机V相下桥臂输入端VLIN；所述HVIC管101的LIN3端作为所述智能功率模块100的压机W相下桥臂输入端WLIN；所述HVIC管101的PFCINP端作为所述智能功率模块100的PFC控制输入端PFCIN；在此，所述智能功率模块100的UHIN、VHIN、WHIN、ULIN、VLIN、WLIN六路输入和PFCIN端接收0V或5V的输入信号；所述HVIC管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；所述HVIC管101的ITRIP端作为所述智能功率模块100的电流检测 vb端MTRIP；所述HVIC管101的VB1端连接电容131的一端，并作为所述智能功率模块100的压机U相高压区供电电源正端UVB；所述HVIC管101的HO1端与压机U相上桥臂IGBT管121的栅极相连；所述HVIC管101的VS1端与所述IGBT管121的射极、FRD管111的阳极、压机U相下桥臂IGBT管124的集电极、FRD管114的阴极、所述电容131的另一端相连，并作为所述智能功率模块100的压机U相高压区供电电源负端UVS；所述HVIC管101的VB2端连接电容132的一端，作为所述智能功率模块100的压机U相高压区供电电源正端VVB；所述HVIC管101的HO2端与压机V相上桥臂IGBT管122的栅极相连；所述HVIC管101的VS2端与所述IGBT管122的射极、FRD管112的阳极、压机V相下桥臂IGBT管125的集电极、FRD管115的阴极、所述电容132的另一端相连，并作为所述智能功率模块100的压机V相高压区供电电源负端VVS；所述HVIC管101的VB3端连接电容133的一端，作为所述智能功率模块100的压机W相高压区供电电源正端WVB；所述HVIC管101的HO3端与压机W相上桥臂IGBT管123的栅极相连；所述HVIC管101的VS3端与所述IGBT管123的射极、FRD管113的阳极、压机W相下桥臂IGBT管126的集电极、FRD管116的阴极、所述电容133的另一端相连，并作为所述智能功率模块100的压机W相高压区供电电源负端WVS；所述HVIC管101的LO1端与所述IGBT管124的栅极相连；所述HVIC管101的LO2端与所述IGBT管125的栅极相连；所述HVIC管101的LO3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的压机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的压机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的压机W相低电压参考端WN；所述HVIC管101的PFCO端与IGBT管127的栅极相连；所述IGBT管127的射极与FRD管117的阳极相连，并作为所述智能功率模块100的PFC低电压参考端-VP；所述IGBT管127的集电极与所述FRD管117的阴极、FRD管131的阳极相连，并作为所述智能功率模块100的PFC端；所述FRD管131的阴极、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。所述HVIC管101的作用是：VDD为所述HVIC管101的供电电源正端，GND为所述HVIC管101的供电电源负端；VDD-GND电压一般为15V；VB1和VS1分别为U相高压区的电源的正极和负极，HO1为U相高压区的输出端；VB2和VS2分别为V相高压区的电源的正极和负极，HO2为V相高压区的输出端；VB3和VS3分别为U相高压区的电源的正极和负极，HO3为W相高压区的输出端；LO1、LO2、LO3分别为U相、V相、W相低压区的输出端；PFCO为PFC驱动电路的输出端；将输入端HIN1、HIN2、HIN3的0或5V的逻辑输入信号分别传到输出端HO1、HO2、HO3，LIN1、LIN2、LIN3的信号分别传到输出端LO1、LO2、LO3，PFCINP的信号传到输出端PFCO，其中HO1是VS1或VS1+15V的逻辑输出信号、HO2是VS2或VS2+15V的逻辑输出信号、HO3是VS3或VS3+15V的逻辑输出信号，LO1、LO2、LO3、PFCO是0或15V的逻辑输出信号。同一相的输入信号不能同时为高电平，即HIN1和LIN1、HIN2和LIN2、HIN3和LIN3不能同时为高电平。所述UVS、VVS、WVS和PFC都接感性负载。PFCINP则按一定的频率在高低电平间频繁切换，使所述IGBT管127持续处于开关状态而所述FRD管131持续处于续流状态，该频率一般为LIN1~LIN3、HIN1~HIN3开关频率的2~4倍，并且与LIN1~LIN3、HIN1~HIN3的开关频率没有直接联系。可见，现行智能功率模块100的所述IGBT管124、所述IGBT管125、所述IGBT管126、所述IGBT管127的射极直接作为所述智能功率模块100的引脚，在所述智能功率模块100装配过程中，由于触碰到操作台、触碰到工人身体部位等原因，所述智能功率模块100很容易受本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自适应抗静电增强保护的智能功率模块，其特征在于，包括：HVIC管(1101)；分别与HVIC管(1101)连接的第一IGBT管(1121)、第二IGBT管(1122)、第三IGBT管(1123)、第四IGBT管(1124)、第五IGBT管(1125)、第六IGBT管(1126)和第七IGBT管(1127)；以及自适应电路(1105)；其中，HVIC管(1101)的U相高压区输出端HO1端与自适应电路(1105)的第一输入端相连，自适应电路(1105)的第一输出端与压机U相上桥臂第一IGBT管（1121）的栅极相连；HVIC管(1101)的V相高压区输出端HO2端与自适应电路(1105)的第二输入端相连，自适应电路(1105)的第二输出端与压机V相上桥臂第二IGBT管（1122）的栅极相连；HVIC管(1101)的W相高压区输出端HO3端与自适应电路(1105)的第三输入端相连，自适应电路(1105)的第三输出端与压机W相上桥臂第三IGBT管（1123）的栅极相连；HVIC管(1101)的U相低压区输出端LO1端与自适应电路1105的第四输入端相连，自适应电路(1105)的第四输出端与第四IGBT管（1124）的栅极相连；HVIC管(1101)的V相低压区输出端LO2端与自适应电路1105的第五输入端相连，自适应电路(1105)的第五输出端与第五IGBT管（1125）的栅极相连；HVIC管(1101)的W相低压区输出端LO3端与自适应电路（1105）的第六输入端相连，自适应电路(1105)的第六输出端与第六IGBT管（1126）的栅极相连；HVIC管(1101)的PFC驱动电路输出端PFCO端与自适应电路（1105）的第七输入端相连，自适应电路(1105)的第七输出端与第七IGBT管（1127）的栅极相连。...

【技术特征摘要】
1.一种自适应抗静电增强保护的智能功率模块，其特征在于，包括：HVIC管(1101)；分别与HVIC管(1101)连接的第一IGBT管(1121)、第二IGBT管(1122)、第三IGBT管(1123)、第四IGBT管(1124)、第五IGBT管(1125)、第六IGBT管(1126)和第七IGBT管(1127)；以及自适应电路(1105)；其中，HVIC管(1101)的U相高压区输出端HO1端与自适应电路(1105)的第一输入端相连，自适应电路(1105)的第一输出端与压机U相上桥臂第一IGBT管（1121）的栅极相连；HVIC管(1101)的V相高压区输出端HO2端与自适应电路(1105)的第二输入端相连，自适应电路(1105)的第二输出端与压机V相上桥臂第二IGBT管（1122）的栅极相连；HVIC管(1101)的W相高压区输出端HO3端与自适应电路(1105)的第三输入端相连，自适应电路(1105)的第三输出端与压机W相上桥臂第三IGBT管（1123）的栅极相连；HVIC管(1101)的U相低压区输出端LO1端与自适应电路1105的第四输入端相连，自适应电路(1105)的第四输出端与第四IGBT管（1124）的栅极相连；HVIC管(1101)的V相低压区输出端LO2端与自适应电路1105的第五输入端相连，自适应电路(1105)的第五输出端与第五IGBT管（1125）的栅极相连；HVIC管(1101)的W相低压区输出端LO3端与自适应电路（1105）的第六输入端相连，自适应电路(1105)的第六输出端与第六IGBT管（1126）的栅极相连；HVIC管(1101)的PFC驱动电路输出端PFCO端与自适应电路（1105）的第七输入端相连，自适应电路(1105)的第七输出端与第七IGBT管（1127）的栅极相连。2.根据权利要求1所述的智能功率模块，其特征在于，其尚未上电时，自适应电路（1105）的第一输出端、第二输出端、第三输出端、第四输出端、第五输出端、第六输出端、第七输出端产生电连接并呈现高阻态，并且与自适应电路（1105）的第一输入端、第二输入端、第三输入端、第四输入端、第五输入端、第六输入端、第七输入端的信号无关。3.根据权利要求1所述的智能功率模块，其特征在于，当其上电后，自适应电路（1105）的第一输出端的信号与自适应电路（1105）的第一输入端的信号同相，自适应电路（1105）的第二输出端的信号与所述自适应电路（1105）的第二输入端的信号同相，自适应电路（1105）的第三输出端的信号与自适应电路（1105）的第三输入端的信号同相，自适应电路1105的第四输出端的信号与自适应电路（1105）的第四输入端的信号同相，自适应电路（1105）的第五输出端的信号与自适应电路（1105）的第五输入端的信号同相，自适应电路（1105）的第六输出端的信号与自适应电路（1105）的第六输入端的信号同相，自适应电路（1105）的第七输出端的信号与自适应电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹曦曦，
申请(专利权)人：深圳市鑫宇鹏电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44