智能功率模块和空调器制造技术

本实用新型专利技术提供了一种智能功率模块和空调器，智能功率模块包括：三相上桥臂信号输入端、三相下桥臂信号输入端、电流检测端和PFC控制输入端；HVIC管上设置有对应于电流检测端的第一端口和对应于PFC控制输入端的第二端口；自适应电路的第一输入端连接至第一端口，自适应电路的第二输入端连接至第二端口，自适应电路的输出端作为HVIC管的使能端；其中，自适应电路在第二输入端的输入信号处于上升沿时，根据对第一输入端的输入信号进行两次检测的结果输出相应电平的使能信号；自适应电路在第二输入端的输入信号未处于上升沿时，根据对第一输入端的输入信号进行一次检测的结果输出相应电平的使能信号。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及智能功率模块
，具体而言，涉及一种智能功率模块和一种空调器。
技术介绍
智能功率模块(IntelligentPowerModule，简称IPM)是一种将电力电子分立器件和集成电路技术集成在一起的功率驱动器，智能功率模块包含功率开关器件和高压驱动电路，并带有过电压、过电流和过热等故障检测电路。智能功率模块的逻辑输入端接收主控制器的控制信号，输出端驱动压缩机或后续电路工作，同时将检测到的系统状态信号送回主控制器。相对于传统分立方案，智能功率模块具有高集成度、高可靠性、自检和保护电路等优势，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、变频家电的理想电力电子器件。现有的智能功率模块电路的结构示意图如图1所示，MTRIP端口作为电流检测端，以根据检测到的电流大小对智能功率模块100进行保护。PFCIN端口作为智能功率模块的PFC(PowerFactorCorrection，功率因数校正)控制输入端。在智能功率模块工作过程中，PFCINP端按一定的频率在高低电平间频繁切换，使IGBT管127持续处于开关状态而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。如图2所示，UN、VN、WN接毫欧电阻138的一端，毫欧电阻138的另一端接GND，MTRIP是电流检测引脚，接毫欧电阻138的一端，通过检测毫欧电阻的压降测算电流，如图3所示，当电流过大时，使智能功率模块100停止工作，避免因过流产生过热后，对智能功率模块100产生永久性损坏。-VP、COM、UN、VN、WN在实际使用中有电连接关系。因此，IGBT管121～IGBT管127开关时的电压噪声以及FRD管111～FRD管116、FRD管131续流时的电流噪声都会相互耦合，对各低电压区的输入引脚造成影响。在各输入引脚中，HIN1～HIN3、LIN1～LIN3、PFCINP的阈值一般在2.3V左右，而ITRIP的阈值电压一般只有0.5V一下，因此，ITRIP是最容易受到干扰的引脚。当ITRIP受到触发，智能功率模块100就会停止工作，而因为此时并未真正发生过流，所以ITRIP此时的触发属于误触发。如图4所示，在PFCIN为高电平，IGBT管127开通瞬间时，因为FRD管131的反向恢复电流的存在，叠加出I131的电流波形，该电流有较大的震荡噪声，通过-VP、COM、UN、VN、WN在外围电路中的电连接，震荡噪声在MTRIP端会藕合出一定的电压抬高。设使MTRIP触发的条件为：电压>Vth，且持续时间>Tth；在图4中，设Ta<Tth<Tb，则在前三个周期的电压太高不足以使MTRIP产生误触发，到第四个周期，MTRIP将产生误触发。FRD管的反向恢复时间的长短与温度有关，温度越高，反向恢复时间越长，因此随着系统的持续工作，智能功率模块100的温度持续上升，MTRIP被触发的几率越来越大，在一些恶劣的应用场合，最终会产生误触发，使系统停止工作。虽然这种误触发在一段时间后会恢复而不会对系统形成破坏，但无疑会对用户造成困扰。如对于变频空调器的应用场合，环境温度越高正是用户越需要空调系统持续工作的时候，但高的环境温度会使FRD管的反向恢复时间增长，MTRIP受误触发的几率提高，一旦MTRIP被误触发，空调系统会因误认为发生过流而停止工作3～5分钟，使用户在这段时间内无法获得冷风，这是造成空调系统因制冷能力不足受客户投诉的主要原因之一。因此，如何能够在确保智能功率模块具有高可靠性和高适应性的前提下，有效降低智能功率模块被误触发的几率成为亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本技术旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。为此，本技术的一个目的在于提出了一种新的智能功率模块，可以在确保智能功率模块具有高可靠性和高适应性的前提下，有效降低智能功率模块被误触发的几率。本技术的另一个目的在于提出了一种空调器。为实现上述目的，根据本技术的第一方面的实施例，提出了一种智能功率模块，包括：三相上桥臂信号输入端、三相下桥臂信号输入端、三相低电压参考端、电流检测端和PFC控制输入端；HVIC管，所述HVIC管上设置有分别连接至所述三相上桥臂信号输入端和所述三相下桥臂信号输入端的接线端，以及对应于所述电流检测端的第一端口和对应于所述PFC控制输入端的第二端口，所述第一端口通过连接线与所述电流检测端相连，所述第二端口通过连接线与所述PFC控制输入端相连；采样电阻，所述三相低电压参考端和所述电流检测端均连接至所述采样电阻的第一端，所述采样电阻的第二端连接至所述智能功率模块的低压区供电电源负端；自适应电路，所述自适应电路的供电电源正极和负极分别连接至所述智能功率模块的低压区供电电源正端和负端，所述自适应电路的第一输入端连接至所述第一端口，所述自适应电路的第二输入端连接至所述第二端口，所述自适应电路的输出端作为所述HVIC管的使能端；其中，所述自适应电路在所述第二输入端的输入信号处于上升沿时，根据对所述第一输入端的输入信号进行两次检测的结果输出相应电平的使能信号；所述自适应电路在所述第二输入端的输入信号未处于上升沿时，根据对所述第一输入端的输入信号进行一次检测的结果输出相应电平的使能信号。根据本技术的实施例的智能功率模块，由于在第二端口(即PFCINP)处于高电平瞬间，如果第一端口(ITRIP)的电压波动是因为电路噪声引起，那么ITRIP电压是一个持续降低的过程，因此通过设置自适应电路，以在第二输入端(即PFC控制输入端)的输入信号处于上升沿时，根据对第一输入端(电流检测端)的输入信号进行两次检测的结果输出相应电平的使能信号，使得在PFCINP高电平瞬间，能够通过二次检测滤除因电路噪声引起误动作的可能；而如果ITRIP的电压波动时来自真正的过流，那么ITRIP电压是一个持续增加的过程，二次检测确认后及时输出低电平能够确保智能功率模块停止工作形成保护。通过在第二输入端的输入信号未处于上升沿时，根据对第一输入端的输入信号进行一次检测的结果输出相应电平的使能信号，使得在PFCINP高电平过后，智能功率模块可以进行常规检测判断，以在电流检测端检测到的电流信本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能功率模块，其特征在于，包括：三相上桥臂信号输入端、三相下桥臂信号输入端、三相低电压参考端、电流检测端和PFC控制输入端；HVIC管，所述HVIC管上设置有分别连接至所述三相上桥臂信号输入端和所述三相下桥臂信号输入端的接线端，以及对应于所述电流检测端的第一端口和对应于所述PFC控制输入端的第二端口，所述第一端口通过连接线与所述电流检测端相连，所述第二端口通过连接线与所述PFC控制输入端相连；采样电阻，所述三相低电压参考端和所述电流检测端均连接至所述采样电阻的第一端，所述采样电阻的第二端连接至所述智能功率模块的低压区供电电源负端；自适应电路，所述自适应电路的供电电源正极和负极分别连接至所述智能功率模块的低压区供电电源正端和负端，所述自适应电路的第一输入端连接至所述第一端口，所述自适应电路的第二输入端连接至所述第二端口，所述自适应电路的输出端作为所述HVIC管的使能端；其中，所述自适应电路在所述第二输入端的输入信号处于上升沿时，根据对所述第一输入端的输入信号进行两次检测的结果输出相应电平的使能信号；所述自适应电路在所述第二输入端的输入信号未处于上升沿时，根据对所述第一输入端的输入信号进行一次检测的结果输出相应电平的使能信号。...

【技术特征摘要】
1.一种智能功率模块，其特征在于，包括：
三相上桥臂信号输入端、三相下桥臂信号输入端、三相低电压参考端、电流检测端和PFC控制输入端；
HVIC管，所述HVIC管上设置有分别连接至所述三相上桥臂信号输入端和所述三相下桥臂信号输入端的接线端，以及对应于所述电流检测端的第一端口和对应于所述PFC控制输入端的第二端口，所述第一端口通过连接线与所述电流检测端相连，所述第二端口通过连接线与所述PFC控制输入端相连；
采样电阻，所述三相低电压参考端和所述电流检测端均连接至所述采样电阻的第一端，所述采样电阻的第二端连接至所述智能功率模块的低压区供电电源负端；
自适应电路，所述自适应电路的供电电源正极和负极分别连接至所述智能功率模块的低压区供电电源正端和负端，所述自适应电路的第一输入端连接至所述第一端口，所述自适应电路的第二输入端连接至所述第二端口，所述自适应电路的输出端作为所述HVIC管的使能端；
其中，所述自适应电路在所述第二输入端的输入信号处于上升沿时，根据对所述第一输入端的输入信号进行两次检测的结果输出相应电平的使能信号；所述自适应电路在所述第二输入端的输入信号未处于上升沿时，根据对所述第一输入端的输入信号进行一次检测的结果输出相应电平的使能信号。
2.根据权利要求1所述的智能功率模块，其特征在于：
所述自适应电路在所述第二输入端的输入信号处于上升沿时，当对所述第一输入端的输入信号进行两次检测的结果均为电压值高于预定值时，输出第一电平的使能信号，以禁止所述HVIC管工作；否则，输出第二电平的使能信号，以允许所述HVIC管工作；
所述自适应电路在所述第二输入端的输入信号未处于上升沿时，当对所述第一输入端的输入信号进行一次检测的结果为电压值高于预定值时，输出所述第一电平的使能信号；否则，输出所述第二电平的使能信号。
3.根据权利要求1所述的智能功率模块，其特征在于，所述自适应电路包括：
第一电压比较器，所述第一电压比较器的正输入端作为所述自适应电路的第一输入端，所述第一电压比较器的负输入端连接至电压源的正极，所述电压源的负极作为所述自适应电路的供电电源负极，所述第一电压比较器的输出端连接至模拟开关的第一选择端；
串联连接的第一非门和第二非门，所述第一非门的输入端作为所述自适应电路的第二输入端，所述第二非门的输出端连接至第一与非门的第一输入端；
串联连接的第三非门、第四非门和第五非门，所述第三非门的输入端连接至所述第一非门的输入端，所述第五非门的输出端连接至所述第一与非门的第二输入端，所述第一与非门的输出端连接至第六非门的输入端，所述第六非门的输出端连接至所述模拟开关的控制端；
第一电容，连接在所述第四非门的输入端和所述自适应电路的供电电源负极之间；
第二电容，连接在所述第五非门的输入端和所述自适应电路的供电电源负极之间；
串联连接的第七非门和第八非门，所述第七非门的输入端连接至所述第一非门的输入端，所述第八非门的输出端连接至第二与非门的第一输入端；
串联连接的第九非门、第十非门和第十一非门，所述第九非门的输入端连接至所述第一非门的输入端，所述第十一非门的输出端连接至所述第二与非门的第二输入端，所述第二与非门的输出端连接至第十二非门的输入端；
第三电容，连接在所述第十一非门的输入端和所述自适应电路的供电电源负极之间；
RS触发器，所述RS触发器的R端连接至所述第十二非门的输出端；
串联连接的AD转换器和DA转换器，所述AD转换器的输入端连接至所述第一电压比较器正输入端和第二电压比较器的正输入端，所述DA转换器...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯宇翔，
申请(专利权)人：重庆美的制冷设备有限公司，美的集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：重庆;50