智能功率模块制造技术

本发明专利技术提供了一种智能功率模块，包括：第三相上桥臂IGBT的基极连接至上桥臂第一端，并且上桥臂第二端连接至第三相上桥臂驱动端；第三相下桥臂IGBT的基极连接至下桥臂第一端，并且下桥臂第二端连接至第三相下桥臂驱动端。通过本发明专利技术技术方案，能够准确检测出IGBT处于线性区的热特性，进而能够实现对IGBT的灵活的热分析。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及智能功率模块
，具体而言，涉及一种智能功率模块。
技术介绍
智能功率模块，即IPM(IntelligentPowerModule)，是一种将电力电子和集成电路技术结合的功率驱动器件(DeriverIntegratedCircuit，即DriverIC)。由于具有高集成度、高可靠性等优势，智能功率模块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、伺服驱动和变频家电常用的电力电子器件。现有智能功率模块100的电路结构如图1所示：HVIC(HighVoltageintegratedcircuit，高压集成控制电路)管101的VCC端作为上述智能功率模块100的低压区供电电源正端VCC(H)，VCC(H)一般为15V；LVIC(LowVoltageintegratedcircuit，低压集成控制电路)管102的VCC端作为上述智能功率模块100的低压区供电电源正端VCC(L)，VCC(L)一般为15V；上述HVIC管101的IN(UH)端作为上述智能功率模块100的U相上桥臂输入端UHIN；上述HVIC管101的IN(VH)端作为上述智能功率模块100的V相上桥臂输入端VHIN；上述HVIC管101的IN(WH)端作为上述智能功率模块100的W相上桥臂输入端WHIN；上述LVIC管102的IN(UL)端作为上述智能功率模块100的U相下桥臂输入端ULIN；上述LVIC管102的IN(VL)端作为上述智能功率模块100的V相下桥臂输入端VLIN；上述LVIC管102的IN(WL)端作为上述智能功率模块100的W相下桥臂输入端WLIN；在此，上述智能功率模块100的U、V、W三相的六路输入接收0～5V的输入信号；上述HVIC管101的COM端与上述LVIC管102的COM端相连；上述LVIC管102的COM端作为上述智能功率模块100的低压区供电电源负端COM；上述HVIC管101的UVB端作为上述智能功率模块100的U相高压区供电电源正端VB(U)；上述HVIC管101的OUT(UH)端与U相上桥臂IGBT管121的栅极相连；上述HVIC管101的UVS端与上述IGBT管121的发射极、FRD管111的阳极、U相下桥臂IGBT管124的集电极、FRD管114的阴极相连，并作为上述智能功率模块100的U相高压区供电电源负端U；上述HVIC管101的VVB端作为上述智能功率模块100的U相高压区供电电源正端VB(V)；上述HVIC管101的OUT(VH)端与V相上桥臂IGBT管123的栅极相连；上述HVIC管101的VVS端与上述IGBT管122的发射极、FRD管112的阳极、V相下桥臂IGBT管125的集电极、FRD管115的阴极相连，并作为上述智能功率模块100的W相高压区供电电源负端V；上述HVIC管101的WVB端作为上述智能功率模块100的W相高压区供电电源正端VB(W)；上述HVIC管101的OUT(WH)端与W相上桥臂IGBT管123的栅极相连；上述HVIC管101的WVS端与上述IGBT管123的发射极、FRD管113的阳极、W相下桥臂IGBT管126的集电极、FRD管116的阴极相连，并作为上述智能功率模块100的W相高压区供电电源负端W；上述LVIC管102的OUT(UL)端与上述IGBT管124的栅极相连；上述LVIC管102的OUT(VL)端与上述IGBT管125的栅极相连；上述LVIC管102的OUT(WL)端与上述IGBT管126的栅极相连；上述IGBT管124的发射极与上述FRD管114的阳极相连，并作为上述智能功率模块100的U相低电压参考端NU；上述IGBT管125的发射极与上述FRD管115的阳极相连，并作为上述智能功率模块100的V相低电压参考端NV；上述IGBT管126的发射极与上述FRD管116的阳极相连，并作为上述智能功率模块100的W相低电压参考端NW；上述IGBT管121的集电极、上述FRD管111的阴极、上述IGBT管122的集电极、上述FRD管112的阴极、上述IGBT管123的集电极、上述FRD管113的阴极相连，并作为上述智能功率模块100的高电压输入端P，P一般接300V。上述HVIC管101的作用是：将输入端IN(UH)、IN(VH)、IN(WH)的0～5V的逻辑信号分别传到输出端OUT(UH)、OUT(VH)、OUT(WH)，OUT(UH)、OUT(VH)、OUT(WH)是VS～VS+15V的逻辑信号。上述LVIC管101的作用是：将输入端IN(UL)、IN(VL)、IN(WL)的0～5V的逻辑信号传到输出端OUT(UL)、OUT(VL)、OUT(WL)，OUT(UL)、OUT(VL)、OUT(WL)是0～15V的逻辑信号。图2示出了现有智能功率模块100的结构。上述智能功率模块100具有如下结构，其包括：电路基板206；设于上述电路基板206表面上的绝缘层207上形成的上述电路布线208；被固定在上述电路布线208上的上述IGBT管121～126、上述FRD管111～116、上述HVIC管101等元器件；连接元器件和上述电路布线208的金属线205；与上述电路布线208连接的引脚201；上述电路基板206的至少一面被密封树脂202密封，为了提高密封性，会将电路基板206全部密封，为了提高散热性，会使上述铝基板206的背面露出到外部的状态下进行密封。下面结合图3至图5对现有技术的智能功率模块的热分析过程进行说明。如图3所示，上述IGBT为受测试器件，IGBT集电极与用于测量受测试IGBT温度的测试电流Im正极相连，并且与加热电流Ih的正极通过开关S相连。Ih、Im的负极与IGBT发射极相连并接地。上述电路为IGBT的门电极驱动电路(即GateDriver)。测试过程中，电压表用于进行全程的IGBT压降的测量。如图4所示，上述电路在智能功率模块100由上述HVIC101或者LVIC102代替。根据上述HVIC或者上述LVIC的输入输出物性，可得出上述IGBT门电压与发射极之间的电压Vge如图5所示。从图5可以看出，现有的智能功率模块的6枚IGBT管统一由HVIC管或者LVIC管进行控制。并且，HVIC管或者LVIC管对门电压的控制能力单一。HVIC管或者LVIC管的工作电压在10～20V，推荐工作电压15V。工作电压低于10V，HVIC管或者LVIC管不工作，Vge输出为0，上述IGBT关断，工作电压在10～20V时，HVIC管或者LVIC管输出电源输入电压，上述IGBT处于饱和区。由此，上述IGBT在HVIC管或者LVIC管的控制下只能处于判断或饱和状态。此外，上述IGBT处于饱和区与线性区的电阻值是不一样的，由于电阻值直接关系到硅的热传导性质，故上述智能功率模块100只能研究上述IGBT处于饱和区下的热传导性质，而不能测量出上述IGBT在线性区下的性质，对于上述IGBT不能有一个全面的热特性研究。另外，功率循环测试是测试智能功率模块寿命的重要方法，也是用于分析热失效的一种研究方法。上述IGBT处于饱和区，金属线焊接点的疲劳容易在功率循环测试中表征；上述IGBT处于线性区本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能功率模块，所述智能功率模块包括：高压输入端、第一相上桥臂信号输出端、第二相上桥臂信号输出端和第三相上桥臂信号输出端、第一相下桥臂信号输出端、第二相下桥臂信号输出端和第三相下桥臂信号输出端、电连接的上桥臂第一端和上桥臂第二端，以及电连接的下桥臂第一端和下桥臂第二端；上桥臂集成控制电路，设有第一相上桥臂正极驱动端、第二相上桥臂正极驱动端和第三相上桥臂正极驱动端，以及设有第一相上桥臂负极驱动端、第二相上桥臂负极驱动端和第三相上桥臂负极驱动端；第一相上桥臂IGBT，所述第一相上桥臂IGBT的基极连接至所述第一相上桥臂驱动端，所述第一相上桥臂IGBT的集电极连接至所述高压输入端，所述第一相上桥臂IGBT的发射极同时连接至所述第一相上桥臂负极驱动端和所述第一相上桥臂信号输出端；第二相上桥臂IGBT，所述第二相上桥臂IGBT的基极连接至所述第二相上桥臂驱动端，所述第二相上桥臂IGBT的集电极连接至所述高压输入端，所述第二相上桥臂IGBT的发射极同时连接至所述第二相上桥臂负极驱动端和所述第二相上桥臂信号输出端；第三相上桥臂IGBT，所述第三相上桥臂IGBT的集电极连接至所述高压输入端，所述第三相上桥臂IGBT的发射极同时连接至所述第三相上桥臂负极驱动端和所述第三相上桥臂信号输出端；下桥臂集成控制电路，设有第一相下桥臂正极驱动端、第二相下桥臂正极驱动端和第三相下桥臂正极驱动端，以及设有第一相下桥臂负极驱动端、第二相下桥臂负极驱动端和第三相下桥臂负极驱动端；与所述第一相上桥臂IGBT对称设置的第一相下桥臂IGBT，所述第一相下桥臂IGBT的基极连接至所述第一相下桥臂驱动端，所述第一相下桥臂IGBT的集电极连接至所述高压输入端，所述第一相下桥臂IGBT的发射极同时连接至所述第一相下桥臂负极驱动端和所述第一相下桥臂信号输出端；与所述第二相上桥臂IGBT对称设置的第二相下桥臂IGBT，所述第二相下桥臂IGBT的基极连接至所述第二相下桥臂驱动端，所述第二相下桥臂IGBT的集电极连接至所述高压输入端，所述第二相下桥臂IGBT的发射极同时连接至所述第二相下桥臂负极驱动端和所述第二相下桥臂信号输出端；与所述第三相上桥臂IGBT对称设置的第三相下桥臂IGBT，所述第三相下桥臂IGBT的集电极连接至所述高压输入端，所述第三相下桥臂IGBT的发射极同时连接至所述第三相下桥臂负极驱动端和所述第三相下桥臂信号输出端，其特征在于，所述智能功率模块还包括：所述第三相上桥臂IGBT的基极连接至所述上桥臂第一端，并且所述上桥臂第二端连接至所述第三相上桥臂驱动端；所述第三相下桥臂IGBT的基极连接至所述下桥臂第一端，并且所述下桥臂第二端连接至所述第三相下桥臂驱动端。...

【技术特征摘要】
1.一种智能功率模块，所述智能功率模块包括：高压输入端、第一相上桥臂信号输出端、第二相上桥臂信号输出端和第三相上桥臂信号输出端、第一相下桥臂信号输出端、第二相下桥臂信号输出端和第三相下桥臂信号输出端、电连接的上桥臂第一端和上桥臂第二端，以及电连接的下桥臂第一端和下桥臂第二端；上桥臂集成控制电路，设有第一相上桥臂正极驱动端、第二相上桥臂正极驱动端和第三相上桥臂正极驱动端，以及设有第一相上桥臂负极驱动端、第二相上桥臂负极驱动端和第三相上桥臂负极驱动端；第一相上桥臂IGBT，所述第一相上桥臂IGBT的基极连接至所述第一相上桥臂驱动端，所述第一相上桥臂IGBT的集电极连接至所述高压输入端，所述第一相上桥臂IGBT的发射极同时连接至所述第一相上桥臂负极驱动端和所述第一相上桥臂信号输出端；第二相上桥臂IGBT，所述第二相上桥臂IGBT的基极连接至所述第二相上桥臂驱动端，所述第二相上桥臂IGBT的集电极连接至所述高压输入端，所述第二相上桥臂IGBT的发射极同时连接至所述第二相上桥臂负极驱动端和所述第二相上桥臂信号输出端；第三相上桥臂IGBT，所述第三相上桥臂IGBT的集电极连接至所述高压输入端，所述第三相上桥臂IGBT的发射极同时连接至所述第三相上桥臂负极驱动端和所述第三相上桥臂信号输出端；下桥臂集成控制电路，设有第一相下桥臂正极驱动端、第二相下桥臂正极驱动端和第三相下桥臂正极驱动端，以及设有第一相下桥臂负极驱动端、第二相下桥臂负极驱动端和第三相下桥臂负极驱动端；与所述第一相上桥臂IGBT对称设置的第一相下桥臂IGBT，所述第一相下桥臂IGBT的基极连接至所述第一相下桥臂驱动端，所述第一相下桥臂IGBT的集电极连接至所述高压输入端，所述第一相下桥臂IGBT的发射极同时连接至所述第一相下桥臂负极驱动端和所述第一相下桥臂信号输出端；与所述第二相上桥臂IGBT对称设置的第二相下桥臂IGBT，所述第二相下桥臂IGBT的基极连接至所述第二相下桥臂驱动端，所述第二相下桥臂IGBT的集电极连接至所述高压输入端，所述第二相下桥臂IGBT的发射极同时连接至所述第二相下桥臂负极驱动端和所述第二相下桥臂信号输出端；与所述第三相上桥臂IGBT对称设置的第三相下桥臂IGBT，所述第三相下桥臂IGBT的集电极连接至所述高压输入端，所述第三相下桥臂IGBT的发射极同时连接至所述第三相下桥臂负极驱动端和所述第三相下桥臂信号输出端，其特征在于，所述智能功率模块还包括：所述第三相...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁海星，冯宇翔，
申请(专利权)人：广东美的制冷设备有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44