一种保护电路、上桥驱动芯片及IPM模块制造技术

本发明专利技术提供一种保护电路、上桥驱动芯片及IPM模块，涉及电子技术领域。本发明专利技术实施例能够及时检测到上桥驱动电路中的过电流，检测到过电流后及时通过控制电路关断上桥驱动电路，避免上桥功率开关器件过电流状态持续发生，从而保护了上桥功率器件，提高了上桥驱动电路的可靠性。该保护电路的第一端连接功率开关器件的第一端，保护电路的第二端连接功率开关器件的第二端，保护电路的第三端连接驱动模块的第一端；保护电路，用于当保护电路的第一端与保护电路的第二端之间电压大于阈值电压时，保护电路的第三端输出第一电平信号，使得驱动模块接收到第一电平信号后控制上桥功率开关器件断开。本发明专利技术应用于控制上桥功率开关器件的驱动及其保护电路。

【技术实现步骤摘要】
一种保护电路、上桥驱动芯片及IPM模块
本专利技术涉及电子
，尤其涉及一种保护电路、上桥驱动芯片及IPM模块。
技术介绍
目前，越来越多的电器设备中开始采用直流无刷电机。驱动电路作为直流无刷电机中非常重要的部分对直流无刷电机的运转性能有着重要影响。如图1所示，为现有技术中的一种IPM模块电路的电路原理示意图。该IPM模块电路中包括6个功率开关器件IGBT(绝缘栅型双极型晶体管)(图中IGBT1-IGBT6)、6个FRD(Fastrecoverydiode，快恢复二极管)(图中Di1-Di6)以及上桥控制芯片(图中HVIC)、下桥控制芯片(图中LVIC)。其中，HVIC和LVIC用于从UP、VP、WP、UN、VN、WN6个端口接收6路控制信号，并根据这6路控制信号通过HVIC中的UOUT、VOUT、WOUT端口以及LVIC中的UOUT、VOUT、WOUT端口驱动6个IGBT功率开关器件，从而通过端口U、V、W向直流无刷电机中的不同定子绕组供电、驱动直流电机运行。在驱动电路中，控制U、V、W端口的IGBT1-IGBT3以及IGBT1-IGBT3的控制电路部分称为上桥驱动电路；控制NU、NV、NW端口的IGBT4-IGBT6以及控制IGBT4-IGBT6的电路部分称为下桥驱动电路。需要说明的是上述图1所示驱动电路也可封装在一个IPM(IntelligentPowerModule，智能功率模块)模块中。在实际应用中，还可以存在仅有IGBT1及IGBT4及其对应上桥、下桥控制芯片的驱动电路，称为上下桥电路；或者，仅有IGBT1、IGBT2、IGBT4、IGBT5及其对应上桥、下桥控制芯片的驱动电路，称为H桥电路。本专利技术对应用场景中上桥、下桥中的开关器件以及驱动的电路支路的个数不作限制。其中上桥电路的过电流保护功能是现有技术的一个难点，一般需要外接电流传感器进行上桥电流的检测，比如电流互感器、霍尔电流传感器等，当超过预定电流阈值时关断上桥的功率开关器件，电路复杂且成本高。针对上述现有技术，驱动电路中在上桥控制芯片部分通常都不具有集成的过电流保护功能。限于成本因素，一般在应用中又不设置外接的上桥过电流保护电路，这就导致当出现上桥过电流时，上桥驱动电路不能及时关闭，从而不能及时保护上桥功率器件的安全。
技术实现思路
本专利技术提供一种保护电路，能够及时检测到上桥驱动电路中的过电流并在检测到过电流后及时控制上桥驱动电路关断，避免过电流状态的持续发生，从而保护了上桥功率器件，提供上桥驱动电路的可靠性。为达到上述目的，本专利技术的实施例采用如下技术方案：第一方面，本专利技术实施例提供一种保护电路，应用于控制上桥驱动电路，上桥驱动电路包括功率开关器件、驱动模块；保护电路的第一端连接功率开关器件的第一端，保护电路的第二端连接功率开关器件的第二端，保护电路的第三端连接驱动模块的第一端；保护电路，用于当保护电路的第一端与保护电路的第二端之间电压大于阈值电压时，则从保护电路的第三端输出第一电平信号，以使得驱动模块接收到第一电平信号后控制功率开关器件断开。第二方面，本专利技术实施例提供一种上桥驱动芯片，包括上桥驱动电路，上桥驱动电路包括功率开关器件、驱动模块，其中上桥驱动芯片还包括如上述第一方面所提供的保护电路。第三方面，本专利技术实施例提供一种IPM模块，包括上桥驱动电路以及如上述第一方面所提供的保护电路。本专利技术实施例能够及时检测到上桥驱动电路中的过电流并在检测到过电流后及时控制上桥驱动电路关断，避免过电流状态的持续发生，从而保护了上桥功率器件，提供上桥驱动电路的可靠性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。图1为现有技术中的一种驱动电路的结构示意图；图2为现有技术中对单个上桥功率开关器件的上桥驱动电路的结构示意图；图3为本专利技术所提供的一种上桥驱动电路和保护电路的结构原理示意图；图4为本专利技术所提供的另一种上桥驱动电路和保护电路的结构原理示意图；图5为本专利技术所提供的又一种上桥驱动电路和保护电路的结构原理示意图；图6为本专利技术实施例提供的一种上桥驱动芯片的结构示意图；图7为本专利技术实施例提供的一种包含上桥驱动功能的驱动芯片的结构示意图；图8为本专利技术实施例提供的一种IPM模块的结构示意图。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术的实施例进行描述。本专利技术实施例中，为方便阅读在附图中对电路的部分元件或者单元的端脚进行了标注，例如图3中保护电路202的五个端脚分别标注了“1”、“2”、“3”、“4”、“5”，用于区分保护电路202的第一端、第二端、第三端、第四端以及第五端。以下对本专利技术的专利技术原理进行介绍：如图2所示，为现有技术中对单个上桥功率开关器件的上桥驱动电路。其中，如图所示，上桥驱动电路10包括功率开关器件101和驱动模块102。具体的，在Hin接口接收到驱动信号之后，通过上桥驱动电路中的控制电路控制三极管Q103和Q104按照预设方式导通/关断，从而控制触发器N104输出相应的电平信号，最终控制功率开关器件V104的导通/关断。另外，现有技术中的上桥驱动电路还包括检测单元，用于当检测到上桥驱动模块电源电压发生欠压时控制三极管Q101导通，从而控制三极管Q102导通以使得向控制电路发送低电平信号，控制电路在接收到低电平信号后控制功率开关器件V104断开。针对上述现有技术，本专利技术专利技术人发现，现有技术中的上桥驱动电路都不具有过电流保护功能，包括单独的上桥驱动IC以及IPM模块中的上桥驱动HVIC等。这样一来，当出现上桥过电流时，上桥驱动电路不能及时关闭，从而不能及时保护上桥功率开关器件的安全，具体包括IGBT/MOSFET这类功率开关器件、以及包含功率开关器件的IPM模块等。进而本专利技术中利用上桥驱动电路中功率开关器件在过电流状态下两端电压较大幅度增大的特性，通过检测开关器件的两端电压，当开关器件的两端电压大于阈值时，则判断上桥发生过电流事件，向驱动模块输出一个控制信号，能够及时控制上桥功率开关器件关断。实施例一：基于上述专利技术原理，本专利技术实施例提供一种保护电路，应用于控制上桥驱动电路。如图3所示，为本专利技术所提供的一种上桥驱动电路和保护电路的电路结构原理示意图，其中上桥驱动电路201包括功率开关器件2011、以及驱动模块2012。功率开关器件2011的第一端连接电源，第二端与上桥中的功率开关器件2011的第二端连接，功率开关器件2011的第三端与驱动模块2012连接。驱动模块2012用于控制功率开关器件2011的第一端和第二端之间的导通/关断。具体的，其中功率开关器件2011的结构可以参照图2中功率开关器件101的结构，其中功率开关器件2011可以为IGBT与二极管并联合成。另外，驱动模块2012的结构也可以参照图2中驱动模块102的结构。需要说明的是，本专利技术中对于功率开关器件2011和控制模块2012的内部结构可不做限制，只要功率开关器件2011和控制模块2012能够与本专利技术实施例提供的保护电路202相互配合完成本专利技术所要实现的功能即可。需要说明的是，本专利技术中所称“功率开关器件”指与图3中的IGBT与二极管的并联结构功能相当的器件。例如，可以将图3中的IGBT替换为MOSFET管，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种保护电路，应用于控制上桥驱动电路，所述上桥驱动电路包括功率开关器件、驱动模块；其特征在于，所述保护电路的第一端连接所述功率开关器件的第一端，所述保护电路的第二端连接所述功率开关器件的第二端，所述保护电路的第三端连接所述驱动模块的第一端，所述保护电路的第四端连接所述驱动模块的第二端；所述保护电路，用于当所述保护电路的第一端与所述保护电路的第二端之间的电压大于阈值电压，并且当所述保护电路的第四端检测到所述驱动模块正处于驱动所述功率开关器件处于导通状态时，则从所述保护电路的第三端输出第一电平信号，以使得所述驱动模块接收到所述第一电平信号后控制所述功率开关器件断开。

【技术特征摘要】
1.一种保护电路，应用于控制上桥驱动电路，所述上桥驱动电路包括功率开关器件、驱动模块；其特征在于，所述保护电路的第一端连接所述功率开关器件的第一端，所述保护电路的第二端连接所述功率开关器件的第二端，所述保护电路的第三端连接所述驱动模块的第一端，所述保护电路的第四端连接所述驱动模块的第二端；所述保护电路，用于当所述保护电路的第一端与所述保护电路的第二端之间的电压大于阈值电压，并且当所述保护电路的第四端检测到所述驱动模块正处于驱动所述功率开关器件处于导通状态时，则从所述保护电路的第三端输出第一电平信号，以使得所述驱动模块接收到所述第一电平信号后控制所述功率开关器件断开。2.根据权利要求1所述保护电路，其特征在于，所述保护电路具体包括：采样模块和使能模块；其中所述采样模块的第一端连接所述保护电路的第一端，所述采样模块的第二端连接所述保护电路的第二端，所述采样模块的第三端连接所述使能模块的第一端；所述使能模块的第二端连接所述保护电路的第四端，所述使能模块的第三端连接所述保护电路的第三端；所述采样模块，用于当所述采样模块的第一端与所述采样模块的第二端之间电压大于所述阈值电压时，从所述采样模块的第三端输出第二电平信号；所述使能模块，用于当所述使能模块的第一端检测到所述第二电平信号并且所述使能模块的第二端检测到第三电平信号时，从所述使能模块的第三端输出所述第一电平信号；其中，所述驱动模块处于驱动所述功率开关器件导通的状态时会向驱动模块的第二端输出所述第三电平信号。3.根据权利要求2所述保护电路，其特征在于，所述采样模块，具体包括：电阻单元、二极管单元、稳压管单元、第一比较器单元、第一电压源；其中，所述第一电压源连接所述电阻单元的一端；所述电阻单元的另一端连接所述第一比较器单元的正极输入端；所述第一比较器单元的正极输入端还分别连接所述稳压管单元的负极以及所述二极管单元的正极，所述第一比较器单元的负极输入端连接第一参考电位，所述第一比较器单元的输出端连接所述采样模块的第三端；所述稳压管单元的正极连接所述采样模块的第二端；所述二极管单元的负极连接所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王斌，
申请(专利权)人：海信家电集团股份有限公司，海信广东空调有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44