功率器件和电器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种功率器件和电器，所述功率器件，包括：SS输入端；第一上桥臂开关管至第三上桥臂开关管和第一下桥臂开关管至第三下桥臂开关管；均与SS输入端相连且分别驱动第一上桥臂开关管至第三上桥臂开关管的UH驱动电路、VH驱动电路和WH驱动电路，其中，UH驱动电路与第一上桥臂开关管相连，VH驱动电路与第二上桥臂开关管相连，WH驱动电路与第三上桥臂开关管相连；与SS输入端相连且驱动第一下桥臂开关管至第三下桥臂开关管的UL/VL/WL驱动电路，UL/VL/WL驱动电路分别与第一下桥臂开关管至第三下桥臂开关管相连。本实用新型专利技术的功率器件，能够提高硅智能功率模块和氮化镓智能功率模块的适配性，使硅智能功率模块和氮化镓智能功率模块的性能得到发挥。

【技术实现步骤摘要】
功率器件和电器
本技术涉及电器
，特别涉及一种功率器件和一种具有该功率器件的电器。
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类产品(功率器件)。智能功率模块把功率开关器件(如GaN(氮化镓)器件或Si(硅)器件)和高压集成电路集成在一起，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(MicroControllerUnit，微控制单元)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。实际应用中，随着对系统能耗要求的不断提高，特别是在空调行业，智能功率模块的功耗成为变频空调的变频电控功耗主要来源，如何降低智能功率模块的功耗成为影响智能功率模块乃至变频空调进一步推广应用的重要课题。通过GaN器件替代Si器件是降低智能功率模块功耗的有效途径，但是随之也带来了新的问题，因为GaN器件和Si器件的阈值电压不同，一般来说，GaN器件的阈值电压低于Si器件，如果采用同一款高压集成电路进行驱动，势必造成GaN器件的栅极被击穿，但如果使用不同的高压集成电路进行驱动，则会造成生产过程中的物料组织的困难，有混料风险，相应地也提高了智能功率模块的成本，并且，如果为了保证GaN器件不被击穿，驱动Si器件的高压集成电路需使用更低的电压进行供电，这样势必造成整个Si智能功率模块的功耗提高，甚至造成Si器件不能工作，为免顾此失彼，并且，如果通过修改外围电路而使用更低电压给驱动GaN器件的高压集成电路供电，对于当前使用的高压集成电路而言，这个电压也会低至造成高压集成电路不能正常工作，不具备通用性。
技术实现思路
本技术通过提供一种具有高适应性的功率器件的解决方案，提高了硅智能功率模块和氮化镓智能功率模块的适配性，使硅智能功率模块和氮化镓智能功率模块的性能得到发挥。本技术提供了一种功率器件，包括：SS输入端；第一上桥臂开关管至第三上桥臂开关管和第一下桥臂开关管至第三下桥臂开关管；均与所述SS输入端相连且分别驱动所述第一上桥臂开关管至第三上桥臂开关管的UH驱动电路、VH驱动电路和WH驱动电路，其中，所述UH驱动电路与第一上桥臂开关管相连，所述VH驱动电路与第二上桥臂开关管相连，所述WH驱动电路与第三上桥臂开关管相连；与所述SS输入端相连且驱动所述第一下桥臂开关管至第三下桥臂开关管的UL/VL/WL驱动电路，所述UL/VL/WL驱动电路分别与所述第一下桥臂开关管至第三下桥臂开关管相连。其中，当所述SS端为高电平时，所述UH驱动电路、所述VH驱动电路、所述WH驱动电路、所述UL/VL/WL驱动电路输出第一电压范围的高低电平信号，当所述SS端为低电平时，所述UH驱动电路、所述VH驱动电路、所述WH驱动电路、所述UL/VL/WL驱动电路输出第二电压范围的高低电平信号，当所述第一上桥臂开关管至第三上桥臂开关管和所述第一下桥臂开关管至第三下桥臂开关管为Si器件时，将所述SS输入端设置为低电平，当所述第一上桥臂开关管至第三上桥臂开关管和所述第一下桥臂开关管至第三下桥臂开关管为GaN器件时，将所述SS输入端设置为高电平。其中，所述第一电压范围为0～3V，所述第二电压范围为0～15V。具体地，所述UH驱动电路、VH驱动电路或WH驱动电路包括：第一输入子电路，所述第一输入子电路与SS输入端相连，所述第一输入子电路具有第一输出端、第二输出端和第三输出端，其中，当所述SS输入端为低电平时，所述第一输出端和第二输出端输出触发脉冲，当所述SS输入端为高电平时，所述第一输出端、第二输出端和所述第三输出端输出触发脉冲；第一开关管至第三开关管，所述第一开关管与所述第一输出端相连，所述第二开关管与所述第二输出端相连，所述第三开关管与所述第三输出端相连；第一电压输出子电路，所述第一电压输出子电路分别与所述第一开关管至第三开关管相连，所述第一电压输出子电路在所述第三开关管未导通时输出第二电压范围的高低电平信号，以及在所述第三开关管导通时输出第一电压范围的高低电平信号。进一步地，所述第一电压输出子电路包括：与所述第一开关管和第二开关管相连的锁存及降压模块；第一切换模块，所述第一切换模块分别与所述锁存及降压模块和电源相连；与所述第三开关管相连的锁存模块，所述锁存模块对所述第一切换模块进行控制，当所述第三开关管未导通时将所述电源作为所述电压输出子电路的输出电压，当所述第三开关管导通时，将所述锁存及降压模块的输出电压作为所述电压输出子电路的输出电压。具体地，所述UL/VL/WL驱动电路包括：第二输入子电路，所述第二输入子电路包括第一输出端至第四输出端，其中，当所述SS输入端为低电平时，所述第一输出端至第三输出端输出触发脉冲，当所述SS输入端为高电平时，所述第一输出端至第四输出端输出触发脉冲；降压子电路，所述降压子电路将电源电压降压至所述第一电压范围；与所述第二输入子电路和所述降压子电路相连的第二电压输出子电路，其中，当第一输出端至第三输出端输出触发脉冲时，所述第二电压输出子电路输出第二电压范围的高低电平信号，当所述第一输出端至第四输出端输出触发脉冲时，所述第二电压输出子电路输出第一电压范围的高低电平信号。进一步地，所述第二电压输出子电路包括：分别与所述第二输入子电路的第一输出端至第三输出端相连的UL输出模块、VL输出模块和WL输出模块；分别与所述UL输出模块、VL输出模块和WL输出模块相连的第二切换模块至第四切换模块，其中，所述第二切换模块至第四切换模块根据所述第二输入子电路的第四输出端选择电源电压或所述降压子电路的输出电压作为所述第二电压输出子电路的输出电压。本技术的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：本技术实施例的功率器件的供电电压为15V不变，外围电路不需要进行修改，高压集成电路的功耗没有发生本质增加；驱动GaN器件和驱动Si器件为同一高压集成电路，生产过程中没有混料风险，便于物料组织，降低物料成本；驱动GaN器件使用3V的电压，驱动Si器件使用15V的电压，使GaN器件和Si器件的导通过程都处于完全导通状态的同时也不会对其造成击穿，使各自性能得到发挥，提高了硅智能功率模块和氮化镓智能功率模块的适配性。附图说明图1a为相关技术中智能功率模块的电路结构图；图1b为相关技术中智能功率模块实际工作时的推荐电路结构图；图2为本技术实施例的功率器件的电路结构图；图3a至图3e为本技术一些具体实施例的开关管的示意图；图4a为本技术一个具体实施例的UH驱动电路的示意图；以及图4b为本技术一个具体实施例的UL/VL/WL驱动电路的示意图。具体实施方式在介绍本技术实施例之前，先结合图1a和图1b介绍下相关技术中的功率器件如智能功率模块100。参照图1a，智能功率模块100中HVIC(HighVoltageIntegratedCircuit，高压集成电路)管111的供电电源正端VCC作为智能功率模块100本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种功率器件，其特征在于，包括：SS输入端；第一上桥臂开关管至第三上桥臂开关管和第一下桥臂开关管至第三下桥臂开关管；均与所述SS输入端相连且分别驱动所述第一上桥臂开关管至第三上桥臂开关管的UH驱动电路、VH驱动电路和WH驱动电路，其中，所述UH驱动电路与第一上桥臂开关管相连，所述VH驱动电路与第二上桥臂开关管相连，所述WH驱动电路与第三上桥臂开关管相连；与所述SS输入端相连且驱动所述第一下桥臂开关管至第三下桥臂开关管的UL/VL/WL驱动电路，所述UL/VL/WL驱动电路分别与所述第一下桥臂开关管至第三下桥臂开关管相连。

【技术特征摘要】
1.一种功率器件，其特征在于，包括：SS输入端；第一上桥臂开关管至第三上桥臂开关管和第一下桥臂开关管至第三下桥臂开关管；均与所述SS输入端相连且分别驱动所述第一上桥臂开关管至第三上桥臂开关管的UH驱动电路、VH驱动电路和WH驱动电路，其中，所述UH驱动电路与第一上桥臂开关管相连，所述VH驱动电路与第二上桥臂开关管相连，所述WH驱动电路与第三上桥臂开关管相连；与所述SS输入端相连且驱动所述第一下桥臂开关管至第三下桥臂开关管的UL/VL/WL驱动电路，所述UL/VL/WL驱动电路分别与所述第一下桥臂开关管至第三下桥臂开关管相连。2.如权利要求1所述的功率器件，其特征在于，其中，当所述SS端为高电平时，所述UH驱动电路、所述VH驱动电路、所述WH驱动电路、所述UL/VL/WL驱动电路输出第一电压范围的高低电平信号，当所述SS端为低电平时，所述UH驱动电路、所述VH驱动电路、所述WH驱动电路、所述UL/VL/WL驱动电路输出第二电压范围的高低电平信号，当所述第一上桥臂开关管至第三上桥臂开关管和所述第一下桥臂开关管至第三下桥臂开关管为Si器件时，将所述SS输入端设置为低电平，当所述第一上桥臂开关管至第三上桥臂开关管和所述第一下桥臂开关管至第三下桥臂开关管为GaN器件时，将所述SS输入端设置为高电平。3.如权利要求1所述的功率器件，其特征在于，所述第一电压范围为0～3V，所述第二电压范围为0～15V。4.如权利要求1所述的功率器件，其特征在于，所述UH驱动电路、VH驱动电路或WH驱动电路包括：第一输入子电路，所述第一输入子电路与SS输入端相连，所述第一输入子电路具有第一输出端、第二输出端和第三输出端，其中，当所述SS输入端为低电平时，所述第一输出端和第二输出端输出触发脉冲，当所述SS输入端为高电平时，所述第一输出端、第二输出端和所述第三输出端输出触发脉冲；第一开关管至第三开关管，所述第一开关管与所述第一输出端相连，所述第二开关管与所述第二输出端相连，所述第三开关管与所述第三输出端相连；第一电压输出子电路，所述第...

【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：新型
国别省市：广东,44