智能功率模块及电子设备制造技术

本公开提供一种智能功率模块及电子设备，包括三个单相逆变电路，所述三个单相逆变电路分别输出三相交流电中的U相电、V相电和W相电；所述三个单相逆变电路中的每一个单相逆变电路包括HVIC芯片、第一数字电位器、第二数字电位器、第一IGBT管和第二IGBT管；所述HVIC芯片的第一信号输出端连接所述第一数字电位器的滑动端，所述第一数字电位器的低端连接所述第一IGBT管的栅极，所述HVIC芯片的第二信号输出端连接所述第二数字电位器的滑动端，所述第二数字电位器的低端连接所述第二IGBT管的栅极。本公开在HVIC芯片的输出端和IGBT管的栅极之间增加了数字电位器，外部控制电路输入简单控制信号即可控制数字电位器输出相应的电阻值，来改变栅极电阻，调节模块的性能。

【技术实现步骤摘要】
智能功率模块及电子设备
本公开涉及电子
，具体涉及一种智能功率模块及电子设备。
技术介绍
智能功率模块(IntelligentPowerModule，IPM)是一种将集成电路技术和电力电子技术集成在一起的一种功率模块。目前现有的智能功率模块一般是集成了自举二极管、高压集成电路芯片(HighVoltageIntegratedCircuit,HVIC)、绝缘栅双极型晶体管(InsulatedGateBipolarTransistor,IGBT)、FRD管(FastRecoveryDiode,FRD)的智能功率模块。传统的智能功率模块100的电路结构，如图1所示。智能功率模块在研发过程中除了芯片设计的难度外，还有各芯片之间的电参数匹配问题，特别是HVIC与IGBT之间的参数匹配，因为IGBT自身的寄生参数，导致二者在参数匹配上难度非常大，特别是HVIC的输出能力决定了整个模块的开关效率和性能。
技术实现思路
针对上述问题，本公开提供了一种智能功率模块及电子设备。第一方面，本公开提供一种智能功率模块，包括三个单相逆变电路，所述三个单相逆变电路分别输出三相交流电中的U相电、V相电和W相电；所述三个单相逆变电路中的每一个单相逆变电路包括HVIC芯片、第一数字电位器、第二数字电位器、第一IGBT管和第二IGBT管；所述HVIC芯片的第一信号输出端连接所述第一数字电位器的滑动端，所述第一数字电位器的低端连接所述第一IGBT管的栅极，所述第一IGBT管的集电极连接高侧直流电压，所述第一IGBT管的发射极连接所述第二IGBT管的集电极；所述HVIC芯片的第二信号输出端连接所述第二数字电位器的滑动端，所述第二数字电位器的低端连接所述第二IGBT管的栅极，所述第二IGBT管的发射极为所述单相逆变电路的负直流输出端；所述HVIC芯片的高侧接地端连接所述第一IGBT管的发射极，并连接电机线圈。根据本公开的实施例，优选地，所述第一数字电位器的正极连接低侧控制电压，接地端连接所述HVIC芯片的低侧接地端，片选信号端和控制端连接外部控制电路用于分别输入高侧片选信号和高侧控制信号。根据本公开的实施例，优选地，所述第二数字电位器的正极连接所述低侧控制电压，接地端连接所述HVIC芯片的低侧接地端，片选信号端和控制端连接所述外部控制电路用于分别输入低侧片选信号和低侧控制信号。根据本公开的实施例，优选地，所述HVIC芯片的第一电压输入端连接高侧控制电压；所述HVIC芯片的第二电压输入端连接所述低侧控制电压；所述HVIC芯片的第一信号输入端连接所述外部控制电路，用于输入高侧输入信号；所述HVIC芯片的第二信号输入端连接所述外部控制电路，用于输入低侧输入信号；所述HVIC芯片的第三信号输入端连接所述外部控制电路，用于输入过流检测信号；所述HVIC芯片的第三信号输出端连接所述外部控制电路，用于输出所述HVIC芯片的错误信号；所述HVIC芯片的低侧接地端连接所述外部控制电路接地端。根据本公开的实施例，优选地，所述三个单相逆变电路中的每一个单相逆变电路还包括自举电阻和自举二极管，其中，所述自举电阻的第一端连接所述低侧控制电压，所述自举电阻的第二端连接所述自举二极管的阳极，所述自举二极管的阴极连接所述HVIC芯片的第一电压输入端。根据本公开的实施例，优选地，所述三个单相逆变电路中的每一个单相逆变电路还包括第一FRD管和第二FRD管，其中，所述第一FRD管的阴极连接所述第一IGBT管的集电极，所述第一FRD管的阳极连接所述第一IGBT管的发射极；所述第二FRD管的阴极连接所述第二IGBT管的集电极，所述第二FRD管的阳极连接所述第二IGBT管的发射极。第二方面，本公开提供一种电子设备，包括如第一方面任一项所述的智能功率模块。采用上述技术方案，至少能够达到如下技术效果：本公开提供一种智能功率模块及电子设备，在智能功率模块中，通过在HVIC芯片的输出端和IGBT管的栅极之间增加了数字电位器(DigitalPolenTlometer)，可实现通过外部控制电路输入简单控制信号即可控制数字电位器输出相应的电阻值，来改变栅极电阻，从而调节模块的性能，改善模块内部HVIC芯片与IGBT管之间的匹配性，而且还解决了应用端电磁兼容、开关损耗和平衡模块发热的问题，提升了智能功率模块的通用性。附图说明附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：图1是传统的智能功率模块的电路结构示意图；图2是本公开一示例性实施例示出的一种智能功率模块的电路结构示意图；图3是本公开一示例性实施例示出的一种智能功率模块的封装结构示意图；图4是本公开一示例性实施例示出的一种数字电位器的等效电路图。具体实施方式以下将结合附图及实施例来详细说明本公开的实施方式，借此对本公开如何应用技术手段来解决技术问题，并达到相应技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。本公开实施例以及实施例中的各个特征，在不相冲突前提下可以相互结合，所形成的技术方案均在本公开的保护范围之内。应理解，尽管可使用术语“第一”、“第二”、“第三”等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此，在不脱离本公开教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。为了彻底理解本公开，将在下列的描述中提出详细的结构，以便阐释本公开提出的技术方案。本公开的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本公开还可以具有其他实施方式。实施例一如图2所示，本公开实施例提供一种智能功率模块200，其包括三个单相逆变电路，分别为U相逆变电路210、V相逆变电路220和W相逆变电路230，分别输出三相交流电中的U相电、V相电和W相电。U相逆变电路210包括自举电阻211、自举二极管212、HVIC芯片213、第一数字电位器214、第二数字电位器215、第一IGBT管216、第二IGBT管217、第一FRD管218和第二FRD管219。U相逆变电路210内，第一数字电位器214的滑动端RW连接HVIC芯片213的第一信号输出端HO，低端RL连接第一IGBT管216的栅极，正极VCC连接U相逆变电路210的低侧控制电压VCC1，负极COM连接HVIC芯片213的低侧接地端COM，片选信号端CS和控制端INC连接外部控制电路(如MCU芯片)用于分别输入高侧片选信号CS1-H和高侧控制信号INC1-H。高侧片选信号CS1-H用于选择第一数字电位器214内部上半部分电阻或下半部分电阻，高电平使用上半部分电阻，低电平本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能功率模块，其特征在于，包括三个单相逆变电路，所述三个单相逆变电路分别输出三相交流电中的U相电、V相电和W相电；/n所述三个单相逆变电路中的每一个单相逆变电路包括HVIC芯片、第一数字电位器、第二数字电位器、第一IGBT管和第二IGBT管；/n所述HVIC芯片的第一信号输出端连接所述第一数字电位器的滑动端，所述第一数字电位器的低端连接所述第一IGBT管的栅极，所述第一IGBT管的集电极连接高侧直流电压，所述第一IGBT管的发射极连接所述第二IGBT管的集电极；/n所述HVIC芯片的第二信号输出端连接所述第二数字电位器的滑动端，所述第二数字电位器的低端连接所述第二IGBT管的栅极，所述第二IGBT管的发射极为所述单相逆变电路的负直流输出端；/n所述HVIC芯片的高侧接地端连接所述第一IGBT管的发射极，并连接电机线圈。/n

【技术特征摘要】
1.一种智能功率模块，其特征在于，包括三个单相逆变电路，所述三个单相逆变电路分别输出三相交流电中的U相电、V相电和W相电；
所述三个单相逆变电路中的每一个单相逆变电路包括HVIC芯片、第一数字电位器、第二数字电位器、第一IGBT管和第二IGBT管；
所述HVIC芯片的第一信号输出端连接所述第一数字电位器的滑动端，所述第一数字电位器的低端连接所述第一IGBT管的栅极，所述第一IGBT管的集电极连接高侧直流电压，所述第一IGBT管的发射极连接所述第二IGBT管的集电极；
所述HVIC芯片的第二信号输出端连接所述第二数字电位器的滑动端，所述第二数字电位器的低端连接所述第二IGBT管的栅极，所述第二IGBT管的发射极为所述单相逆变电路的负直流输出端；
所述HVIC芯片的高侧接地端连接所述第一IGBT管的发射极，并连接电机线圈。


2.根据权利要求1所述的智能功率模块，其特征在于，所述第一数字电位器的正极连接低侧控制电压，接地端连接所述HVIC芯片的低侧接地端，片选信号端和控制端连接外部控制电路用于分别输入高侧片选信号和高侧控制信号。


3.根据权利要求2所述的智能功率模块，其特征在于，所述第二数字电位器的正极连接所述低侧控制电压，接地端连接所述HVIC芯片的低侧接地端，片选信号端和控制端连接所述外部控制电路用于分别输入低侧片选信号和低侧控制信号。


4.根据权利要求2所述的智能功率模块，其特征在于：
所述HV...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹俊，马浩华，苏梨梨，童圣双，史波，
申请(专利权)人：珠海格力电器股份有限公司，珠海零边界集成电路有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44