栅极驱动电路及智能功率模块制造技术

本申请公开了一种栅极驱动电路及智能功率模块。栅极驱动电路包括：使能端；过流检测单元，连接使能端和过流检测输入端，对过流检测输入信号进行检测输出过流指示信号；使能单元，基于过流指示信号生成使能信号；驱动单元，连接使能单元，接收使能信号，使能信号控制驱动单元是否生成栅极驱动信号，根据使能端的控制信号的电平状态开启或者关闭过流检测功能。本申请通过在栅极驱动电路内部设计可选择性开启和关闭的过流检测单元，进而通过外部打线的方式选择性关闭或开启栅极驱动电路的该功能，无需因设计不同版本的栅极驱动电路进而造成质量管控复杂、成本高、装片周期长且复杂的问题。问题。问题。

【技术实现步骤摘要】
栅极驱动电路及智能功率模块


[0001]本技术涉及集成电路
，更具体地，涉及一种栅极驱动电路及智能功率模块。

技术介绍

[0002]IPM(Intelligent Power Module，智能功率模块)是一种新型的大功率电力电子器件，具有高电流密度、低饱和电压和耐高压等优点，目前广泛应用在空调、洗衣机、风扇等各种领域。IPM内部集成了逻辑、控制、检测和保护电路等，相对于传统的分立方案，具有高集成度、高可靠性等优点，减小了系统的体积，也增强了系统的可靠性。
[0003]用于电机驱动的智能功率模块中至少内置3相半桥驱动电路，每相半桥驱动电路中需要一颗HVIC(高压栅极驱动芯片)以驱动一相半桥。同时智能功率模块还具备例如欠压保护、过流保护、故障报警、温度输出等功能。现有技术中，考虑到整机应用和布线问题，通常会只在其中一相半桥驱动电路中设计过流保护和故障输出功能，其余两相中不具备上述功能。
[0004]然而，现有技术会使得智能功率模块中的各相半桥驱动电路的功能不同，至少会存在两种高压栅极驱动电路设计，增加质量管控的风险，同时也使得IPM装片时需要多次安装半桥驱动电路，装片时间较长。

技术实现思路

[0005]鉴于上述问题，本技术的目的在于提供一种栅极驱动电路及智能功率模块，栅极驱动电路包括控制过流检测功能是否开启的使能端，通过设置使能端的后期打线实现功能的选择，避免在智能功率模块封装时，因三相栅极驱动电路设计不同造成的管控复杂、成本高、装片周期长且复杂的问题。
[0006]根据本技术的第一方面，提供一种栅极驱动电路，包括：使能端；
[0007]过流检测单元，连接使能端和过流检测输入端，对过流检测输入信号进行检测输出过流指示信号；
[0008]使能单元，基于所述过流指示信号生成使能信号；以及
[0009]驱动单元，连接所述使能单元，接收所述使能信号，所述使能信号控制驱动单元是否生成栅极驱动信号，
[0010]其中，根据所述使能端的控制信号的电平状态开启或者关闭过流检测功能。
[0011]可选地，所述使能端的控制信号的电平状态受控于所述使能端的封装打线方式。
[0012]可选地，所述封装打线方式包括所述使能端接地或者所述使能端悬空。
[0013]可选地，还包括：
[0014]欠压检测单元，连接栅极驱动电路的电源端，对所述电源端的电源电压进行检测，输出欠压指示信号；
[0015]故障管理单元，分别连接所述过流检测单元、所述欠压检测单元以及所述使能单
元，接收所述过流指示信号和所述欠压指示信号，根据所述欠压指示信号和过流检测信号产生故障报警信号并提供至所述使能单元，所述使能单元根据所述故障报警信号产生所述使能信号。
[0016]可选地，所述过流检测单元包括：使能模块，基于所述使能端的控制信号控制过流检测输入端是否提供过流检测输入信号；以及
[0017]检测模块，连接所述使能模块，将所述过流检测输入信号与第一参考电压比较并输出过流指示信号。
[0018]可选地，所述使能模块包括：
[0019]第一电阻，其一端接连接所述电源端，另一端连接所述使能端；以及
[0020]第一开关，其控制端连接所述使能端，第一端接地，第二端连接所述过流检测输入端。
[0021]可选地，所述检测模块包括：
[0022]第一比较器，其第一输入端与所述第一开关的第二端连接，第二输入端接收第一参考电压；
[0023]第一滤波器，其一端连接所述第一比较器的输出端，另一端输出所述过流指示信号。
[0024]可选地，所述故障单元包括：
[0025]逻辑模块，基于过流指示信号、欠压指示信号以及所述使能端的控制信号产生逻辑控制信号；以及
[0026]处理模块，连接所述逻辑模块，将所述逻辑控制信号延时以生成所述故障报警信号。
[0027]可选地，所述逻辑模块包括：
[0028]第一与非门，其第一输入端连接所述过流检测单元以接收所述过流指示信号，其第二输入端连接所述欠压检测单元以接收所述欠压指示信号；
[0029]第二非门，其输入端连接所述使能端；
[0030]第二与非门，其第一输入端连接所述第一与非门的输出端，其第二输入端连接所述第二非门的输出端；
[0031]第三非门，其输入端连接所述第二与非门的输出端，输出端输出所述逻辑控制信号。
[0032]可选地，所述处理模块包括：
[0033]延时电路，其输入端连接所述逻辑模块的输出端以接收所述逻辑控制信号，其输出端输出所述故障报警信号。
[0034]可选地，所述使能单元包括：
[0035]第二开关，其控制端连接所述故障管理单元以接收故障报警信号，其第一端接地，其第二端连接所述栅极驱动电路的故障报警信号输出端；
[0036]第二比较器，其第一输入端分别连接所述第二开关的第二端和所述栅极驱动电路的关断控制信号输入端，其第二输入端接收第二参考电压；
[0037]第三与非门，其第一输入端和第二输入端连接并与所述第二比较器的输出端连接，其输出端输出所述使能信号。
[0038]可选地，栅极驱动电路的故障报警信号输出端和所述关断控制信号输入端共用一个管脚。
[0039]可选地，所述驱动单元包括：
[0040]低侧驱动单元，提供栅极驱动信号以驱动相应的低侧晶体管；
[0041]高侧驱动单元，提供栅极驱动信号以驱动相应的高侧晶体管。
[0042]根据本技术的另一方面，提供一种智能功率模块，包括至少两相半桥驱动电路，每相半桥驱动电路包括：
[0043]低侧晶体管；
[0044]高侧晶体管；
[0045]上述所述的栅极驱动电路，
[0046]其中，所述栅极驱动电路分别连接所述低侧晶体管和高侧晶体管以提供所述栅极驱动信号，其中一相半桥驱动电路中的栅极驱动电路的使能端的控制信号开启过流检测功能。
[0047]可选地，所述其中一相半桥驱动电路中的栅极驱动电路的使能端接地。
[0048]可选地，所述智能功率模块包括U相半桥驱动电路、V相半桥驱动电路、W相半桥驱动电路，所述W相半桥驱动电路的栅极驱动电路的使能端连接所述栅极驱动电路的信号地端，所述U相半桥驱动电路的栅极驱动电路的使能端和所述V相半桥驱动电路的栅极驱动电路的使能端悬空。
[0049]根据本技术实施例提供的栅极驱动电路，其包括控制过流检测功能是否开启的使能端。通过控制使能端的外部打线，来开启或关闭栅极驱动电路的过流检测和故障输出功能，更进一步地，将使能端通过外部打线接地，开启栅极驱动电路的过流检测和故障输出功能。
[0050]根据本技术实施例提供的智能功率模块，包括多相半桥驱动电路，每相半桥驱动电路包括上述栅极驱动电路，其中多相半桥驱动电路的栅极驱动电路的版本相同、设计一致。通过设置栅极驱动电路的使能端以及本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种栅极驱动电路，其特征在于，包括：电源端；使能端；过流检测单元，连接所述使能端和过流检测输入端，对过流检测输入信号进行检测输出过流指示信号；使能单元，基于所述过流指示信号生成使能信号；以及驱动单元，连接所述使能单元，接收所述使能信号，所述使能信号控制驱动单元是否生成栅极驱动信号，其中，根据所述使能端的控制信号的电平状态开启或者关闭过流检测功能。2.根据权利要求1所述的栅极驱动电路，其特征在于，所述使能端的控制信号的电平状态受控于所述使能端的封装打线方式。3.根据权利要求2所述的栅极驱动电路，其特征在于，所述封装打线方式包括所述使能端接地或者所述使能端悬空。4.根据权利要求1所述的栅极驱动电路，其特征在于，还包括：欠压检测单元，连接所述栅极驱动电路的电源端，对所述电源端的电源电压进行检测，输出欠压指示信号；故障管理单元，分别连接所述过流检测单元、所述欠压检测单元以及所述使能单元，接收所述过流指示信号和所述欠压指示信号，根据所述欠压指示信号和过流检测信号产生故障报警信号并提供至所述使能单元，所述使能单元根据所述故障报警信号产生所述使能信号。5.根据权利要求1所述的栅极驱动电路，其特征在于，所述过流检测单元包括：使能模块，基于所述使能端的控制信号控制过流检测输入端是否提供过流检测输入信号；以及检测模块，连接所述使能模块，将所述过流检测输入信号与第一参考电压比较并输出过流指示信号，所述使能端接地时，所述过流检测输入端接收所述过流检测输入信号，开启所述栅极驱动电路的过流检测功能；所述使能端悬空时，所述过流检测输入端下拉至地，关闭所述栅极驱动电路的过流检测功能。6.根据权利要求5所述的栅极驱动电路，其特征在于，所述使能模块包括：第一电阻，其一端接连接所述电源端，另一端连接所述使能端；以及第一开关，其控制端连接所述使能端，其第一端接地，其第二端连接所述过流检测输入端。7.根据权利要求6所述的栅极驱动电路，其特征在于，所述检测模块包括：第一比较器，其第一输入端与所述第一开关的第二端连接，第二输入端接收第一参考电压；第一滤波器，其一端连接所述第一比较器的输出端，另一端输出所述过流指示信号。8.根据权利要求4所述的栅极驱动电路，其特征在于，所述故障管理单元包括：逻辑模块，基于过流指示信号、欠压指示信号以及所述使能端的控制信号产生逻辑控制信号；以及
处理模块，连接所述逻辑模块，将所述逻辑控制信...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈春雄，
申请(专利权)人：杭州士兰微电子股份有限公司，
类型：新型
国别省市：