一种智能功率模块装置及驱动方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种智能功率模块装置，其包括智能功率模块

【技术实现步骤摘要】
一种智能功率模块装置及驱动方法


[0001]本专利技术涉及功率半导体
，具体涉及一种智能功率模块装置及驱动方法
。

技术介绍

[0002]随着电能处理领域的应用市场不断扩大，智能功率模块的效率和成本问题逐渐成为了关注的热点，国内外许多知名公司或学校从事智能功率模块的研发与设计工作，取得了较大的突破和进展
。
[0003]目前影响智能功率模块效率的主要因素有功率芯片
(
主要是其中的大功率器件
)
的寄生电阻
、
寄生电容，以及功率器件的负载状态
。
所以要提高功率系统的转换效率，必须从芯片中的功率半导体器件的结构和制作工艺，以及功率半导体器件的控制电路等方面做研究
[0004]因此目前大多向高频驱动以及低导通内阻的方向发展以降低功率器件自身的损耗，但是在低压低功率应用时，通过降低导通内阻来提高效率，降低智能功率模块的发热，不仅成本高，且对
HVIC
的驱动能力也有一定的要求
。
[0005]所以研究一种高效率的智能功率模块，从降低器件自身损耗和引入自适应控制模块以及改善控制电路结构等方面来提高智能功率模块效率对于节能降耗具有十分重要的意义，有助于智能功率模块更加广泛的应用
。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术提供一种智能功率模块装置及驱动方法，用于解决现有技术中驱动电路的导通损耗高，且采用低导通内阻的
MOSFET
时成本大幅增加的问题，因此通过设置高压栅极驱动电路，实现交替导通，降低电路中的开关损耗，提高逆变器运行过程中的转换效率，可以把体积做的很小
。
[0007]因此本专利技术提供一种智能功率模块装置，其包括智能功率模块
1、
所述智能功率模块1包括封装焊盘
100、
高压栅极驱动电路
101、NMOS
上管电路
102、NMOS
下管电路
103。
所述高压栅极驱动电路
101、NMOS
上管电路
102、NMOS
下管电路
103
分别与封装焊盘
100
以电性连接，所述的高压栅极驱动电路
101
分别与所述
NMOS
上管电路
102、NMOS
下管电路
103
以电性连接；
[0008]所述的封装焊盘
100
设置有
HIN
端口
、HIN_CS
片选端口
、VDD
端口
、LIN
端口
、LIN_CS
端口
、GND
端口
、SW
端口
、C_CLAMP
端口；
[0009]所述
NMOS
上管电路
102
的
QH1
和
QHX
，所述
QHX
为任意数量且参数一致的
NMOS
并联，参数误差在
0.01
％～
0.04
％以内，所述
NMOS
下管电路
103
的
QL1
和
QLX
，所述
QLX
为任意数量且参数一致的
NMOS
并联，参数误差在
0.01
％～
0.04
％以内
。
[0010]所述的
QH1
和
QL1
的导通内阻为1～
4mohm
，所述的
QHX
和
QLX
的导通内阻为4～
8mohm。
[0011]所述的高压栅极驱动电路
101
内包括输出驱动
QH、
片选驱动
QH_CS、
输出驱动
QL、
片选驱动
QL_CS
，所述的输出驱动
QH、
片选驱动
QH_CS、
输出驱动
QL、
片选驱动
QL_CS
均与高压栅
极驱动电路
101
上的
VDD
端口及
VS
端口连接，且均设置有自举电容
、
二极管
、
图腾柱驱动
MOS
管，驱动拉电流为
1.2
～
1.5A
，驱动灌电流为
1.3
～
1.6A。
[0012]所述的高压栅极驱动电路
101
的
HO
端口
、HO_CS
端口与
LO
端口
、LO_CS
端口的死区时间为1～3微秒
。
[0013]所述的输出驱动
QH、
片选驱动
QH_CS、
输出驱动
QL、
片选驱动
QL_CS
内
VDD
端口和
VS
端口之间设置有用来供电的自举
MOSFET。
[0014]本专利技术还公开一种智能功率模块装置的驱动方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1
：首先根据需求是单相电还是三相电来选择对应智能功率模块装置的数量1～
3.S2
：其次根据选择的单相电或者三相电来选择低压驱动芯片的输出信号组数
。S3
：在控制输出正弦波上半周期时，上半周期的0～
π
/4
时，仅仅有
QH1
或者
QL1
导通，且驱动频率为
90
～
100Khz
，在控制输出正弦波上半周期的
π
/4
～
π
/2
时，为
QHX
或者
QLX
同时导通，且驱动频率为
40
～
60KHz。
[0015]S4
：在控制输出正弦波下半周期时，上半周期的
π
/2
～3π
/4
时，仅仅有
QH1
或者
QL1
导通，且驱动频率为
90
～
100Khz
，在控制输出正弦波上半周期的3π
/4
～
π
时，为
QHX
或者
QLX
同时导通，且驱动频率为
40
～
60KHz。
[0016]S5
：在剩余周期驱动方式保持与
S3
和
S4
相同
。
[0017本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种智能功率模块装置，其特征在于，包括智能功率模块
1、
所述智能功率模块1包括封装焊盘
100、
高压栅极驱动电路
101、NMOS
上管电路
102、NMOS
下管电路
103。
所述高压栅极驱动电路
101、NMOS
上管电路
102、NMOS
下管电路
103
分别与封装焊盘
100
以电性连接，所述的高压栅极驱动电路
101
分别与所述
NMOS
上管电路
102、NMOS
下管电路
103
以电性连接；所述的封装焊盘
100
设置有
HIN
端口
、HIN_CS
片选端口
、VDD
端口
、LIN
端口
、LIN_CS
端口
、GND
端口
、SW
端口
、C_CLAMP
端口；所述的高压栅极驱动电路
101
的
HIN
端口连接到封装焊盘
100
上的
HIN
端口，所述的高压栅极驱动电路
101
的
HIN_CS
片选端口连接到封装焊盘
100
上的
HIN_CS
片选端口，所述的高压栅极驱动电路
101
的
VDD
端口连接到封装焊盘
100
上的
VDD
端口，所述的高压栅极驱动电路
101
的
LIN
端口连接到封装焊盘
100
上的
LIN
端口，所述的高压栅极驱动电路
101
的
LIN_CS
片选端口连接到封装焊盘
100
上的
LIN_CS
片选端口，所述的
NMOS
上管电路
102
的
QH1
和
QHX
的漏极连接到封装焊盘
100
上的
C_CLAMP
端口，所述的
NMOS
上管电路
102
的
QH1
和
QHX
的源极连接到封装焊盘
100
上的
SW
端口以及所述的
NMOS
下管电路
103
的
QL1
和
QLX
的漏极，所述的
NMOS
下管电路
103
的
QL1
和
QLX
的源极连接到封装焊盘
100
上的
GND
端口，所述的高压栅极驱动电路
101
的
HO
端口连接到
NMOS
上管电路
102
的
QH1
的栅极，所述的高压栅极驱动电路
101
的
HO_CS
端口连接到
NMOS
上管电路
102
的
QHX
的栅极，所述的高压栅极驱动电路
101
的
LO
端口连接到
NMOS
下管电路
103
的
QL1
的栅极，所述的高压栅极驱动电路
101
的
LO_CS
端口连接到
NMOS
下管电路
103
的
QLX
的栅极；所述
NMOS
上管电路
102
的
QH1
和
QHX
，所述
QHX
为任意数量且参数一致的
...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄统华，邹军，
申请(专利权)人：国芯微电子广东有限公司，
类型：发明
国别省市：