智能功率模塊的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種智能功率模塊，包括工作電壓輸入端、最高電壓端、U相高壓區(qū)供電電源負(fù)端、V相高壓區(qū)供電電源負(fù)端、W相高壓區(qū)供電電源負(fù)端、U相上橋臂開關(guān)管、V相上橋臂開關(guān)管、W相上橋臂開關(guān)管、U相下橋臂開關(guān)管、V相下橋臂開關(guān)管、W相下橋臂開關(guān)管、以及對(duì)應(yīng)各上橋臂開關(guān)管設(shè)置的上橋臂驅(qū)動(dòng)電路和對(duì)應(yīng)各下橋臂開關(guān)管設(shè)置的下橋臂驅(qū)動(dòng)電路；U相上橋臂開關(guān)管、V相上橋臂開關(guān)管和W相上橋臂開關(guān)管、U相下橋臂開關(guān)管、V相下橋臂開關(guān)管和W相下橋臂開關(guān)管均為MOS管。本實(shí)用新型降低了智能功率模塊的功耗，提高了智能功率模塊的可靠性。
【專利說明】智能功率模塊

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電子【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種智能功率模塊。

【背景技術(shù)】
[0002]智能功率模塊，即IPM(Intelligent Power Module)是一種將電力電子和集成電路技術(shù)結(jié)合的功率驅(qū)動(dòng)類產(chǎn)品。智能功率模塊把功率開關(guān)器件和高壓驅(qū)動(dòng)電路集成在一起，與傳統(tǒng)分立方案相比，智能功率模塊以其高集成度、高可靠性等優(yōu)勢(shì)贏得越來越大的市場(chǎng)，尤其適合于驅(qū)動(dòng)電機(jī)的變頻器及各種逆變電源，是變頻調(diào)速，冶金機(jī)械，電力牽引，伺服驅(qū)動(dòng)，變頻家電的一種理想電力電子器件。
[0003]智能功率模塊中開關(guān)管的功耗包括靜態(tài)損耗和動(dòng)態(tài)損耗，而對(duì)于一般的開關(guān)管，開關(guān)管在關(guān)斷時(shí)的損耗(動(dòng)態(tài)損耗)會(huì)非常大，因此開關(guān)管一般不推薦應(yīng)用于頻率大于12kHz的場(chǎng)合，使開關(guān)管在關(guān)斷時(shí)的損耗占其總體功耗的比例減少，從而使得開關(guān)管的靜態(tài)損耗成為了決定開關(guān)管總體功耗的重要因素，一般來說，開關(guān)管的靜態(tài)損耗占開關(guān)管總體功耗的50%。然而，對(duì)于新型的SiC (SiC，硅化碳器件，如MOS管)等功率器件，其拖尾效應(yīng)得到了很好控制，因此，SiC功率器件在關(guān)斷時(shí)的損耗非常小。然而，對(duì)于智能功率模塊應(yīng)用于變頻空調(diào)器時(shí)，智能功率模塊接收的控制信號(hào)(由智能功率模塊外部的MCU發(fā)出)的信號(hào)頻率一般在6?8kHz級(jí)別，而對(duì)于頻率為6?8kHz級(jí)別的開關(guān)頻率，SiC功率器件的關(guān)斷速度快的優(yōu)勢(shì)并不能得到發(fā)揮，導(dǎo)致智能功率模塊的發(fā)熱量難以因SiC功率器件的使用而下降(現(xiàn)有技術(shù)中的智能功率模塊的開關(guān)管是采用IGBT管)。又因?yàn)镾iC功率器件的電流能力一般比傳統(tǒng)的開關(guān)管更強(qiáng)，所以在相同的電流能力要求下，SiC功率器件的面積可以選得比開關(guān)管更小，從而一定程度上降低了成本，但是，當(dāng)發(fā)熱量幾乎一致時(shí)，SiC功率器件較小的面積使得熱積聚更為集中，從而導(dǎo)致SiC功率器件的可靠性下降，直接影響到智能功率模塊的使用壽命，甚至對(duì)智能功率模塊周邊器件甚至整個(gè)設(shè)備造成永久性的損壞。因此，設(shè)計(jì)一種低功耗、高可靠的智能功率模塊顯得尤為重要。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的主要目的是提供一種智能功率模塊，旨在降低智能功率模塊的功耗，提高智能功率模塊的可靠性。
[0005]本實(shí)用新型提出一種智能功率模塊，包括工作電壓輸入端、最高電壓端、U相高壓區(qū)供電電源負(fù)端、V相高壓區(qū)供電電源負(fù)端、W相高壓區(qū)供電電源負(fù)端、U相上橋臂開關(guān)管、V相上橋臂開關(guān)管、W相上橋臂開關(guān)管、U相下橋臂開關(guān)管、V相下橋臂開關(guān)管、W相下橋臂開關(guān)管、以及對(duì)應(yīng)各所述上橋臂開關(guān)管設(shè)置的上橋臂驅(qū)動(dòng)電路和對(duì)應(yīng)各所述下橋臂開關(guān)管設(shè)置的下橋臂驅(qū)動(dòng)電路；所述U相上橋臂開關(guān)管、V相上橋臂開關(guān)管和W相上橋臂開關(guān)管、U相下橋臂開關(guān)管、V相下橋臂開關(guān)管和W相下橋臂開關(guān)管均為MOS管；其中，
[0006]U相上橋臂開關(guān)管、V相上橋臂開關(guān)管及W相上橋臂開關(guān)管的柵極均與上橋臂驅(qū)動(dòng)電路連接;u相下橋臂開關(guān)管、V相下橋臂開關(guān)管及W相下橋臂開關(guān)管的柵極均與下橋臂驅(qū)動(dòng)電路連接；u相上橋臂開關(guān)管的源極與U相下橋臂開關(guān)管的漏極連接，且與U相高壓區(qū)供電電源負(fù)端連接相上橋臂開關(guān)管的源極與V相下橋臂開關(guān)管的漏極連接，且與V相高壓區(qū)供電電源負(fù)端連接；w相上橋臂開關(guān)管的源極與W相下橋臂開關(guān)管的漏極連接，且與W相高壓區(qū)供電電源負(fù)端連接；u相上橋臂開關(guān)管、V相上橋臂開關(guān)管及W相上橋臂開關(guān)管的漏極均與最高電壓端連接;u相下橋臂開關(guān)管、V相下橋臂開關(guān)管及W相下橋臂開關(guān)管的源極均接地。
[0007]優(yōu)選地，所述上橋臂驅(qū)動(dòng)電路包括U相上橋臂驅(qū)動(dòng)電路、V相上橋臂驅(qū)動(dòng)電路及W相上橋臂驅(qū)動(dòng)電路；其中，
[0008]所述U相上橋臂開關(guān)管的柵極與所述U相上橋臂驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端連接，所述V相上橋臂開關(guān)管的柵極與所述V相上橋臂驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端連接，所述W相上橋臂開關(guān)管的柵極與所述W相上橋臂驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端連接。
[0009]優(yōu)選地，所述下橋臂驅(qū)動(dòng)電路包括U相下橋臂驅(qū)動(dòng)電路、V相下橋臂驅(qū)動(dòng)電路及W相下橋臂驅(qū)動(dòng)電路；其中，
[0010]所述U相下橋臂開關(guān)管的柵極與所述U相下橋臂驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端連接，所述V相下橋臂開關(guān)管的柵極與所述V相下橋臂驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端連接，所述W相下橋臂開關(guān)管的柵極與所述W相下橋臂驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端連接。
[0011 ] 優(yōu)選地，所述U相上橋臂驅(qū)動(dòng)電路包括上橋臂控制信號(hào)輸入端、高壓區(qū)供電電源正端、高壓區(qū)供電電源負(fù)端、上橋臂驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端、雙脈沖發(fā)生電路、第一高壓DMOS管、第二高壓DMOS管、自舉二極管、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻、第一二極管、第二二極管、第一電容、第二電容、第三電容、第四電容、第一運(yùn)算放大器、第一非門單元、第二非門單元、第三非門單元、第一施密特觸發(fā)器、第二斯密特觸發(fā)器、RS觸發(fā)器、第一非門、第二非門、第三非門及第一與門；其中，
[0012]雙脈沖發(fā)生電路的輸入端與上橋臂控制信號(hào)輸入端連接，其第一輸出端與第一高壓DMOS管的柵極連接，其第二輸出端與第二高壓DMOS管的柵極連接，其電源端與所述工作電壓輸入端VCC連接，其地端接地；第一高壓DMOS管的襯底與源極相連并接地，其漏極經(jīng)第一電阻與高壓區(qū)供電電源正端連接；第二高壓DMOS管的襯底與源極相連并接地，其漏極經(jīng)第二電阻與高壓區(qū)供電電源正端連接；自舉二極管的陽極與所述工作電壓輸入端VCC連接，陰極與高壓區(qū)供電電源正端連接；第一非門單元的輸入端與第一高壓DMOS管的漏極連接，且與第一二極管的陰極連接，第一非門單元的輸出端經(jīng)第一施密特觸發(fā)器與第一非門的輸入端連接；第一非門的輸出端與RS觸發(fā)器的S端連接；第一二極管的陽極經(jīng)第一電容與第一非門單元的輸出端連接；第二非門單元的輸入端與第二高壓DMOS管的漏極連接，且與第二二極管的陰極連接，第二非門單元的輸出端經(jīng)第二施密特觸發(fā)器與第二非門的輸入端連接；第二非門的輸出端與RS觸發(fā)器的R端連接；第二二極管的陽極經(jīng)第二電容與第二非門單元的輸出端連接；第一二極管的陽極和第二二極管的陽極還與高壓區(qū)供電電源負(fù)端連接；第三電阻與第四電阻串聯(lián)，一端與高壓區(qū)供電電源負(fù)端連接，另一端經(jīng)第三非門與第一與門的第一輸入端連接；第五電阻的一端與高壓區(qū)供電電源負(fù)端連接，另一端與第一運(yùn)算放大器的正輸入端連接；第一運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端連接于第三電阻和第四電阻之間，第一運(yùn)算放大器的輸出端與第三非門的輸入端連接；第三電容與第五電阻并聯(lián)；第六電阻與第四電容串聯(lián)，一端與第一運(yùn)算放大器的正輸入端連接，另一端與第一運(yùn)算放大器的輸出端連接；RS觸發(fā)器的輸出端與第一與門的第二輸入端連接；第一與門的輸出端經(jīng)第三非門單元與上橋臂驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端連接。
[0013]優(yōu)選地，所述第一非門單元包括三個(gè)依次串聯(lián)的非門，所述第二非門單元包括三個(gè)依次串聯(lián)的非門，所述第三非門單元包括兩個(gè)依次串聯(lián)的非門。
[0014]優(yōu)選地，所述U相下橋臂驅(qū)動(dòng)電路包括下橋臂控制信號(hào)輸入端、下橋臂驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端、電平轉(zhuǎn)換電路、第五電容、第六電容、第七電容、第八電容、第八電阻、第八電阻、第九電阻、第十電阻、第四非門單元、第五非門單元、第二與門、第四非門、第五非門、第二運(yùn)算放大器；其中，
[0015]電平轉(zhuǎn)換電路的輸入端與下橋臂控制信號(hào)輸入端連接，電平轉(zhuǎn)換電路的輸出端經(jīng)第四非門單元與第五非門的輸入端連接，電平轉(zhuǎn)換電路的電源端與工作電壓輸入端連接，電平轉(zhuǎn)換電路的地端接地；第五非門的輸出端與第二與門的第一輸入端連接；第七電阻與第八電阻串聯(lián)，一端接地，另一端經(jīng)第四非門與第二與門的第二輸入端連接；第九電阻的一端接地，另一端與第二運(yùn)算放大器的正輸入端連接；第二運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端連接于第七電阻與第八電阻之間，第二運(yùn)算放大器的輸出端與第四非門的輸入端連接；第五電容與第九電阻并聯(lián)；第十電阻與第六電容串聯(lián)，一端與第二運(yùn)算放大器的正輸入端連接，另一端與第二運(yùn)算放大器的輸出端連接；第二與門的輸出端經(jīng)第五非門單元與下橋臂驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端連接；第七電容連接于第五非門的輸入端與地之間；第八電容連接于第五非門的輸出端與地之間。
[0016]優(yōu)選地，所述第四非門單元包括三個(gè)依次串聯(lián)的非門，所述第五非門單元包括兩個(gè)依次串聯(lián)的非門。
[0017]優(yōu)選地，所述V相上橋臂驅(qū)動(dòng)電路及所述W相上橋臂驅(qū)動(dòng)電路的電路結(jié)構(gòu)均與所述U相上橋臂驅(qū)動(dòng)電路的電路結(jié)構(gòu)相同。
[0018]優(yōu)選地，所述V相下橋臂驅(qū)動(dòng)電路及所述W相下橋臂驅(qū)動(dòng)電路的電路結(jié)構(gòu)均與所述U相下橋臂驅(qū)動(dòng)電路的電路結(jié)構(gòu)相同。
[0019]本實(shí)用新型提出的智能功率模塊，包括工作電壓輸入端、最高電壓端、U相高壓區(qū)供電電源負(fù)端、V相高壓區(qū)供電電源負(fù)端、W相高壓區(qū)供電電源負(fù)端、U相上橋臂開關(guān)管、V相上橋臂開關(guān)管、W相上橋臂開關(guān)管、U相下橋臂開關(guān)管、V相下橋臂開關(guān)管、W相下橋臂開關(guān)管、以及對(duì)應(yīng)各所述上橋臂開關(guān)管設(shè)置的上橋臂驅(qū)動(dòng)電路和對(duì)應(yīng)各所述下橋臂開關(guān)管設(shè)置的下橋臂驅(qū)動(dòng)電路；其中，U相上橋臂開關(guān)管、V相上橋臂開關(guān)管和W相上橋臂開關(guān)管、U相下橋臂開關(guān)管、V相下橋臂開關(guān)管和W相下橋臂開關(guān)管均采用SiC功率器件一MOS管。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，由于本實(shí)用新型提供的智能功率模塊采用MOS管替代IGBT管，其對(duì)應(yīng)連接的驅(qū)動(dòng)電路可對(duì)應(yīng)調(diào)整，從而降低了智能功率模塊的功耗，提高了智能功率模塊的可靠性。同時(shí)，本實(shí)用新型還具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單及易實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是本實(shí)用新型智能功率模塊的電路結(jié)構(gòu)圖；
[0021]圖2是本實(shí)用新型智能功率模塊中U相上橋臂驅(qū)動(dòng)電路的電路結(jié)構(gòu)圖；
[0022]圖3是本實(shí)用新型智能功率模塊中U相下橋臂驅(qū)動(dòng)電路的電路結(jié)構(gòu)圖；
[0023]圖4是本實(shí)用新型智能功率模塊中U相上橋臂驅(qū)動(dòng)電路的信號(hào)波形圖；
[0024]圖5是本實(shí)用新型智能功率模塊中U相下橋臂驅(qū)動(dòng)電路的信號(hào)波形圖。
[0025]本實(shí)用新型目的的實(shí)現(xiàn)、功能特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)將結(jié)合實(shí)施例，參照附圖做進(jìn)一步說明。

【具體實(shí)施方式】
[0026]應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0027]本實(shí)用新型提出一種智能功率模塊。
[0028]參照?qǐng)D1，圖1是本實(shí)用新型智能功率模塊的電路結(jié)構(gòu)圖。
[0029]本實(shí)施例中的智能功率模塊4100包括HVIC管4400 (HVIC，高壓集成電路)、U相上橋臂開關(guān)管4121、V相上橋臂開關(guān)管4122、W相上橋臂開關(guān)管4123、U相下橋臂開關(guān)管4124、V相下橋臂開關(guān)管4125、W相下橋臂開關(guān)管4126、電容4133、電容4132、電容4131、FRD管411UFRD 管 4112,FRD 管 4113,FRD 管 4114,FRD 管 4115,FRD 管 4116。本實(shí)用新型智能功率模塊中的U相上橋臂開關(guān)管4121、V相上橋臂開關(guān)管4122、W相上橋臂開關(guān)管4123、U相下橋臂開關(guān)管4124、V相下橋臂開關(guān)管4125、W相下橋臂開關(guān)管4126均為MOS管(SiC功率器件)。對(duì)應(yīng)U相上橋臂開關(guān)管4121、V相上橋臂開關(guān)管4122、W相上橋臂開關(guān)管4123，在上述HVIC管4400的內(nèi)部設(shè)有U相上橋臂驅(qū)動(dòng)電路14、V相上橋臂驅(qū)動(dòng)電路24、W相上橋臂驅(qū)動(dòng)電路34，對(duì)應(yīng)U相下橋臂開關(guān)管4124、V相下橋臂開關(guān)管4125、W相下橋臂開關(guān)管4126，在上述HVIC管4400的內(nèi)部設(shè)有U相下橋臂驅(qū)動(dòng)電路44、V相下橋臂驅(qū)動(dòng)電路54和W相下橋臂驅(qū)動(dòng)電路64。HVIC管4400的電源正端VCC與本實(shí)用新型智能功率模塊的工作電壓輸入端VDD(也即本實(shí)用新型智能功率模塊4100的低壓區(qū)供電電源正端)連接。VDD一般為15V ；
[0030]HVIC管4400的第一輸入端HINl (即U相上橋臂驅(qū)動(dòng)電路14的控制信號(hào)輸入端)、第二輸入端HIN2 (即V相上橋臂驅(qū)動(dòng)電路24的控制信號(hào)輸入端)及第三輸入端HIN3 (即W相上橋臂驅(qū)動(dòng)電路34的控制信號(hào)輸入端)為本實(shí)用新型智能功率模塊4100的上橋臂控制信號(hào)輸入端。
[0031]其中HVIC管4400的第一輸入端HINl (即U相上橋臂驅(qū)動(dòng)電路14的控制信號(hào)輸入端)作為本實(shí)用新型智能功率模塊4100的U相上橋臂輸入端UHIN ；
[0032]HVIC管4400的第二輸入端HIN2 (即V相上橋臂驅(qū)動(dòng)電路24的控制信號(hào)輸入端)作為本實(shí)用新型智能功率模塊4100的V相上橋臂輸入端VHIN ；
[0033]HVIC管4400的第三輸入端HIN3 (即W相上橋臂驅(qū)動(dòng)電路34的控制信號(hào)輸入端)作為本實(shí)用新型智能功率模塊4100的W相上橋臂輸入端WHIN ；
[0034]HVIC管4400的第四輸入端LINl (即U相下橋臂驅(qū)動(dòng)電路44的控制信號(hào)輸入端)、第五輸入端LIN2 (即V相下橋臂驅(qū)動(dòng)電路54的控制信號(hào)輸入端)及第六輸入端LIN3 (即W相下橋臂驅(qū)動(dòng)電路64的控制信號(hào)輸入端)為本實(shí)用新型智能功率模塊4100的下橋臂控制信號(hào)輸入端。
[0035]其中，HVIC管4400的第四輸入端LINl (即U相下橋臂驅(qū)動(dòng)電路44的控制信號(hào)輸入端)作為本實(shí)用新型智能功率模塊4100的U相下橋臂輸入端ULIN ；
[0036]HVIC管4400的第五輸入端LIN2 (即V相下橋臂驅(qū)動(dòng)電路54的控制信號(hào)輸入端)作為本實(shí)用新型智能功率模塊4100的V相下橋臂輸入端VLIN ；
[0037]HVIC管4400的第六輸入端LIN3 (即W相下橋臂驅(qū)動(dòng)電路64的控制信號(hào)輸入端)作為本實(shí)用新型智能功率模塊4100的W相下橋臂輸入端WLIN ；
[0038]HVIC管4400的電源負(fù)端GND作為所述本實(shí)用新型智能功率模塊4100的低壓區(qū)供電電源負(fù)端COM ；
[0039]HVIC管4400的U相高壓區(qū)供電電源正端VBl與電容4133的第一端相連，并作為本實(shí)用新型智能功率模塊4100的U相高壓區(qū)供電電源正端UVB ；
[0040]HVIC管4400的U相高壓區(qū)供電電源負(fù)端VSl與所述電容4133的第二端相連，并作為本實(shí)用新型智能功率模塊4100的U相高壓區(qū)供電電源負(fù)端UVS ；
[0041]HVIC管4400的V相高壓區(qū)供電電源正端VB2與電容4132的第一端相連，并作為本實(shí)用新型智能功率模塊4100的V相高壓區(qū)供電電源正端VVB ；
[0042]HVIC管4400的V相高壓區(qū)供電電源負(fù)端VS2與所述電容4132的第二端相連，并作為本實(shí)用新型智能功率模塊4100的V相高壓區(qū)供電電源負(fù)端VVS ；
[0043]HVIC管4400的W相高壓區(qū)供電電源正端VB3與電容4131的第一端相連，并作為本實(shí)用新型智能功率模塊4100的W相高壓區(qū)供電電源正端WVB ；
[0044]HVIC管4400的W相高壓區(qū)供電電源負(fù)端VS3與電容4131的第二端相連，并作為本實(shí)用新型智能功率模塊4100的W相高壓區(qū)供電電源負(fù)端WVS ；
[0045]HVIC管4400的HOl端(即U相上橋臂驅(qū)動(dòng)電路14的控制信號(hào)輸出端)與U相上橋臂開關(guān)管4121的柵極相連，U相上橋臂開關(guān)管4121的漏極與FRD管4111的陰極相連并接本實(shí)用新型智能功率模塊4100的最高電壓點(diǎn)P端，U相上橋臂開關(guān)管4121的源極與FRD管4111的陽極連接，且與本實(shí)用新型智能功率模塊4100的UVS端連接(UVS端也即本實(shí)用新型智能功率模塊的U相高電壓區(qū)供電電源負(fù)端)；
[0046]HVIC管4400的H02端(即V相上橋臂驅(qū)動(dòng)電路24的控制信號(hào)輸出端)與V相上橋臂開關(guān)管4122的柵極相連，V相上橋臂開關(guān)管4122的漏極與FRD管4112的陰極相連并接本實(shí)用新型智能功率模塊4100的最高電壓點(diǎn)P端，V相上橋臂開關(guān)管4122的源極與FRD管4112的陽極連接，且與本實(shí)用新型智能功率模塊4100的VVS端連接(VVS端也即本實(shí)用新型智能功率模塊的V相高電壓區(qū)供電電源負(fù)端)；
[0047]HVIC管4400的H03端(即W相上橋臂驅(qū)動(dòng)電路34的控制信號(hào)輸出端)與W相上橋臂開關(guān)管4123的柵極相連，W相上橋臂開關(guān)管4123的漏極與FRD管4113的陰極相連并接本實(shí)用新型智能功率模塊4100的最高電壓點(diǎn)P端，W相上橋臂開關(guān)管4123的源極與FRD管4113的陽極連接，且與本實(shí)用新型智能功率模塊4100的WVS端連接(WVS端也即本實(shí)用新型智能功率模塊的W相高電壓區(qū)供電電源負(fù)端)；
[0048]HVIC管4400的LOl端(即U相下橋臂驅(qū)動(dòng)電路44的控制信號(hào)輸出端)與U相下橋臂開關(guān)管4124的柵極相連，U相下橋臂開關(guān)管4124的漏極與FRD管4114的陰極相連并接智能功率模塊4100的UVS端，U相下橋臂開關(guān)管4124的源極與FRD管4114的陽極相連并接智能功率模塊4100的COM端(也即本實(shí)用新型智能功率模塊的低壓區(qū)供電電源負(fù)端);
[0049]HVIC管4400的L02端(即V相下橋臂驅(qū)動(dòng)電路44的控制信號(hào)輸出端)與V相下橋臂開關(guān)管4125的柵極相連，V相下橋臂開關(guān)管4125的漏極與FRD管4115的陰極相連并接智能功率模塊4100的VVS端，V相下橋臂開關(guān)管4125的射極與所述FRD管4115的陽極相連并接智能功率模塊4100的COM端；
[0050]HVIC管4400的L03端(即W相下橋臂驅(qū)動(dòng)電路44的控制信號(hào)輸出端)與W相下橋臂開關(guān)管4126的柵極相連，W相下橋臂開關(guān)管4126的漏極與FRD管4116的陰極相連并接智能功率模塊4100的WVS端，W相下橋臂開關(guān)管4126的源極與FRD管4116的陽極相連并接智能功率模塊4100的COM端；
[0051]在HVIC管4400內(nèi)部，VCC端與上、下橋臂各驅(qū)動(dòng)電路的低壓區(qū)供電電源正端相連；GND端與上、下橋臂各驅(qū)動(dòng)電路的低壓區(qū)供電電源負(fù)端相連；
[0052]U相上橋臂驅(qū)動(dòng)電路14的高壓區(qū)供電電源正端與VBl端相連，U相上橋臂驅(qū)動(dòng)電路14的高壓區(qū)供電電源負(fù)端與VSl相連；
[0053]V相上橋臂驅(qū)動(dòng)電路24的高壓區(qū)供電電源正端與VB2相連，V相上橋臂驅(qū)動(dòng)電路24的高壓區(qū)供電電源負(fù)端與VS2相連；
[0054]W相上橋臂驅(qū)動(dòng)電路34的高壓區(qū)供電電源正端與VB3相連，W相上橋臂驅(qū)動(dòng)電路34的高壓區(qū)供電電源負(fù)端與VS3相連。
[0055]圖2是本實(shí)用新型智能功率模塊中U相上橋臂驅(qū)動(dòng)電路的電路結(jié)構(gòu)圖，圖4是本實(shí)用新型智能功率模塊中U相上橋臂驅(qū)動(dòng)電路的信號(hào)波形圖。
[0056]一并參照?qǐng)D1、圖2和圖4，本實(shí)用新型智能功率模塊中的U相上橋臂驅(qū)動(dòng)電路14包括上橋臂控制信號(hào)輸入端(即上述U相上橋臂輸入端UHIN)、U相高壓區(qū)供電電源正端VB1、U相高壓區(qū)供電電源負(fù)端VS1、U相上橋臂驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端(即上述HVIC管4400的HOl端)、雙脈沖發(fā)生電路1401、第一高壓DMOS管1402、第二高壓DMOS管1403、自舉二極管1444、第一電阻1404、第二電阻1405、第三電阻1427、第四電阻1428、第五電阻1423、第六電阻1424、第一二極管1406、第二二極管1407、第一電容1412、第二電容1418、第三電容1422、第四電容1425、第一運(yùn)算放大器1426、第一非門單元100、第二非門單元200、第三非門單元300、第一施密特觸發(fā)器1411、第二斯密特觸發(fā)器1417、RS觸發(fā)器600、第一非門1413、第二非門1419、第三非門1429及第一與門1432。
[0057]具體地，雙脈沖發(fā)生電路1401的輸入端與U相上橋臂控制信號(hào)輸入端HINl連接，雙脈沖發(fā)生電路1401的第一輸出端與第一高壓DMOS管1402的柵極連接，雙脈沖發(fā)生電路1401的第二輸出端與第二高壓DMOS管1403的柵極連接，雙脈沖發(fā)生電路1401的電源端與工作電壓輸入端VCC連接，雙脈沖發(fā)生電路1401的地端接地；第一高壓DMOS管1402的襯底與源極相連并接地，第一高壓DMOS管1402的漏極經(jīng)第一電阻1404與U相高壓區(qū)供電電源正端VBl連接；第二高壓DMOS管1403的襯底與源極相連并接地，第二高壓DMOS管1403的漏極經(jīng)第二電阻1405與U相高壓區(qū)供電電源正端VBl連接；自舉二極管1444的陽極與工作電壓輸入端VCC連接，自舉二極管1444的陰極與U相高壓區(qū)供電電源正端VBl連接；第一非門單元100的輸入端與第一高壓DMOS管1402的漏極連接，且與第一二極管1406的陰極連接，第一非門單元100的輸出端經(jīng)第一施密特觸發(fā)器1411與第一非門1413的輸入端連接；第一非門1413的輸出端與RS觸發(fā)器600的S端連接；第一二極管1406的陽極經(jīng)第一電容1412與第一非門單元100的輸出端連接；第二非門單元200的輸入端與第二高壓DMOS管1403的漏極連接，且與第二二極管1407的陰極連接，第二非門單元200的輸出端經(jīng)第二施密特觸發(fā)器1417與第二非門1419的輸入端連接；第二非門1419的輸出端與RS觸發(fā)器600的R端連接；第二二極管1407的陽極經(jīng)第二電容1418與第二非門單元200的輸出端連接；第一二極管1406的陽極和第二二極管1407的陽極還與U相高壓區(qū)供電電源負(fù)端VSl連接；第三電阻1427與第四電阻1428串聯(lián)，一端與U相高壓區(qū)供電電源負(fù)端VSl連接，另一端經(jīng)第三非門1429與第一與門1432的第一輸入端連接；第五電阻1423的一端與U相高壓區(qū)供電電源負(fù)端VSl連接，另一端與第一運(yùn)算放大器1426的正輸入端連接；第一運(yùn)算放大器1426的負(fù)輸入端連接于第三電阻1427和第四電阻1428之間，第一運(yùn)算放大器1426的輸出端與第三非門1429的輸入端連接；第三電容1422與第五電阻1423并聯(lián)；第六電阻1424與第四電容1425串聯(lián),一端與第一運(yùn)算放大器1426的正輸入端連接,另一端與第一運(yùn)算放大器1426的輸出端連接；RS觸發(fā)器600的輸出端與第一與門1432的第二輸入端連接；第一與門1432的輸出端經(jīng)第三非門單元300與U相上橋臂驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端HOl連接。
[0058]其中，上述第一非門單元100包括三個(gè)依次串聯(lián)的非門1408、非門1409和非門1410，上述第二非門單元包括三個(gè)依次串聯(lián)的非門1414、非門1415和非門1416，所述第三非門單元包括兩個(gè)依次串聯(lián)的非門1433和非門1434。
[0059]本實(shí)施例中，在U相下橋臂控制信號(hào)輸入端LINl所輸入控制信號(hào)的上升沿，雙脈沖發(fā)生電路1401的第一輸出端產(chǎn)生一個(gè)300ns的脈沖信號(hào),在U相下橋臂控制信號(hào)輸入端LINl所輸入控制信號(hào)的下降沿，雙脈沖發(fā)生電路1401的第二輸出端產(chǎn)生一個(gè)300ns的脈沖信號(hào)。本實(shí)施例中，第一高壓DMOS管1402和第二高壓DMOS管1403在關(guān)斷時(shí)可承受600V的電壓，第一高壓DMOS管1402和第二高壓DMOS管1403在導(dǎo)通時(shí)可在300ns內(nèi)流過安培級(jí)的電流。第一高壓DMOS管1402被300ns的高電平脈沖導(dǎo)通，使非門1408的輸入端從高電平瞬間降低，而由于第一二極管1406的箝位作用，非門1408的電平被控制在不低于VS1-0.7V的電位，經(jīng)過非門1409、非門1410和第一電容1412組成的濾波電路、以及第一施密特觸發(fā)器1411的遲滯后、并通過第一非門1413的波形調(diào)節(jié)后，在RS觸發(fā)器600中的或非門1430的其中一個(gè)輸入端(也即RS觸發(fā)器600的S端)產(chǎn)生300ns的高電平脈沖。第二高壓DMOS管1403被300ns的高電平脈沖導(dǎo)通，使非門1414的輸入端從高電平瞬間降低，由于第二二極管1407的箝位作用，非門1414的電平被控制在不低于VS1-0.7V的電位，經(jīng)過非門1415、非門1416和第二電容1418組成的濾波電路、第二施密特觸發(fā)器1417的遲滯后、并通過第二非門1419的波形調(diào)節(jié)后，在RS觸發(fā)器600中的或非門1431的其中一個(gè)輸入端(也即RS觸發(fā)器600的R端)產(chǎn)生300ns的高電平脈沖。
[0060]本實(shí)施例當(dāng)RS觸發(fā)器600的S端為高點(diǎn)平時(shí)，或非門1431的輸出端(也即RS觸發(fā)器600的輸出端Q)變?yōu)楦唠娖剑⑶以赗S觸發(fā)器600的S端的高電平消失后保持高電平不變，當(dāng)RS觸發(fā)器600的R端為高點(diǎn)平時(shí)，或非門1431的輸出端(也即RS觸發(fā)器600的輸出端Q)變?yōu)榈碗娖?，并且在RS觸發(fā)器600的R端的高電平消失后保持低電平不變。在第一運(yùn)算放大器1426的輸出端產(chǎn)生一個(gè)正弦震蕩，經(jīng)過第三非門1429的整形后，在第三非門1429的輸出端(即圖中的T端)產(chǎn)生一個(gè)方波信號(hào)，當(dāng)RS觸發(fā)器600的輸出端Q為高電平時(shí)，第三非門1429的輸出端的方波信號(hào)傳送到第一與門1432的輸出端，當(dāng)RS觸發(fā)器600的輸出端Q為低電平時(shí),第一與門1432的輸出端為低電平,該第一與門1432的輸出端的低電平信號(hào)經(jīng)過非門1433和非門1434的兩級(jí)放大后，在HOl端輸出。
[0061]本實(shí)施例中，為了使各MOS管的面積可以設(shè)計(jì)得盡可能小，降低MOS管周圍的環(huán)境溫度，所以需要上述雙脈沖發(fā)生電路1401，使第一高壓DMOS管1402和第二高壓DMOS管1403不會(huì)長(zhǎng)期處于被導(dǎo)通的狀態(tài)，以降低其通態(tài)損耗。本實(shí)施例中，第一高壓DMOS管1402和第二高壓DMOS管1403均為600V耐壓的高壓N型LDMOS (LDM0S,橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體)。并且，本實(shí)施例中，非門1410和第一電容1412、非門1416和第二電容1418組成的濾波電路可以過濾窄脈沖電壓噪聲，避免對(duì)RS觸發(fā)器600的R端和S端產(chǎn)生誤觸發(fā)電壓信號(hào)，非門1416的PMOS管和NMOS的寬敞比可分別設(shè)計(jì)為10 μ m/5 μ m和5 μ m/5 μ m，第一電容1412、第二電容1418的電容量為5pF。第一斯密特觸發(fā)器1411、第二施密特觸發(fā)器1417的作用是為了過濾持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)的低電壓噪聲，避免噪聲經(jīng)過閾值較小的非門后被放大引起RS觸發(fā)器600的S端和R端產(chǎn)生誤觸發(fā)電壓信號(hào)。
[0062]本實(shí)施例中，第一運(yùn)算放大器1426的放大倍數(shù)設(shè)計(jì)為>100，第五電阻1423的阻值Rl為10kQ，第三電容1422的容值Cl為26nF，第六電阻1424的阻值R2為10kQ，第四電容1425的容值C226nF，圖中P點(diǎn)產(chǎn)生的正弦波頻率f為60kHz。為了得到更好的共模抑制比，第三電阻1427的阻值R3為200k Ω，第四電阻1428的阻值R4為10k Ω，從而R3/R4=200k Ω/10kQ =2。自舉二極管1444在VSl電壓接近GND電壓時(shí)，由VCC向VBl充電。非門1433與非門1434構(gòu)成兩級(jí)輸出，根據(jù)U相上橋臂驅(qū)動(dòng)電路14的驅(qū)動(dòng)能力，構(gòu)成非門1433和非門1434的PMOS管和NMOS管的尺寸設(shè)計(jì)得比較大，本實(shí)施例中，構(gòu)成非門1433的PMOS管和NMOS管的尺寸取為100 μ m/60 μ m,構(gòu)成非門1434的PMOS管和NMOS管的尺寸取為 250 μ m/130 μ m。
[0063]圖3是本實(shí)用新型智能功率模塊中U相下橋臂驅(qū)動(dòng)電路的電路結(jié)構(gòu)圖，圖5是本實(shí)用新型智能功率模塊中U相下橋臂驅(qū)動(dòng)電路的信號(hào)波形圖。
[0064]—并參照?qǐng)D1、圖3和圖5，本實(shí)用新型智能功率模塊中的U相下橋臂驅(qū)動(dòng)電路44包括U相下橋臂控制信號(hào)輸入端LINl (即上述HVIC管4400的第四輸入端LIN1)、U相下橋臂驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端LOl (即上述HVIC管4400的LOl端)、電平轉(zhuǎn)換電路4401、第五電容4422、第六電容4426、第七電容4412、第八電容4413、第八電阻4427、第八電阻4428、第九電阻4423、第十電阻4424、第四非門單元400、第五非門單元500、第二與門4432、第四非門4429、第五非門4411、第二運(yùn)算放大器4426。
[0065]具體地，電平轉(zhuǎn)換電路4401的輸入端與U相下橋臂控制信號(hào)輸入端LINl連接，電平轉(zhuǎn)換電路4401的輸出端經(jīng)第四非門單元400與第五非門4411的輸入端連接，電平轉(zhuǎn)換電路4401的電源端與工作電壓輸入端VCC連接，電平轉(zhuǎn)換電路4401的地端接地；第五非門4411的輸出端與第二與門4432的第一輸入端連接；第七電阻4427與第八電阻4428串聯(lián)，一端接地，另一端經(jīng)第四非門4429與第二與門4432的第二輸入端連接；第九電阻4423的一端接地，第九電阻4423的另一端與第二運(yùn)算放大器4426的正輸入端連接；第二運(yùn)算放大器4426的負(fù)輸入端連接于第七電阻4427與第八電阻4428之間，第二運(yùn)算放大器4426的輸出端與第四非門4429的輸入端連接；第五電容4422與第九電阻4423并聯(lián)；第十電阻4424與第六電容4425串聯(lián)，一端與第二運(yùn)算放大器4426的正輸入端連接，另一端與第二運(yùn)算放大器4426的輸出端連接；第二與門4432的輸出端經(jīng)第五非門單元500與U相下橋臂驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端LOl連接；第七電容4412連接于第五非門4411的輸入端與地之間；第八電容4413連接于第五非門4411的輸出端與地之間。
[0066]其中，上述第四非門單元400包括三個(gè)依次串聯(lián)的非門4408、非門4409和非門4410，上述第五非門單元500包括兩個(gè)依次串聯(lián)的非門4433和非門4434。
[0067]本實(shí)施例中，電平轉(zhuǎn)換電路4401的作用是將U相下橋臂控制信號(hào)輸入端LINl所輸入的MOS邏輯或TTL邏輯的信號(hào)轉(zhuǎn)換成0-15V的同相信號(hào)；非門4410與第七電容4412、第五非門4411與第八電容4413組成兩組延時(shí)電路，目的是使信號(hào)從U相下橋臂控制信號(hào)輸入端LINl到圖中E點(diǎn)的時(shí)間與信號(hào)從U相下橋臂控制信號(hào)輸入端LINl到圖中T點(diǎn)的時(shí)間同步，本實(shí)施例中，非門4410的PMOS和NMOS的寬長(zhǎng)比可設(shè)置為20 μ m/10 μ m，第七電容4412的電容量為20pF，第五非門4411的PMOS和NMOS的寬長(zhǎng)比可設(shè)置為40 μ m/20 μ m，第八電容4413的電容量為40pF ;圖中F點(diǎn)產(chǎn)生的信號(hào)及原理與圖中H點(diǎn)產(chǎn)生的信號(hào)及原理完全一致；非門4433與非門4434構(gòu)成兩級(jí)輸出，由于U相下橋臂驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)能力要與圖2所述的U相上橋臂驅(qū)動(dòng)電路14的驅(qū)動(dòng)能力保持一致，因此，非門4433的取值與圖2中非門1433相同，非門4434的取值與圖2中非門1434相同。
[0068]本實(shí)施例中，從圖4和圖5可以看出，在所輸入的控制信號(hào)的開通時(shí)序(即在HINl的高電平期間(5V)和在LINl的高電平期間(5V))時(shí)，MOS管是處于連續(xù)開關(guān)狀態(tài)，而不是持續(xù)導(dǎo)通狀態(tài)，從而使得MOS管的靜態(tài)功耗得到了大幅度地降低，從而充分利用了 MOS管的開關(guān)速度快的優(yōu)點(diǎn)，使得MOS管的開關(guān)損耗幾乎可以被忽略，使本實(shí)施例智能功率模塊在上述開通時(shí)序時(shí)，MOS管消耗的功耗相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)中智能功率模塊的IGBT管，理論上降低了一半。又由于MOS管在驅(qū)動(dòng)后續(xù)負(fù)載工作時(shí)，如驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，可以利用壓縮機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的慣性，在極短的時(shí)間內(nèi)，壓縮機(jī)可以保持相同的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，因此，在MOS管的上述開通時(shí)序中的短暫關(guān)斷，MOS管所驅(qū)動(dòng)的后續(xù)負(fù)載仍然能夠保持在正常的工作狀態(tài)。本實(shí)施例，由于MOS管是工作于截止?fàn)顟B(tài)或頻繁的開關(guān)狀態(tài)，因此，MOS管的功耗非常低，并且，本實(shí)施例，在MOS管的面積選擇上，可以在電流能力允許的前提下，選擇盡可能小的型號(hào)，從而在一定程度上抵消了 MOS管(SiC器件)與傳統(tǒng)Si器件(如IGBT管)對(duì)比的價(jià)差，并能保證本實(shí)施例智能功率模塊的可靠性和耐用性。本實(shí)施例由于對(duì)MOS管開通時(shí)序時(shí)的控制是在智能功率模塊內(nèi)部的驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行，從而不需要更改驅(qū)動(dòng)算法，就可以和現(xiàn)有的智能功率模塊實(shí)現(xiàn)無縫替換，從而極大地削減了開發(fā)成本，同時(shí)，對(duì)于SiC器件的推廣應(yīng)用起到極大的幫助。
[0069]本實(shí)施例中，上述V相上橋臂驅(qū)動(dòng)電路24及上述W相上橋臂驅(qū)動(dòng)電路34的電路結(jié)構(gòu)均與上面實(shí)施例所述的U相上橋臂驅(qū)動(dòng)電路14的電路結(jié)構(gòu)相同；上述V相下橋臂驅(qū)動(dòng)電路54及上述W相下橋臂驅(qū)動(dòng)電路64的電路結(jié)構(gòu)均與上面實(shí)施例所述U相下橋臂驅(qū)動(dòng)電路44的電路結(jié)構(gòu)相同，此處不再贅述。
[0070]本實(shí)用新型提出的智能功率模塊，包括工作電壓輸入端、最高電壓端、U相高壓區(qū)供電電源負(fù)端、V相高壓區(qū)供電電源負(fù)端、W相高壓區(qū)供電電源負(fù)端、U相上橋臂開關(guān)管、V相上橋臂開關(guān)管、W相上橋臂開關(guān)管、U相下橋臂開關(guān)管、V相下橋臂開關(guān)管、W相下橋臂開關(guān)管、以及對(duì)應(yīng)各所述上橋臂開關(guān)管設(shè)置的上橋臂驅(qū)動(dòng)電路和對(duì)應(yīng)各所述下橋臂開關(guān)管設(shè)置的下橋臂驅(qū)動(dòng)電路；其中，U相上橋臂開關(guān)管、V相上橋臂開關(guān)管和W相上橋臂開關(guān)管、U相下橋臂開關(guān)管、V相下橋臂開關(guān)管和W相下橋臂開關(guān)管均采用SiC功率器件一MOS管。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，由于本實(shí)用新型提供的智能功率模塊采用MOS管替代IGBT管，其對(duì)應(yīng)連接的驅(qū)動(dòng)電路可對(duì)應(yīng)調(diào)整，從而降低了智能功率模塊的功耗，提高了智能功率模塊的可靠性，并且，本實(shí)用新型極大地削減了開發(fā)成本，對(duì)于SiC器件的推廣應(yīng)用也起到極大的幫助。同時(shí)，本實(shí)用新型還具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單及易實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)。
[0071]以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本實(shí)用新型的專利范圍，凡是利用本實(shí)用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的【技術(shù)領(lǐng)域】，均同理包括在本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種智能功率模塊，包括工作電壓輸入端、最高電壓端、U相高壓區(qū)供電電源負(fù)端、V相高壓區(qū)供電電源負(fù)端、W相高壓區(qū)供電電源負(fù)端、U相上橋臂開關(guān)管、V相上橋臂開關(guān)管、W相上橋臂開關(guān)管、U相下橋臂開關(guān)管、V相下橋臂開關(guān)管、W相下橋臂開關(guān)管、以及對(duì)應(yīng)各所述上橋臂開關(guān)管設(shè)置的上橋臂驅(qū)動(dòng)電路和對(duì)應(yīng)各所述下橋臂開關(guān)管設(shè)置的下橋臂驅(qū)動(dòng)電路；其特征在于，所述U相上橋臂開關(guān)管、V相上橋臂開關(guān)管和W相上橋臂開關(guān)管、U相下橋臂開關(guān)管、V相下橋臂開關(guān)管和W相下橋臂開關(guān)管均為MOS管；其中， U相上橋臂開關(guān)管、V相上橋臂開關(guān)管及W相上橋臂開關(guān)管的柵極均與上橋臂驅(qū)動(dòng)電路連接;u相下橋臂開關(guān)管、V相下橋臂開關(guān)管及W相下橋臂開關(guān)管的柵極均與下橋臂驅(qū)動(dòng)電路連接;u相上橋臂開關(guān)管的源極與U相下橋臂開關(guān)管的漏極連接，且與U相高壓區(qū)供電電源負(fù)端連接相上橋臂開關(guān)管的源極與V相下橋臂開關(guān)管的漏極連接，且與V相高壓區(qū)供電電源負(fù)端連接；w相上橋臂開關(guān)管的源極與W相下橋臂開關(guān)管的漏極連接，且與W相高壓區(qū)供電電源負(fù)端連接;u相上橋臂開關(guān)管、V相上橋臂開關(guān)管及W相上橋臂開關(guān)管的漏極均與最高電壓端連接;u相下橋臂開關(guān)管、V相下橋臂開關(guān)管及W相下橋臂開關(guān)管的源極均接地。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能功率模塊，其特征在于，所述上橋臂驅(qū)動(dòng)電路包括U相上橋臂驅(qū)動(dòng)電路、V相上橋臂驅(qū)動(dòng)電路及W相上橋臂驅(qū)動(dòng)電路；其中， 所述U相上橋臂開關(guān)管的柵極與所述U相上橋臂驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端連接，所述V相上橋臂開關(guān)管的柵極與所述V相上橋臂驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端連接，所述W相上橋臂開關(guān)管的柵極與所述W相上橋臂驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能功率模塊，其特征在于，所述下橋臂驅(qū)動(dòng)電路包括U相下橋臂驅(qū)動(dòng)電路、V相下橋臂驅(qū)動(dòng)電路及W相下橋臂驅(qū)動(dòng)電路；其中， 所述U相下橋臂開關(guān)管的柵極與所述U相下橋臂驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端連接，所述V相下橋臂開關(guān)管的柵極與所述V相下橋臂驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端連接，所述W相下橋臂開關(guān)管的柵極與所述W相下橋臂驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的智能功率模塊，其特征在于，所述U相上橋臂驅(qū)動(dòng)電路包括上橋臂控制信號(hào)輸入端、高壓區(qū)供電電源正端、高壓區(qū)供電電源負(fù)端、上橋臂驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端、雙脈沖發(fā)生電路、第一高壓DMOS管、第二高壓DMOS管、自舉二極管、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻、第一二極管、第二二極管、第一電容、第二電容、第三電容、第四電容、第一運(yùn)算放大器、第一非門單元、第二非門單元、第三非門單元、第一施密特觸發(fā)器、第二斯密特觸發(fā)器、RS觸發(fā)器、第一非門、第二非門、第三非門及第一與門;其中， 雙脈沖發(fā)生電路的輸入端與上橋臂控制信號(hào)輸入端連接，其第一輸出端與第一高壓DMOS管的柵極連接，其第二輸出端與第二高壓DMOS管的柵極連接，其電源端與所述工作電壓輸入端VCC連接，其地端接地；第一高壓DMOS管的襯底與源極相連并接地，其漏極經(jīng)第一電阻與高壓區(qū)供電電源正端連接；第二高壓DMOS管的襯底與源極相連并接地，其漏極經(jīng)第二電阻與高壓區(qū)供電電源正端連接；自舉二極管的陽極與所述工作電壓輸入端VCC連接，陰極與高壓區(qū)供電電源正端連接；第一非門單元的輸入端與第一高壓DMOS管的漏極連接，且與第一二極管的陰極連接，第一非門單元的輸出端經(jīng)第一施密特觸發(fā)器與第一非門的輸入端連接；第一非門的輸出端與RS觸發(fā)器的S端連接；第一二極管的陽極經(jīng)第一電容與第一非門單元的輸出端連接；第二非門單元的輸入端與第二高壓DMOS管的漏極連接，且與第二二極管的陰極連接，第二非門單元的輸出端經(jīng)第二施密特觸發(fā)器與第二非門的輸入端連接；第二非門的輸出端與RS觸發(fā)器的R端連接；第二二極管的陽極經(jīng)第二電容與第二非門單元的輸出端連接；第一二極管的陽極和第二二極管的陽極還與高壓區(qū)供電電源負(fù)端連接；第三電阻與第四電阻串聯(lián)，一端與高壓區(qū)供電電源負(fù)端連接，另一端經(jīng)第三非門與第一與門的第一輸入端連接；第五電阻的一端與高壓區(qū)供電電源負(fù)端連接，另一端與第一運(yùn)算放大器的正輸入端連接；第一運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端連接于第三電阻和第四電阻之間，第一運(yùn)算放大器的輸出端與第三非門的輸入端連接；第三電容與第五電阻并聯(lián)；第六電阻與第四電容串聯(lián)，一端與第一運(yùn)算放大器的正輸入端連接，另一端與第一運(yùn)算放大器的輸出端連接；RS觸發(fā)器的輸出端與第一與門的第二輸入端連接；第一與門的輸出端經(jīng)第三非門單元與上橋臂驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的智能功率模塊，其特征在于，所述第一非門單元包括三個(gè)依次串聯(lián)的非門，所述第二非門單元包括三個(gè)依次串聯(lián)的非門，所述第三非門單元包括兩個(gè)依次串聯(lián)的非門。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的智能功率模塊，其特征在于，所述U相下橋臂驅(qū)動(dòng)電路包括下橋臂控制信號(hào)輸入端、下橋臂驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端、電平轉(zhuǎn)換電路、第五電容、第六電容、第七電容、第八電容、第八電阻、第八電阻、第九電阻、第十電阻、第四非門單元、第五非門單元、第二與門、第四非門、第五非門、第二運(yùn)算放大器；其中， 電平轉(zhuǎn)換電路的輸入端與下橋臂控制信號(hào)輸入端連接，電平轉(zhuǎn)換電路的輸出端經(jīng)第四非門單元與第五非門的輸入端連接，電平轉(zhuǎn)換電路的電源端與工作電壓輸入端連接，電平轉(zhuǎn)換電路的地端接 地；第五非門的輸出端與第二與門的第一輸入端連接；第七電阻與第八電阻串聯(lián)，一端接地，另一端經(jīng)第四非門與第二與門的第二輸入端連接；第九電阻的一端接地，另一端與第二運(yùn)算放大器的正輸入端連接；第二運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端連接于第七電阻與第八電阻之間，第二運(yùn)算放大器的輸出端與第四非門的輸入端連接；第五電容與第九電阻并聯(lián)；第十電阻與第六電容串聯(lián)，一端與第二運(yùn)算放大器的正輸入端連接，另一端與第二運(yùn)算放大器的輸出端連接；第二與門的輸出端經(jīng)第五非門單元與下橋臂驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端連接；第七電容連接于第五非門的輸入端與地之間；第八電容連接于第五非門的輸出端與地之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的智能功率模塊，其特征在于，所述第四非門單元包括三個(gè)依次串聯(lián)的非門，所述第五非門單元包括兩個(gè)依次串聯(lián)的非門。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的智能功率模塊，其特征在于，所述V相上橋臂驅(qū)動(dòng)電路及所述W相上橋臂驅(qū)動(dòng)電路的電路結(jié)構(gòu)均與所述U相上橋臂驅(qū)動(dòng)電路的電路結(jié)構(gòu)相同。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的智能功率模塊，其特征在于，所述V相下橋臂驅(qū)動(dòng)電路及所述W相下橋臂驅(qū)動(dòng)電路的電路結(jié)構(gòu)均與所述U相下橋臂驅(qū)動(dòng)電路的電路結(jié)構(gòu)相同。
【文檔編號(hào)】H02M1/088GK203859675SQ201420223672
【公開日】2014年10月1日 申請(qǐng)日期:2014年5月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月4日
【發(fā)明者】馮宇翔 申請(qǐng)人:美的集團(tuán)股份有限公司