專利名稱：一種用于三相橋式驅動的智能功率模塊的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電機驅動中的智能功率模塊，尤其是涉及一種用于三相橋式驅動的智能功率模塊。
背景技術：
智能功率模塊是電機驅動領域里的一種常用模塊，智能功率模塊中的橋式驅動芯片一般為半橋驅動芯片、全橋驅動芯片或三相橋式驅動芯片，兩個半橋驅動芯片可以組合成一個全橋驅動芯片，三個半橋驅動芯片可以組合成一個三相橋式驅動芯片。其中，三相橋式驅動芯片經常被應用于風機、變頻空調、變頻洗衣機、變頻微波爐、汽車電機驅動等這一類三相電機的變頻產品上，用于產品的節能減排，因此，研究并生產低成本的功率智能模塊具有重要意義。圖1給出了典型的三相橋式驅動智能功率模塊，該智能功率模塊中的各個器件以芯片的形式封裝在一個塑料封裝體內。該智能功率模塊包括第一功率器件20、第二功率器件30、第三功率器件40、第四功率器件50、第五功率器件60、第六功率器件70、一個三相橋式驅動芯片10及六個續流二極管161、162、163、164、165、166。第一功率器件20、第二功率器件30和第三功率器件40為高壓側的功率器件；第四功率器件50、第五功率器件 60和第六功率器件70為低壓側的功率器件；六個續流二極管161、162、163、164、165、166 分別跨接在各自的功率器件的電流輸入端與電流輸出端之間；三相橋式驅動芯片10簡稱為柵極驅動芯片或柵驅動芯片，其是橋式驅動芯片的控制驅動芯片，按照模塊劃分，該柵極驅動芯片10可分為高壓側驅動模塊11、電平轉移模塊12和低壓側驅動模塊13，高壓側驅動模塊11可產生三路高壓側驅動信號HOI、H02及H03，分別與第一功率器件20、第二功率器件30和第三功率器件40的信號控制端相連接，利用高壓側驅動信號HOI、H02及H03控制高壓側的功率器件的信號控制端，低壓側驅動模塊13包括控制邏輯電路、保護電路和驅動電路，低壓側驅動模塊13可產生三路低壓側驅動信號L01、L02及L03，分別與第四功率器件50、第五功率器件60和第六功率器件70的信號控制端相連接，利用低壓側驅動信號 L01、L02及L03控制低壓側的功率器件的信號控制端，進行功率器件的開關動作；電平轉移模塊12的主要作用是將低壓側驅動模塊13的低壓控制信號通過電平轉換，變成高壓控制信號傳遞給高壓側驅動模塊11。圖1中第一功率器件20、第二功率器件30、第三功率器件 40、第四功率器件50、第五功率器件60及第六功率器件70可以是功率IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor，絕緣柵雙極型晶體管)、或M0SFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor，金屬氧化物半導體場效應晶體管)，它們的柵極為信號控制端， MOSFET的漏極為電流輸入端，MOSFET的源極為電流輸出端，功率IGBT的集電極為電流輸入端，功率IGBT的發射極為電流輸出端，也可以采用其它類型的功率器件，如晶閘管等，其中需將晶閘管的門極作為信號控制端，其陽極為電流輸入端，其陰極為電流輸出端。在現有應用中，三相橋式驅動智能功率模塊通常是采用功率模塊集成方法將單個柵極驅動芯片、六個功率器件(包括六個續流二極管)集成在一個模塊中，采用這種方法，一方面，在智能功率模塊裝置制造中，由于六個功率器件的面積較大，且功率器件工作時發熱
6也較大，因此在組裝時往往要求各個功率器件之間的間距要大，而柵極驅動芯片的面積相比功率器件的面積的擺放位置，往往顯得很小，因此造成柵極驅動芯片至各個功率器件的金屬連接導線會很長，封裝時需要增加具有高導熱的PCB板材，同時由于柵極驅動芯片的輸出端與功率器件連接的金屬連接導線較長，因此易受信號干擾，使智能功率模塊的可靠性大為降低，不利于生產和可靠性控制；另一方面，柵極驅動芯片的制造成本受工藝制造技術影響，由于柵極驅動芯片需要在高壓條件下工作，因此，在生產制造柵極驅動芯片時，需要將高壓隔離制造工藝集成到普通CMOS工藝中進行生產，采用高壓隔離制造工藝的目的是為了將高壓側驅動模塊與低壓側驅動模塊隔離開，由于普通CMOS工藝集成高壓隔離制造工藝流程復雜，該工藝為了耐高壓，能夠達到的特征尺寸較大，原來只需小特征尺寸的部分也必須采用大特征尺寸，使制造得到的柵極驅動芯片的特征尺寸較大，從而導致了相同功能的柵極驅動芯片占用面積太大，增加了單個柵極驅動芯片的生產成本；此外，由于采用單芯片集成方法實現的柵極驅動芯片的面積較大，這樣也不利于設計功能復雜的芯片，如希望集成更多的保護電路或檢測功能等，這是因為采用這種柵極驅動芯片來設計功能復雜芯片的面積將會更大，同時生產良率也會降低，生產成本也會增加。
發明內容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種制造方便、可靠性高、生產成本低且生產良率高的用于三相橋式驅動的智能功率模塊。本實用新型解決上述技術問題所采用的技術方案為一種用于三相橋式驅動的智能功率模塊，包括柵極驅動芯片、一組高壓側功率器件、一組低壓側功率器件和一組續流二極管，其特征在于所述的柵極驅動芯片主要由采用高壓隔離制造工藝生產的高壓側控制驅動芯片和采用CMOS工藝生產的低壓側控制驅動芯片組成，所述的高壓側控制驅動芯片主要由多路輸入輸出的高壓側驅動模塊和多路輸入輸出且用于將所述的高壓側驅動模塊中的低電平信號轉換為高電平信號的電平轉移模塊集成，所述的低壓側控制驅動芯片主要由多路輸入輸出的低壓側驅動模塊集成，所述的高壓側驅動模塊的各路信號輸入端接入高壓側邏輯控制信號，所述的高壓側驅動模塊的各路信號輸出端與各個所述的高壓側功率器件的信號控制端一一對應連接，所述的低壓側驅動模塊的各路信號輸入端接入低壓側邏輯控制信號，所述的低壓側驅動模塊的各路信號輸出端與各個所述的低壓側功率器件的信號控制端一一對應連接。所述的高壓側控制驅動芯片設置有一組高壓側邏輯控制信號輸入引腳和一組高壓側驅動信號輸出引腳，各個所述的高壓側邏輯控制信號輸入引腳用于接入高壓側邏輯控制信號，各個所述的高壓側邏輯控制信號輸入引腳與所述的高壓側驅動模塊的各路信號輸入端一一對應連接，各個所述的高壓側驅動信號輸出引腳的一端與所述的高壓側驅動模塊的各路信號輸出端一一對應連接，各個所述的高壓側驅動信號輸出引腳的另一端與各個所述的高壓側功率器件的信號控制端一一對應連接，所述的低壓側控制驅動芯片設置有一組低壓側邏輯控制信號輸入引腳、一組低壓側驅動信號輸出引腳、一組檢測信號輸入引腳和一組保護信號輸出引腳，各個所述的低壓側邏輯控制信號輸入引腳用于接入低壓側邏輯控制信號，各個所述的低壓側邏輯控制信號輸入引腳與所述的低壓側驅動模塊的各路信號輸入端一一對應連接，各個所述的低壓側驅動信號輸出引腳的一端與所述的低壓側驅動模塊的各路信號輸出端一一對應連接，各個所述的低壓側驅動信號輸出引腳的另一端與各個所述的低壓側功率器件的信號控制端一一對應連接，各個所述的檢測信號輸入引腳用于接入各種檢測信號，各個所述的檢測信號輸入引腳的一端與所述的低壓側驅動模塊的各個檢測信號輸入端一一對應連接，各個所述的保護信號輸出引腳的一端與所述的低壓側驅動模塊的各個保護信號輸出端一一對應連接。所述的電平轉移模塊包括至少一個耐高壓的LDMOS管，所述的LDMOS管的柵極為所述的電平轉移模塊的信號輸入端，所述的LDMOS管的漏極為所述的電平轉移模塊的信號輸出端，所述的LDMOS管的源極接電源地，所述的LDMOS管的柵極與漏極之間承受的高壓范圍為400 1200V，所述的LDMOS管的源極與漏極之間承受的高壓范圍為400 1200V。所述的高壓側功率器件和所述的低壓側功率器件的個數均為三個，所述的高壓側功率器件的電流輸入端和電流輸出端之間連接有所述的續流二極管，所述的低壓側功率器件的電流輸入端和電流輸出端之間連接有所述的續流二極管。所述的高壓側驅動信號輸出引腳與零電平之間承受的高壓范圍為400 1200V。所述的高壓側功率器件和所述的低壓側功率器件均為絕緣柵雙極型晶體管，對于高壓側功率器件，其柵極為信號控制端，其集電極為電流輸入端，其發射極為電流輸出端； 對于低壓側功率器件，其柵極為信號控制端，其集電極為電流輸出端，其發射極為電流輸入端；或所述的高壓側功率器件和所述的低壓側功率器件均為金屬氧化物半導體場效應晶體管，對于高壓側功率器件，其柵極為信號控制端，其漏極為電流輸入端，其源極為電流輸出端；對于低壓側功率器件，其柵極為信號控制端，其漏極為電流輸出端，其源極為電流輸入端；或所述的高壓側功率器件和所述的低壓側功率器件均為晶閘管，對于高壓側功率器件，其門極為信號控制端，其陽極為電流輸入端，其陰極為電流輸出端；對于低壓側功率器件，其門極為信號控制端，其陽極為電流輸出端，其陰極為電流輸入端。一種用于三相橋式驅動的智能功率模塊，包括柵極驅動芯片、一組高壓側功率器件、一組低壓側功率器件和一組續流二極管，其特征在于所述的柵極驅動芯片主要由采用高壓隔離制造工藝生產的電平轉移芯片及采用CMOS工藝生產的一組高壓側控制驅動芯片和一個低壓側控制驅動芯片組成，所述的電平轉移芯片主要由多路輸入輸出的電平轉移模塊集成，所述的高壓側控制驅動芯片主要由單路輸入輸出的高壓側驅動模塊集成，所述的低壓側控制驅動芯片主要由多路輸入輸出的低壓側驅動模塊集成，所述的低壓側驅動模塊的各路低壓信號輸入端接入低壓側邏輯控制信號，所述的低壓側驅動模塊的各路高壓信號輸入端接入高壓側邏輯控制信號，所述的低壓側驅動模塊的各路信號輸出端與各個所述的低壓側功率器件的信號控制端一一對應連接，所述的電平轉移模塊的各路信號輸入端與所述的低壓側驅動模塊的各路電平轉換信號輸出端連接，所述的電平轉移模塊的各路信號輸出端與各個所述的高壓側驅動模塊的信號輸入端相連接，所述的電平轉移模塊將所述的低壓側驅動模塊輸出的低壓控制信號轉換為高壓控制信號并傳遞高壓控制信號給所述的高壓側驅動模塊，各個所述的高壓側驅動模塊的信號輸出端與各個所述的高壓側功率器件的信號控制端一一對應連接。所述的低壓側控制驅動芯片設置有一組低壓側邏輯控制信號輸入引腳、一組高壓側邏輯控制信號輸入引腳、一組低壓側驅動信號輸出引腳、一組檢測信號輸入引腳、一組保護信號輸出引腳和一組電平轉換信號輸出引腳，所述的電平轉移芯片設置有一組電平轉換信號輸入引腳和一組電平轉換后信號輸出引腳，各個所述的高壓側控制驅動芯片設置有電平轉換后信號輸入引腳和高壓側驅動信號輸出引腳，各個所述的低壓側邏輯控制信號輸入引腳用于接入低壓側邏輯控制信號，各個所述的低壓側邏輯控制信號輸入引腳與所述的低壓側驅動模塊的各路低壓信號輸入端一一對應連接，各個所述的高壓側邏輯控制信號輸入引腳用于接入高壓側邏輯控制信號，各個所述的高壓側邏輯控制信號輸入引腳與所述的低壓側驅動模塊的各路高壓信號輸入端一一對應連接，各個所述的低壓側驅動信號輸出引腳的一端與所述的低壓側驅動模塊的各路信號輸出端一一對應連接，各個所述的低壓側驅動信號輸出引腳的另一端與各個所述的低壓側功率器件的信號控制端一一對應連接，各個所述的檢測信號輸入引腳用于接入各種檢測信號，各個所述的檢測信號輸入引腳的一端與所述的低壓側驅動模塊的各個檢測信號輸入端一一對應連接，各個所述的保護信號輸出引腳的一端與所述的低壓側驅動模塊的各個保護信號輸出端一一對應連接，各個所述的電平轉換信號輸出引腳的一端與所述的低壓側驅動模塊的各路電平轉換信號輸出端一一對應連接，各個所述的電平轉換信號輸出引腳的另一端與各個所述的電平轉換模塊的信號輸入引腳的一端一一對應連接，各個所述的電平轉換信號輸入引腳的另一端與所述的電平轉移模塊的各路信號輸入端一一對應連接，各個所述的電平轉換后信號輸出引腳的一端與所述的電平轉移模塊的各路信號輸出端一一對應連接，各個所述的電平轉換后信號輸出引腳的另一端與各個所述的電平轉換后信號輸入引腳的一端一一對應連接，各個所述的電平轉換后信號輸入引腳的另一端與各個所述的高壓側驅動模塊的信號輸入端一一對應連接，各個所述的高壓側驅動信號輸出引腳的一端與各個所述的高壓側驅動模塊的信號輸出端一一對應連接，各個所述的高壓側驅動信號輸出引腳的另一端與各個所述的高壓側功率器件的信號控制端一一對應連接；所述的電平轉移模塊包括至少一個耐高壓的LDMOS管，所述的LDMOS管的柵極為所述的電平轉移模塊的信號輸入端，所述的LDMOS管的漏極為所述的電平轉移模塊的信號輸出端，所述的LDMOS管的源極接電源地，所述的LDMOS管的柵極與漏極之間承受的高壓范圍為400 1200V，所述的LDMOS管的源極與漏極之間承受的高壓范圍為400 1200V ；所述的高壓側驅動信號輸出引腳與零電平之間承受的高壓范圍為400 1200V。一種用于三相橋式驅動的智能功率模塊，包括柵極驅動芯片、一組高壓側功率器件、一組低壓側功率器件和一組續流二極管，其特征在于所述的柵極驅動芯片主要由采用高壓隔離制造工藝生產的一組電平轉移芯片及采用CMOS工藝生產的一組高壓側控制驅動芯片和一個低壓側控制驅動芯片組成，所述的電平轉移芯片主要由單路輸入輸出的電平轉移模塊集成，所述的高壓側控制驅動芯片主要由單路輸入輸出的高壓側驅動模塊集成，所述的低壓側控制驅動芯片主要由多路輸入輸出的低壓側驅動模塊集成，所述的低壓側驅動模塊的各路低壓信號輸入端接入低壓側邏輯控制信號，所述的低壓側驅動模塊的各路高壓信號輸入端接入高壓側邏輯控制信號，所述的低壓側驅動模塊的各路信號輸出端與各個所述的低壓側功率器件的信號控制端一一對應連接，各個所述的電平轉移模塊的信號輸入端與所述的低壓側驅動模塊的各路電平轉換信號輸出端相連接，各個所述的電平轉移模塊的信號輸出端與各個所述的高壓側驅動模塊的信號輸入端相連接，所述的電平轉移模塊將所述的低壓側驅動模塊輸出的低壓控制信號轉換為高壓控制信號并傳遞高壓控制信號給所述的高壓側驅動模塊，各個所述的高壓側驅動模塊的信號輸出端與各個所述的高壓側功率器件的信號控制端一一對應連接。所述的低壓側控制驅動芯片設置有一組低壓側邏輯控制信號輸入引腳、一組高壓側邏輯控制信號輸入引腳、一組低壓側驅動信號輸出引腳、一組檢測信號輸入引腳、一組保護信號輸出引腳和一組電平轉換信號輸出引腳，各個所述的電平轉移芯片設置有電平轉換信號輸入引腳和電平轉換后信號輸出引腳，各個所述的高壓側控制驅動芯片設置有電平轉換后信號輸入引腳和高壓側驅動信號輸出引腳，各個所述的低壓側邏輯控制信號輸入引腳用于接入低壓側邏輯控制信號，各個所述的低壓側邏輯控制信號輸入引腳與所述的低壓側驅動模塊的各路低壓信號輸入端一一對應連接，各個所述的高壓側邏輯控制信號輸入引腳用于接入高壓側邏輯控制信號，各個所述的高壓側邏輯控制信號輸入引腳與所述的低壓側驅動模塊的各路高壓信號輸入端一一對應連接，各個所述的低壓側驅動信號輸出引腳的一端與所述的低壓側驅動模塊的各路信號輸出端一一對應連接，各個所述的低壓側驅動信號輸出引腳的另一端與各個所述的低壓側功率器件的信號控制端一一對應連接，各個所述的檢測信號輸入引腳用于接入各種檢測信號，各個所述的檢測信號輸入引腳的一端與所述的低壓側驅動模塊的各個檢測信號輸入端一一對應連接，各個所述的保護信號輸出引腳的一端與所述的低壓側驅動模塊的各個保護信號輸出端一一對應連接，各個所述的電平轉換信號輸出引腳的一端與所述的低壓側驅動模塊的各路電平轉換信號輸出端一一對應連接， 各個所述的電平轉換信號輸出引腳的另一端與各個所述的電平轉換信號輸入引腳的一端一一對應連接，各個所述的電平轉換信號輸入引腳的另一端與各個所述的電平轉移模塊的信號輸入端一一對應連接，各個所述的電平轉換后信號輸出引腳的一端與各個所述的電平轉移模塊的信號輸出端一一對應連接，各個所述的電平轉換后信號輸出引腳的另一端與各個所述的電平轉換后信號輸入引腳的一端一一對應連接，各個所述的電平轉換后信號輸入引腳的另一端與各個所述的高壓側驅動模塊的信號輸入端一一對應連接，各個所述的高壓側驅動信號輸出引腳的一端與各個所述的高壓側驅動模塊的信號輸出端一一對應連接，各個所述的高壓側驅動信號輸出引腳的另一端與各個所述的高壓側功率器件的信號控制端一一對應連接；所述的電平轉移模塊包括至少一個耐高壓的LDMOS管，所述的LDMOS管的柵極為所述的電平轉移模塊的信號輸入端，所述的LDMOS管的漏極為所述的電平轉移模塊的信號輸出端，所述的LDMOS管的源極接電源地，所述的LDMOS管的柵極與漏極之間承受的高壓范圍為400 1200V，所述的LDMOS管的源極與漏極之間承受的高壓范圍為400 1200V ；所述的高壓側驅動信號輸出引腳與零電平之間承受的高壓范圍為400 1200V。與現有技術相比，本實用新型的優點在于通過將常規的高壓側驅動模塊、電平轉移模塊和低壓側驅動模塊集成芯片進行重新分割，分成高壓側控制驅動芯片和低壓側控制驅動芯片或者分成高壓側控制驅動芯片、電平轉移芯片和低壓側控制驅動芯片來實現，在分成高壓側控制驅動芯片和低壓側控制驅動芯片的情況下(第一種情況)，采用復雜的高壓隔離制造工藝技術只生產高壓側控制驅動芯片，而對于低壓側控制驅動芯片則采用普通的CMOS工藝進行生產，而無需采用在普通的CMOS工藝中集成高壓隔離制造工藝生產各個芯片，在分成高壓側控制驅動芯片、電平轉移芯片和低壓側控制驅動芯片的情況下(第二種情況)，采用復雜的高壓隔離制造工藝技術只生產電平轉移芯片，而對于低壓側控制驅動芯片和高壓側控制驅動芯片則采用普通的CMOS工藝進行生產，而無需采用在普通的CMOS工藝中集成高壓隔離制造工藝生產各個芯片，再將各個芯片、功率器件和續流二極管封裝在一起構成用于三相橋式驅動的智能功率模塊，實現了智能功率模塊的功能，這種結構的智能功率模塊一方面由于采用復雜的高壓隔離制造工藝技術只生產了高壓側控制驅動芯片或者電平轉移芯片，而高壓側控制驅動芯片的面積僅占原柵極驅動芯片面積的三分之一左右，而電平轉移芯片的面積則更小，僅為原柵極驅動芯片面積的八分之一左右，使得高壓側控制驅動芯片(第一種情況)或電平轉移芯片(第二種情況)的生產加工過程更加容易控制， 更有利于提高良率；另一方面，采用了普通的CMOS工藝生產低壓側控制驅動芯片(第一種情況)或低壓側控制驅動芯片和高壓側控制驅動芯片(第二種情況)，普通的CMOS工藝的工藝條件簡單、技術成熟、特征線條較細，因此本實用新型的低壓側控制驅動芯片(第一種情況)及低壓側控制驅動芯片和高壓側控制驅動芯片(第二種情況)面積可做的較小，能有效保證生產良率，且節省成本。本實用新型的智能功率模塊通過將高壓側驅動模塊和電平轉移模塊集成在高壓側控制驅動芯片及將低壓側驅動模塊集成在低壓側控制驅動芯片中，或將高壓側驅動模塊、電平轉移模塊和低壓側驅動模塊分別集成在高壓側控制驅動芯片、電平轉移芯片和低壓側控制驅動芯片中，利用高壓側驅動芯片驅動高壓側功率器件，利用低壓側控制驅動芯片驅動低壓側功率器件，采用這種方式在封裝智能功率模塊時，可有效地縮短高壓側驅動輸出信號和低壓側驅動輸出信號與功率器件輸入信號之間的導線長度，與單個柵驅動芯片方案相比，采用高壓側驅動模塊和低壓側驅動模塊分離的方案，可大大減少了因導線太長引起的干擾，從而提高智能功率模塊的可靠性。本實用新型的智能功率模塊還可通過將電平轉移芯片分成三個各控制一路高壓側控制驅動芯片的三個電平轉移芯片，采用這種方法，其電平轉移芯片僅需用普通的高壓制造工藝技術就可生產，而無需復雜的高壓隔離制造工藝技術來生產，可進一步減少工藝的復雜性，使生產更容易，同時，減少電平轉移芯片面積，提高生產良率，節約成本。
圖1為典型的三相橋式驅動智能功率模塊的結構示意圖；圖2為本實用新型實施例一的智能功率模塊的結構示意圖；圖3為本實用新型實施例二的智能功率模塊的結構示意圖；圖4為本實用新型實施例三的智能功率模塊的結構示意圖；圖5為本實用新型的電平轉移芯片中的LDMOS管的端口示意圖；圖6為柵極驅動芯片用于驅動低壓側功率器件的低壓側驅動信號的波形和用于驅動高壓側功率器件的高壓側驅動信號的波形示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖實施例對本實用新型作進一步詳細描述。實施例一本實施例提出的一種用于三相橋式驅動的智能功率模塊，其電路原理圖如圖2所示，其主要包括柵極驅動芯片、三個高壓側功率器件20、30、40、三個低壓側功率器件50、 60,70和六個續流二極管161、162、163、164、165、166，對于有些功率器件，如果功率器件的內部集成了續流二極管，則此方案中的續流二極管就不再需要了。柵極驅動芯片主要由采用高壓隔離制造工藝生產的高壓側控制驅動芯片180和采用CMOS工藝生產的低壓側控制驅動芯片120組成，高壓側控制驅動芯片180主要由三路輸入輸出的高壓側驅動模塊181 和三路輸入輸出的電平轉移模塊182集成，低壓側控制驅動芯片120主要由三路輸入輸出的低壓側驅動模塊集成，低壓側驅動模塊包括控制邏輯電路、保護電路和驅動電路等，控制邏輯電路的作用是將外部輸入的邏輯信號通過控制邏輯電路的處理，傳遞給驅動電路，確保驅動輸出信號符合要求的時序，包括死區時間大小等；低壓側驅動模塊內的保護電路的作用是通過判斷經低壓側驅動模塊的檢測信號輸入端輸入的各種檢測信號的大小，傳遞給控制邏輯電路或保護信號輸出端，進行驅動輸出保護控制和故障提示輸出。高壓側驅動模塊181的三路信號輸入端Him、HIN2、HIN3接入高壓側邏輯控制信號，高壓側驅動模塊181 的三路信號輸出端H01、H02、H03分別通過金屬導線與三個高壓側功率器件20、30、40的信號控制端一一對應連接，電平轉移模塊182主要用于高壓側驅動模塊181內部的電平轉換， 即將低電平信號轉換成高電平信號，低壓側驅動模塊的三路信號輸入端Lim、LIN2、LIN3 接入低壓側邏輯控制信號，低壓側驅動模塊的三路信號輸出端L01、L02、L03分別通過金屬導線與三個低壓側功率器件50、60、70的信號控制端一一對應連接，低壓側驅動模塊的檢測信號輸入端與需要檢測的器件的端口(圖中未示出)連接，接入各種檢測信號，如故障保護或其他保護信號等，檢測信號經過低壓側驅動模塊中的保護電路處理后，通過控制邏輯電路，控制低壓側驅動模塊的三路信號輸出端的輸出，同時將故障信息通過低壓側驅動模塊的保護信號輸出端的進行輸出，低壓側驅動模塊的保護信號輸出端連接需要獲取故障信息的MCU或其它需要獲取信號的器件的各個信號輸入端口(圖中未示出)。 在此具體實施例中，高壓側控制驅動芯片180設置有三個高壓側邏輯控制信號輸入引腳183和三個高壓側驅動信號輸出引腳82、92、102，三個高壓側邏輯控制信號輸入引腳183用于接入高壓側邏輯控制信號，三個高壓側邏輯控制信號輸入引腳183與高壓側驅動模塊181的三路信號輸入端HIN1、HIN2、HIN3 一一對應連接，三個高壓側驅動信號輸出引腳82、92、102的一端與高壓側驅動模塊181的三路信號輸出端HOI、H02、H03 一一對應連接，三個高壓側驅動信號輸出引腳82、92、102的另一端分別通過金屬導線與三個高壓側功率器件20、30、40的信號控制端一一對應連接，分別為三個高壓側功率器件20、30、40提供高壓側驅動信號，即高壓側控制驅動芯片180通過高壓側驅動信號輸出引腳82為第一個高壓側功率器件20提供一個高壓側驅動信號，高壓側控制驅動芯片180通過高壓側驅動信號輸出引腳92為第二個高壓側功率器件30提供一個高壓側驅動信號，高壓側控制驅動芯片180通過高壓側驅動信號輸出引腳102為第三個高壓側功率器件40提供一個高壓側驅動信號。低壓側控制驅動芯片120設置有三個低壓側邏輯控制信號輸入引腳123、三個低壓側驅動信號輸出引腳126、127、128、一組檢測信號輸入引腳125和一組保護信號輸出引腳124，各個低壓側邏輯控制信號輸入引腳123用于接入低壓側邏輯控制信號，各個低壓側邏輯控制信號輸入引腳123與低壓側驅動模塊的三路信號輸入端LIN1、LIN2、LIN3 一一對應連接，三個低壓側驅動信號輸出引腳126、127、128的一端與低壓側驅動模塊的三路信號輸出端L01、L02、L03 —一對應連接，三個低壓側驅動信號輸出引腳126、127、128的另一端
12分別通過金屬導線與三個低壓側功率器件50、60、70的信號控制端一一對應連接，分別為三個低壓側功率器件50、60、70提供低壓側驅動信號，即低壓側控制驅動芯片120通過低壓側驅動信號輸出引腳為第一個低壓側功率器件50提供一個低壓側驅動信號，低壓側控制驅動芯片120通過低壓側驅動信號輸出引腳為第二個低壓側功率器件60提供一個低壓側驅動信號，低壓側控制驅動芯片120通過低壓側驅動信號輸出引腳為第三個低壓側功率器件70提供一個低壓側驅動信號，各個檢測信號輸入引腳125用于接入各種檢測信號，各個檢測信號輸入引腳125的一端與低壓側驅動模塊的各個檢測信號輸入端一一對應連接，各個保護信號輸出引腳124的一端與低壓側驅動模塊的各個保護信號輸出端一一對應連接。在此，低壓側控制驅動芯片120的三個低壓側驅動信號輸出引腳1沈、127、1觀各自輸出的低壓側驅動信號LO和高壓側控制驅動芯片180的三個高壓側驅動信號輸出引腳 82、92、102各自輸出的高壓側驅動信號HO之間存在關聯關系，它通過高壓側邏輯控制信號和低壓側邏輯控制信號的時序控制，各個低壓側驅動信號LO和各個高壓側驅動信號HO形成的典型的柵極驅動輸出波形如圖6所示，各個低壓側驅動信號LO和各個高壓側驅動信號 HO在正常工作后交替出現高電平，在兩者的高電平之間存在一個兩者同為低電平的死區時間DT(Dead Time)，存在關聯關系的配對情況是高壓側驅動模塊的第一路信號輸出端HOl 輸出的高壓側驅動信號與低壓側驅動模塊的第一路信號輸出端LOl輸出的低壓側驅動信號為一組，高壓側驅動模塊的第二路信號輸出端H02輸出的高壓側驅動信號與低壓側驅動模塊的第二路信號輸出端L02輸出的低壓側驅動信號為一組，高壓側驅動模塊的第三路信號輸出端H03輸出的高壓側驅動信號與低壓側驅動模塊的第三路信號輸出端L03輸出的低壓側驅動信號為一組。在此具體實施例中，電平轉移模塊包括一個或多個耐高壓的LDMOS (Lateral Double Diffused Metal Oxide kmiconductor)管，LDMOS管的三個端口的示意圖如圖 5所示，LDMOS管的柵極G為電平轉移模塊182的信號輸入端，LDMOS管的漏極D為電平轉移模塊182的信號輸出端，LDMOS管的源極S接電源地，LDMOS管的柵極G與漏極D之間承受的高壓范圍為400 1200V，LDMOS管的源極S與漏極D之間承受的高壓范圍為400 1200V。 實際設計過程中，電平轉移模塊182 —般由一個或者兩個LDMOS管組成，由兩個LDMOS管組成時，兩個LDMOS管的源極和襯底是連接在一起的，在此實施例中，電平轉移模塊182的三路輸入與三路輸出是與高壓側驅動模塊181互連的(圖中未示出)。在此具體實施例中，六個續流二極管161、162、163、164、165、166分別通過金屬導線一一對應地連接于三個高壓側功率器件20、30、40和三個低壓側功率器件50、60、70的電
流輸入端和電流輸出端之間，有些功率器件由于內部集成了續流二極管，這時續流二極管不再需要了。在此具體實施例中，高壓側驅動信號輸出引腳82、92、102與零電平(GND)之間能夠承受的高壓范圍均為400 1200V。在此具體實施例中，高壓側驅動模塊181、低壓側驅動模塊、電平轉移模塊182均采用現有技術，高壓側驅動模塊181、低壓側驅動模塊、三個高壓側功率器件20、30、40和三個低壓側功率器件50、60、70及六個續流二極管161、162、163、164、165、166之間的連接方式均采用現有的技術，低壓側驅動模塊內的控制邏輯電路、保護電路和驅動電路及其連接方式均采用現有技術，三個高壓側功率器件20、30、40及三個低壓側功率器件50、60、70的電流輸出端用于連接三相電機的相線。在此具體實施例中，三個高壓側功率器件20、30、40和三個低壓側功率器件50、 60、70均采用現有技術，如可采用絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)、金屬氧化物半導體場效應晶體管(M0SFET)、晶閘管等功率器件。采用絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)時，其柵極為信號控制端，其中，對于高壓側功率器件，IGBT的發射極為電流輸出端與三相電機的相線相連接，IGBT的集電極為電流輸入端接母線電壓；對于低壓側功率器件，IGBT的發射極為電流輸入端經過電流檢測電阻R接地信號(GND)，IGBT的集電極為電流輸出端與三相電機的相線相連接。采用金屬氧化物半導體場效應晶體管時，其柵極為信號控制端口，其中，對于高壓側功率器件，MOSFET的源極為電流輸出端與三相電機的相線相連接，MOSFET的漏極為電流輸入端接母線電壓；對于低壓側功率器件，MOSFET的源極為電流輸入端經過電流檢測電阻R接地信號(GND)，MOSFET的漏極為電流輸出端與三相電機的相線相連接。采用晶閘管時，其門極為信號控制端口，其中，對于高壓側功率器件，晶閘管的陰極為電流輸出端與三相電機的相線相連接，晶閘管的陽極接母線電壓；對于低壓側功率器件，晶閘管的陰極為電流輸入端經過電流檢測電阻R接地信號(GND)，晶閘管的陽極為電流輸出端與三相電機的相線相連接。在實際應用本實施例的智能功率模塊時，可通過功率模塊封裝方式，將高壓側控制驅動芯片180、低壓側控制驅動芯片120、三個高壓側功率器件20、30、40和三個低壓側功率器件50、60、70及六個續流二極管161、162、163、164、165、166封裝在單個模塊中，形成一個完整的智能功率模塊的功能；在實際應用過程中，也可以將本實施例的高壓側控制驅動芯片180、低壓側控制驅動芯片120、三個高壓側功率器件20、30、40和三個低壓側功率器件 50,60,70及六個續流二極管161、162、163、164、165、166直接焊接在PCB板上形成一個完整的智能模塊的功能，即COB (板上芯片封裝)智能模塊；還可以將本實施例的高壓側控制驅動芯片180、低壓側控制驅動芯片120、功率器件(包括三個高壓側功率器件20、30、40和三個低壓側功率器件50、60、70)及六個續流二極管161、162、163、164、165、166分別進行封裝，然后再焊接在PCB板上形成一個完整的智能模塊的功能。實施例二本實施例提出的一種用于三相橋式驅動的智能功率模塊，其電路原理圖如圖3所示，其與實施例一的不同之處在于將電平轉移模塊單獨集成，同時將高壓側驅動模塊的三路分開集成。本實施例的智能功率模塊主要包括柵極驅動芯片、三個高壓側功率器件20、30、40 和三個低壓側功率器件50、60、70及六個續流二極管161、162、163、164、165、166，對于有些功率器件，如果內部集成了續流二極管，則此實施例中的續流二極管就不再需要了。柵極驅動芯片主要由采用高壓隔離制造工藝生產的電平轉移芯片110及采用CMOS工藝生產的三個高壓側控制驅動芯片80、90、100和一個低壓側控制驅動芯片120組成，電平轉移芯片110 主要由三路輸入輸出的電平轉移模塊集成，各個高壓側控制驅動芯片80、90、100各自主要由一路輸入輸出的高壓側驅動模塊集成，低壓側控制驅動芯片120主要由三路輸入輸出的低壓側驅動模塊集成，低壓側驅動模塊包括控制邏輯電路、保護電路和驅動電路等。低壓側驅動模塊的三路低壓信號輸入端Lim、LIN2、LIN3接入低壓側邏輯控制信號，低壓側驅動模塊的三路高壓信號輸入端HIN1、HIN2、HIN3接入高壓側邏輯控制信號，低壓側驅動模
1塊的三路信號輸出端L01、L02、L03分別通過金屬導線與三個低壓側功率器件50、60、70的信號控制端一一對應連接，電平轉移模塊的各路信號輸入端分別通過金屬導線與低壓側驅動模塊的各路電平轉換信號輸出端連接，電平轉移模塊的各路信號輸出端分別通過金屬導線與三個高壓側驅動模塊的一路信號輸入端相連接，電平轉移模塊將低壓側驅動模塊輸出的低壓控制信號轉換為高壓控制信號并傳遞高壓控制信號給高壓側驅動模塊，三個高壓側驅動模塊的信號輸出端HOI、H02、H03分別通過金屬導線與三個高壓側功率器件20、30、40 的信號控制端一一對應連接，低壓側驅動模塊的檢測信號輸入端與需要檢測的器件的端口 (圖中未示出)連接，接入各種檢測信號，如故障保護或其他保護信號等，檢測信號經過低壓側驅動模塊中的保護電路處理后，通過控制邏輯電路，控制低壓側驅動模塊的三路信號輸出端的輸出，同時將故障信息通過低壓側驅動模塊的保護信號輸出端的進行輸出，低壓側驅動模塊的保護信號輸出端連接需要獲取故障信息的MCU或其它需要獲取信號的器件的各個信號輸入端口(圖中未示出)。 在此具體實施例中，低壓側控制驅動芯片120設置有一組低壓側邏輯控制信號輸入引腳123、一組高壓側邏輯控制信號輸入引腳122、三個低壓側驅動信號輸出引腳126、 127、128、一組檢測信號輸入引腳125、一組保護信號輸出引腳IM和一組電平轉換信號輸出引腳121，電平轉移芯片110設置有一組電平轉換信號輸入引腳111和三個電平轉換后信號輸出引腳112、113、114，第一個高壓側控制驅動芯片80設置有電平轉換后信號輸入引腳81和高壓側驅動信號輸出引腳82，第二個高壓側控制驅動芯片90設置有電平轉換后信號輸入引腳91和高壓側驅動信號輸出引腳92，第三個高壓側控制驅動芯片100設置有電平轉換后信號輸入引腳101和高壓側驅動信號輸出引腳102。各個低壓側邏輯控制信號輸入引腳123用于接入低壓側邏輯控制信號，各個低壓側邏輯控制信號輸入引腳123與低壓側驅動模塊的各路低壓信號輸入端一一對應連接，各個高壓側邏輯控制信號輸入引腳122 用于接入高壓側邏輯控制信號，各個高壓側邏輯控制信號輸入引腳122與低壓側驅動模塊的各路高壓信號輸入端一一對應連接，三個低壓側驅動信號輸出引腳126、127、128的一端與低壓側驅動模塊的各路信號輸出端一一對應連接，三個低壓側驅動信號輸出引腳126、 127,128的另一端通過金屬導線與三個低壓側功率器件50、60、70的信號控制端一一對應連接，分別為三個低壓側功率器件50、60、70提供低壓側驅動信號L0，即低壓側控制驅動芯片120通過低壓側驅動信號輸出引腳為第一個低壓側功率器件50提供一個低壓側驅動信號，低壓側控制驅動芯片120通過低壓側驅動信號輸出引腳為第二個低壓側功率器件60提供一個低壓側驅動信號，低壓側控制驅動芯片120通過低壓側驅動信號輸出引腳為第三個低壓側功率器件70提供低一個壓側驅動信號，各個檢測信號輸入引腳125用于接入各種檢測信號，如故障保護或其它保護信號等，各個檢測信號輸入引腳125的另一端與低壓側驅動模塊的各個檢測信號輸入端一一對應連接，各個保護信號輸出引腳1 與低壓側驅動模塊的各個保護信號輸出端一一對應連接，各個檢測信號輸入引腳125用于接入各種檢測信號，各個檢測信號輸入引腳125的一端與低壓側驅動模塊的各個檢測信號輸入端一一對應連接，各個保護信號輸出引腳124的一端與低壓側驅動模塊的各個保護信號輸出端一一對應連接。各個電平轉換信號輸出引腳121的一端與低壓側驅動模塊的各路電平轉換信號輸出端一一對應連接，各個電平轉換信號輸出引腳121的另一端分別通過金屬導線與各個電平轉換信號輸入引腳111的一端一一對應連接，各個電平轉換信號輸入引腳111的另一端與電平轉移模塊的各路信號輸入端一一對應連接，三個電平轉換后信號輸出引腳112、113、 114的一端與電平轉移模塊的各路信號輸出端一一對應連接，三個電平轉換后信號輸出引腳112、113、114的另一端分別通過金屬導線與三個電平轉換后信號輸入引腳81、91、101的一端一一對應連接，三個電平轉換后信號輸入引腳81、91、101的另一端與三個高壓側驅動模塊的信號輸入端一一對應連接，三個高壓側驅動信號輸出引腳82、92、102的一端與三個高壓側驅動模塊的信號輸出端一一對應連接，三個高壓側驅動信號輸出引腳82、92、102的另一端分別通過金屬導線與三個高壓側功率器件20、30、40的信號控制端一一對應連接， 分別為三個高壓側功率器件20、30、40提供高壓側驅動信號H0，即第一個高壓側控制驅動芯片80通過高壓側驅動信號輸出引腳82為第一個低壓側功率器件20提供一個高壓側驅動信號，第二個高壓側控制驅動芯片90通過高壓側驅動信號輸出引腳92為第二個低壓側功率器件30提供一個高壓側驅動信號，第三個高壓側控制驅動芯片100通過高壓側驅動信號輸出引腳102為第三個低壓側功率器件30提供一個高壓側驅動信號。在此具體實施例中，電平轉移模塊包括一個或多個耐高壓的LDMOS (Lateral Double Diffused Metal Oxide kmiconductor)管，LDMOS管的三個端口的示意圖如圖 5所示，LDMOS管的柵極G為電平轉移模塊182的信號輸入端，LDMOS管的漏極D為電平轉移模塊 182的信號輸出端，LDMOS管的源極S接電源地，LDMOS管的柵極G與漏極D之間承受的高壓范圍為400 1200V，LDMOS管的源極S與漏極D之間承受的高壓范圍為400 1200V。實際設計過程中，電平轉移模塊182 —般由一個或者兩個LDMOS管組成，由兩個LDMOS管組成時，兩個LDMOS管的源極和襯底是連接在一起的，低壓側驅動模塊的三路各兩個電平轉換信號輸出端輸出的電平轉換信號分別控制三路各兩個LDMOS管的柵極，三路各兩個LDMOS 管的漏極形成三路各兩個電平轉換后信號輸出端，分別與電平轉移芯片的三個電平轉換后信號輸出引腳112、113、114相連接。在實際應用本實施例的智能功率模塊電路時，可通過功率模塊封裝方式，將三個高壓側控制驅動芯片80、90、100、電平轉移芯片110、低壓側控制驅動芯片120、三個高壓側功率器件20、30、40和三個低壓側功率器件50、60、70及六個續流二極管161、162、163、164、 165、166封裝在單個模塊中，形成一個完整的智能功率模塊的功能；在實際應用過程中，也可以將本實施例的三個高壓側控制驅動芯片80、90、100、電平轉移芯片110、低壓側控制驅動芯片120、三個高壓側功率器件20、30、40及三個低壓側功率器件50、60、70和六個續流二極管161、162、163、164、165、166直接焊接在PCB板上形成一個完整的智能模塊的功能，即 COB (板上芯片封裝)智能模塊；還可以將本實施例的三個高壓側控制驅動芯片80、90、100、 電平轉移芯片110、低壓側控制驅動芯片120、功率器件(包括三個高壓側功率器件20、30、 40和三個低壓側功率器件50、60、70)和六個續流二極管161、162、163、164、165、166分別進行封裝，然后再焊接在PCB板上形成一個完整的智能模塊的功能，同樣，在功率器件選取上，如果功率器件內部集成了續流二極管，則圖示中的續流二極管161、162、163、164、165、 166不再需要。在此具體實施例中，采用復雜的高壓隔離制造工藝僅需生產電平轉移芯片110，而三個高壓側控制驅動芯片80、90、100和低壓側控制驅動芯片120采用普通CMOS工藝生產， 使得高壓側驅動芯片80、90、100和低壓側控制驅動芯片120的面積大為減小，不僅提高了生產良率，同時大大節約了生產成本。[0048]實施例三本實施例提出的一種用于三相橋式驅動的智能功率模塊，其電路原理圖如圖4所示，其與實施例二給出的智能功率模塊的不同之處在于將三路的電平轉移芯片分割成三個一路的電平轉移芯片。本實施例的智能功率模塊主要包括柵極驅動芯片、三個高壓側功率器件20、30、 40、三個低壓側功率器件50、60、70和六個續流二極管161、162、163、164、165、166，對于有些功率器件，如果內部集成了續流二極管，因此，本實施例中的續流二極管就不再需要了。 柵極驅動芯片主要由采用高壓隔離制造工藝生產的三個電平轉移芯片130、140、150及采用CMOS工藝生產的三個高壓側控制驅動芯片80、90、100和一個低壓側控制驅動芯片120 組成，各個電平轉移芯片130、140、150主要由單路輸入輸出的電平轉移模塊集成，三個高壓側控制驅動芯片80、90、100主要由單路輸入輸出的高壓側驅動模塊集成，低壓側控制驅動芯片120主要由三路輸入輸出的低壓側驅動模塊集成，低壓側驅動模塊包括控制邏輯電路、保護電路和驅動電路等，低壓側驅動模塊的各路低壓信號輸入端接入低壓側邏輯控制信號，低壓側驅動模塊的各路高壓信號輸入端接入高壓側邏輯控制信號，低壓側驅動模塊的三路信號輸出端通過金屬導線與三個低壓側功率器件50、60、70的信號控制端一一對應連接，三個電平轉移模塊的信號輸入端分別通過金屬導線與低壓側驅動模塊的各路電平轉換信號輸出端相連接，三個電平轉移模塊的信號輸出端分別通過金屬導線與三個高壓側驅動模塊的信號輸入端相連接，電平轉移模塊將低壓側驅動模塊輸出的低壓控制信號轉換為高壓控制信號并傳遞高壓控制信號給高壓側驅動模塊，三個高壓側驅動模塊的信號輸出端分別通過金屬導線與三個高壓側功率器件20、30、40的信號控制端一一對應連接。在此具體實施例中，低壓側控制驅動芯片120設置有一組低壓側邏輯控制信號輸入引腳123、一組高壓側邏輯控制信號輸入引腳122、三個低壓側驅動信號輸出引腳126、 127、128、一組檢測信號輸入引腳125、一組保護信號輸出引腳IM和一組電平轉換信號輸出引腳121，第一個電平轉移芯片130設置有電平轉換信號輸入引腳131和電平轉換后信號輸出引腳132，第二個電平轉移芯片140設置有電平轉換信號輸入引腳141和電平轉換后信號輸出引腳142，第三個電平轉移芯片150設置有電平轉換信號輸入引腳151和電平轉換后信號輸出引腳152，第一個高壓側控制驅動芯片80設置有電平轉換后信號輸入引腳 81和高壓側驅動信號輸出引腳82，第二個高壓側控制驅動芯片90設置有電平轉換后信號輸入引腳91和高壓側驅動信號輸出引腳92，第三個高壓側控制驅動芯片100設置有電平轉換后信號輸入引腳101和高壓側驅動信號輸出引腳102，各個低壓側邏輯控制信號輸入引腳123用于接入低壓側邏輯控制信號，各個低壓側邏輯控制信號輸入引腳123與低壓側驅動模塊的各路低壓信號輸入端一一對應連接，各個高壓側邏輯控制信號輸入引腳122用于接入高壓側邏輯控制信號，各個高壓側邏輯控制信號輸入引腳122與低壓側驅動模塊的各路高壓信號輸入端一一對應連接，三個低壓側驅動信號輸出引腳126、127、128的一端與低壓側驅動模塊的各路信號輸出端一一對應連接，三個低壓側驅動信號輸出引腳126、127、 128的另一端分別通過金屬導線與三個低壓側功率器件50、60、70的信號控制端一一對應連接，各個檢測信號輸入引腳125用于接入各種檢測信號，各個檢測信號輸入引腳125的一端與低壓側驅動模塊的各個檢測信號輸入端一一對應連接，各個保護信號輸出引腳124的一端與低壓側驅動模塊的各個保護信號輸出端一一對應連接，三個電平轉換信號輸出引腳121的一端與低壓側驅動模塊的各路電平轉換信號輸出端一一對應連接，三個電平轉換信號輸出引腳121的另一端分別通過金屬導線與三個電平轉換信號輸入引腳131、141、151的一端一一對應連接，三個電平轉換信號輸入引腳131、141、151的另一端與三個電平轉移模塊的信號輸入端一一對應連接，三個電平轉換后信號輸出引腳132、142、152的一端與三個電平轉移模塊的信號輸出端一一對應連接，三個電平轉換后信號輸出引腳132、142、152的另一端分別通過金屬導線與三個電平轉換后信號輸入引腳81、91、101的一端一一對應連接，三個電平轉換后信號輸入引腳81、91、101的另一端與三個高壓側驅動模塊的信號輸入端一一對應連接，三個高壓側驅動信號輸出引腳82、92、102的一端與三個高壓側驅動模塊的信號輸出端一一對應連接，三個高壓側驅動信號輸出引腳82、92、102的另一端通過金屬導線與三個高壓側功率器件20、30、40的信號控制端一一對應連接。在此具體實施例中，電平轉移芯片130、140、150分別包括一個或多個耐高壓的 LDMOS管，LDMOS管的三個端口的示意圖如圖5所示，LDMOS管的柵極作為電平轉移芯片 130、140、150的信號輸入端口，LDMOS管的漏極作為電平轉移芯片130、140、150的信號輸出端，LDMOS管的柵極G和漏極D之間、漏極D和源極S之間都能承受400 1200V的高壓，因此電平轉移芯片的電平轉換信號輸入引腳與電平轉換后信號輸出引腳之間能承受400 1200V的高壓。實際設計過程中，電平轉移芯片130、140、150—般由一個或者兩個LDMOS管組成，由兩個LDMOS管組成時，兩個LDMOS管的源極和襯底是連接在一起的，低壓側驅動模塊的三路各兩個電平轉換信號輸出端輸出的低壓控制信號分別控制三路各兩個LDMOS管的柵極，三路各兩個LDMOS管的漏極形成三路各兩個電平轉換后信號輸出端，分別與各個電平轉移芯片的電平轉換后信號輸出引腳132、142、152相連接。在實際應用本實施例的智能功率模塊電路時，可通過功率模塊封裝方式，將三個高壓側控制驅動芯片80、90、100、三個電平轉移芯片130、140、150、低壓側控制驅動芯片 120、三個高壓側功率器件20、30、40和三個低壓側功率器件50、60、70及六個續流放二極管 161、162、163、164、165、166封裝在單個模塊中，形成一個完整的智能功率模塊的功能；在實際應用過程中，也可以將本實施例的三個高壓側控制驅動芯片80、90、100、三個電平轉移芯片130、140、150、低壓側控制驅動芯片120、三個高壓側功率器件20、30、40和三個低壓側功率器件50、60、70及六個續流二極管161、162、163、164、165、166直接焊接在PCB板上形成一個完整的智能模塊的功能，即COB (板上芯片封裝)智能模塊；還可以將本實施例的三個高壓側控制驅動芯片80、90、100、三個電平轉移芯片130、140、150、低壓側控制驅動芯片 190、功率器件(包括三個高壓側功率器件20、30、40和三個低壓側功率器件50、60、70)和六個續流二極管161、162、163、164、165、166分別進行封裝，然后再焊接在PCB板上形成一個完整的智能模塊的功能，同樣，在功率器件選取上，如果功率器件內部集成了續流二極管， 則圖示中的二極管161、162、163、164、165、166不再需要。
權利要求1.一種用于三相橋式驅動的智能功率模塊，包括柵極驅動芯片、一組高壓側功率器件、 一組低壓側功率器件和一組續流二極管，其特征在于所述的柵極驅動芯片主要由采用高壓隔離制造工藝生產的高壓側控制驅動芯片和采用CMOS工藝生產的低壓側控制驅動芯片組成，所述的高壓側控制驅動芯片主要由多路輸入輸出的高壓側驅動模塊和多路輸入輸出且用于將所述的高壓側驅動模塊中的低電平信號轉換為高電平信號的電平轉移模塊集成，所述的低壓側控制驅動芯片主要由多路輸入輸出的低壓側驅動模塊集成，所述的高壓側驅動模塊的各路信號輸入端接入高壓側邏輯控制信號，所述的高壓側驅動模塊的各路信號輸出端與各個所述的高壓側功率器件的信號控制端一一對應連接，所述的低壓側驅動模塊的各路信號輸入端接入低壓側邏輯控制信號，所述的低壓側驅動模塊的各路信號輸出端與各個所述的低壓側功率器件的信號控制端一一對應連接。
2.根據權利要求1所述的一種用于三相橋式驅動的智能功率模塊，其特征在于所述的高壓側控制驅動芯片設置有一組高壓側邏輯控制信號輸入引腳和一組高壓側驅動信號輸出引腳，各個所述的高壓側邏輯控制信號輸入引腳用于接入高壓側邏輯控制信號，各個所述的高壓側邏輯控制信號輸入引腳與所述的高壓側驅動模塊的各路信號輸入端一一對應連接，各個所述的高壓側驅動信號輸出引腳的一端與所述的高壓側驅動模塊的各路信號輸出端一一對應連接，各個所述的高壓側驅動信號輸出引腳的另一端與各個所述的高壓側功率器件的信號控制端一一對應連接，所述的低壓側控制驅動芯片設置有一組低壓側邏輯控制信號輸入引腳、一組低壓側驅動信號輸出引腳、一組檢測信號輸入引腳和一組保護信號輸出引腳，各個所述的低壓側邏輯控制信號輸入引腳用于接入低壓側邏輯控制信號，各個所述的低壓側邏輯控制信號輸入引腳與所述的低壓側驅動模塊的各路信號輸入端一一對應連接，各個所述的低壓側驅動信號輸出引腳的一端與所述的低壓側驅動模塊的各路信號輸出端一一對應連接，各個所述的低壓側驅動信號輸出引腳的另一端與各個所述的低壓側功率器件的信號控制端一一對應連接，各個所述的檢測信號輸入引腳用于接入各種檢測信號，各個所述的檢測信號輸入引腳的一端與所述的低壓側驅動模塊的各個檢測信號輸入端一一對應連接，各個所述的保護信號輸出引腳的一端與所述的低壓側驅動模塊的各個保護信號輸出端一一對應連接。
3.根據權利要求1或2所述的一種用于三相橋式驅動的智能功率模塊，其特征在于所述的電平轉移模塊包括至少一個耐高壓的LDMOS管，所述的LDMOS管的柵極為所述的電平轉移模塊的信號輸入端，所述的LDMOS管的漏極為所述的電平轉移模塊的信號輸出端， 所述的LDMOS管的源極接電源地，所述的LDMOS管的柵極與漏極之間承受的高壓范圍為 400 1200V，所述的LDMOS管的源極與漏極之間承受的高壓范圍為400 1200V。
4.根據權利要求3所述的一種用于三相橋式驅動的智能功率模塊，其特征在于所述的高壓側功率器件和所述的低壓側功率器件的個數均為三個，所述的高壓側功率器件的電流輸入端和電流輸出端之間連接有所述的續流二極管，所述的低壓側功率器件的電流輸入端和電流輸出端之間連接有所述的續流二極管。
5.根據權利要求4所述的一種用于三相橋式驅動的智能功率模塊，其特征在于所述的高壓側驅動信號輸出引腳與零電平之間承受的高壓范圍為400 1200V。
6.根據權利要求5所述的一種用于三相橋式驅動的智能功率模塊，其特征在于所述的高壓側功率器件和所述的低壓側功率器件均為絕緣柵雙極型晶體管，對于高壓側功率器件，其柵極為信號控制端，其集電極為電流輸入端，其發射極為電流輸出端；對于低壓側功率器件，其柵極為信號控制端，其集電極為電流輸出端，其發射極為電流輸入端；或所述的高壓側功率器件和所述的低壓側功率器件均為金屬氧化物半導體場效應晶體管，對于高壓側功率器件，其柵極為信號控制端，其漏極為電流輸入端，其源極為電流輸出端；對于低壓側功率器件，其柵極為信號控制端，其漏極為電流輸出端，其源極為電流輸入端；或所述的高壓側功率器件和所述的低壓側功率器件均為晶閘管，對于高壓側功率器件，其門極為信號控制端，其陽極為電流輸入端，其陰極為電流輸出端；對于低壓側功率器件，其門極為信號控制端，其陽極為電流輸出端，其陰極為電流輸入端。
7.一種用于三相橋式驅動的智能功率模塊，包括柵極驅動芯片、一組高壓側功率器件、 一組低壓側功率器件和一組續流二極管，其特征在于所述的柵極驅動芯片主要由采用高壓隔離制造工藝生產的電平轉移芯片及采用CMOS工藝生產的一組高壓側控制驅動芯片和一個低壓側控制驅動芯片組成，所述的電平轉移芯片主要由多路輸入輸出的電平轉移模塊集成，所述的高壓側控制驅動芯片主要由單路輸入輸出的高壓側驅動模塊集成，所述的低壓側控制驅動芯片主要由多路輸入輸出的低壓側驅動模塊集成，所述的低壓側驅動模塊的各路低壓信號輸入端接入低壓側邏輯控制信號，所述的低壓側驅動模塊的各路高壓信號輸入端接入高壓側邏輯控制信號，所述的低壓側驅動模塊的各路信號輸出端與各個所述的低壓側功率器件的信號控制端一一對應連接，所述的電平轉移模塊的各路信號輸入端與所述的低壓側驅動模塊的各路電平轉換信號輸出端連接，所述的電平轉移模塊的各路信號輸出端與各個所述的高壓側驅動模塊的信號輸入端相連接，所述的電平轉移模塊將所述的低壓側驅動模塊輸出的低壓控制信號轉換為高壓控制信號并傳遞高壓控制信號給所述的高壓側驅動模塊，各個所述的高壓側驅動模塊的信號輸出端與各個所述的高壓側功率器件的信號控制端一一對應連接。
8.根據權利要求7所述的一種用于三相橋式驅動的智能功率模塊，其特征在于所述的低壓側控制驅動芯片設置有一組低壓側邏輯控制信號輸入引腳、一組高壓側邏輯控制信號輸入引腳、一組低壓側驅動信號輸出引腳、一組檢測信號輸入引腳、一組保護信號輸出引腳和一組電平轉換信號輸出引腳，所述的電平轉移芯片設置有一組電平轉換信號輸入引腳和一組電平轉換后信號輸出引腳，各個所述的高壓側控制驅動芯片設置有電平轉換后信號輸入引腳和高壓側驅動信號輸出引腳，各個所述的低壓側邏輯控制信號輸入引腳用于接入低壓側邏輯控制信號，各個所述的低壓側邏輯控制信號輸入引腳與所述的低壓側驅動模塊的各路低壓信號輸入端一一對應連接，各個所述的高壓側邏輯控制信號輸入引腳用于接入高壓側邏輯控制信號，各個所述的高壓側邏輯控制信號輸入引腳與所述的低壓側驅動模塊的各路高壓信號輸入端一一對應連接，各個所述的低壓側驅動信號輸出引腳的一端與所述的低壓側驅動模塊的各路信號輸出端一一對應連接，各個所述的低壓側驅動信號輸出引腳的另一端與各個所述的低壓側功率器件的信號控制端一一對應連接，各個所述的檢測信號輸入引腳用于接入各種檢測信號，各個所述的檢測信號輸入引腳的一端與所述的低壓側驅動模塊的各個檢測信號輸入端一一對應連接，各個所述的保護信號輸出引腳的一端與所述的低壓側驅動模塊的各個保護信號輸出端一一對應連接，各個所述的電平轉換信號輸出引腳的一端與所述的低壓側驅動模塊的各路電平轉換信號輸出端一一對應連接，各個所述的電平轉換信號輸出引腳的另一端與各個所述的電平轉換模塊的信號輸入引腳的一端一一對應連接，各個所述的電平轉換信號輸入引腳的另一端與所述的電平轉移模塊的各路信號輸入端一一對應連接，各個所述的電平轉換后信號輸出引腳的一端與所述的電平轉移模塊的各路信號輸出端一一對應連接，各個所述的電平轉換后信號輸出引腳的另一端與各個所述的電平轉換后信號輸入引腳的一端一一對應連接，各個所述的電平轉換后信號輸入引腳的另一端與各個所述的高壓側驅動模塊的信號輸入端一一對應連接，各個所述的高壓側驅動信號輸出引腳的一端與各個所述的高壓側驅動模塊的信號輸出端一一對應連接，各個所述的高壓側驅動信號輸出引腳的另一端與各個所述的高壓側功率器件的信號控制端一一對應連接；所述的電平轉移模塊包括至少一個耐高壓的LDMOS管，所述的LDMOS管的柵極為所述的電平轉移模塊的信號輸入端，所述的LDMOS管的漏極為所述的電平轉移模塊的信號輸出端，所述的LDMOS管的源極接電源地，所述的LDMOS管的柵極與漏極之間承受的高壓范圍為 400 1200V，所述的LDMOS管的源極與漏極之間承受的高壓范圍為400 1200V ；所述的高壓側驅動信號輸出引腳與零電平之間承受的高壓范圍為400 1200V。
9.一種用于三相橋式驅動的智能功率模塊，包括柵極驅動芯片、一組高壓側功率器件、 一組低壓側功率器件和一組續流二極管，其特征在于所述的柵極驅動芯片主要由采用高壓隔離制造工藝生產的一組電平轉移芯片及采用CMOS工藝生產的一組高壓側控制驅動芯片和一個低壓側控制驅動芯片組成，所述的電平轉移芯片主要由單路輸入輸出的電平轉移模塊集成，所述的高壓側控制驅動芯片主要由單路輸入輸出的高壓側驅動模塊集成，所述的低壓側控制驅動芯片主要由多路輸入輸出的低壓側驅動模塊集成，所述的低壓側驅動模塊的各路低壓信號輸入端接入低壓側邏輯控制信號，所述的低壓側驅動模塊的各路高壓信號輸入端接入高壓側邏輯控制信號，所述的低壓側驅動模塊的各路信號輸出端與各個所述的低壓側功率器件的信號控制端一一對應連接，各個所述的電平轉移模塊的信號輸入端與所述的低壓側驅動模塊的各路電平轉換信號輸出端相連接，各個所述的電平轉移模塊的信號輸出端與各個所述的高壓側驅動模塊的信號輸入端相連接，所述的電平轉移模塊將所述的低壓側驅動模塊輸出的低壓控制信號轉換為高壓控制信號并傳遞高壓控制信號給所述的高壓側驅動模塊，各個所述的高壓側驅動模塊的信號輸出端與各個所述的高壓側功率器件的信號控制端一一對應連接。
10.根據權利要求9所述的一種用于三相橋式驅動的智能功率模塊，其特征在于所述的低壓側控制驅動芯片設置有一組低壓側邏輯控制信號輸入引腳、一組高壓側邏輯控制信號輸入引腳、一組低壓側驅動信號輸出引腳、一組檢測信號輸入引腳、一組保護信號輸出引腳和一組電平轉換信號輸出引腳，各個所述的電平轉移芯片設置有電平轉換信號輸入引腳和電平轉換后信號輸出引腳，各個所述的高壓側控制驅動芯片設置有電平轉換后信號輸入引腳和高壓側驅動信號輸出引腳，各個所述的低壓側邏輯控制信號輸入引腳用于接入低壓側邏輯控制信號，各個所述的低壓側邏輯控制信號輸入引腳與所述的低壓側驅動模塊的各路低壓信號輸入端一一對應連接，各個所述的高壓側邏輯控制信號輸入引腳用于接入高壓側邏輯控制信號，各個所述的高壓側邏輯控制信號輸入引腳與所述的低壓側驅動模塊的各路高壓信號輸入端一一對應連接，各個所述的低壓側驅動信號輸出引腳的一端與所述的低壓側驅動模塊的各路信號輸出端一一對應連接，各個所述的低壓側驅動信號輸出引腳的另一端與各個所述的低壓側功率器件的信號控制端一一對應連接，各個所述的檢測信號輸入引腳用于接入各種檢測信號，各個所述的檢測信號輸入引腳的一端與所述的低壓側驅動模塊的各個檢測信號輸入端一一對應連接，各個所述的保護信號輸出引腳的一端與所述的低壓側驅動模塊的各個保護信號輸出端一一對應連接，各個所述的電平轉換信號輸出引腳的一端與所述的低壓側驅動模塊的各路電平轉換信號輸出端一一對應連接，各個所述的電平轉換信號輸出引腳的另一端與各個所述的電平轉換信號輸入引腳的一端一一對應連接，各個所述的電平轉換信號輸入引腳的另一端與各個所述的電平轉移模塊的信號輸入端一一對應連接，各個所述的電平轉換后信號輸出引腳的一端與各個所述的電平轉移模塊的信號輸出端一一對應連接，各個所述的電平轉換后信號輸出引腳的另一端與各個所述的電平轉換后信號輸入引腳的一端一一對應連接，各個所述的電平轉換后信號輸入引腳的另一端與各個所述的高壓側驅動模塊的信號輸入端一一對應連接，各個所述的高壓側驅動信號輸出引腳的一端與各個所述的高壓側驅動模塊的信號輸出端一一對應連接，各個所述的高壓側驅動信號輸出引腳的另一端與各個所述的高壓側功率器件的信號控制端一一對應連接；所述的電平轉移模塊包括至少一個耐高壓的LDMOS管，所述的LDMOS管的柵極為所述的電平轉移模塊的信號輸入端，所述的LDMOS管的漏極為所述的電平轉移模塊的信號輸出端，所述的LDMOS管的源極接電源地，所述的LDMOS管的柵極與漏極之間承受的高壓范圍為 400 1200V，所述的LDMOS管的源極與漏極之間承受的高壓范圍為400 1200V ； 所述的高壓側驅動信號輸出引腳與零電平之間承受的高壓范圍為400 1200V。
專利摘要本實用新型公開了一種用于三相橋式驅動的智能功率模塊，包括柵極驅動芯片、一組高壓側功率器件、一組低壓側功率器件和一組續流二極管，柵極驅動芯片主要由采用高壓隔離制造工藝生產的高壓側控制驅動芯片和采用CMOS工藝生產的低壓側控制驅動芯片組成，高壓側控制驅動芯片主要由多路輸入輸出的高壓側驅動模塊和多路輸入輸出且用于將高壓側驅動模塊中的低電平信號轉換為高電平信號的電平轉移模塊集成，低壓側控制驅動芯片主要由多路輸入輸出的低壓側驅動模塊集成，該智能功率模塊的高壓側控制驅動芯片的生產過程更容易控制，有利于提高良率；且因CMOS工藝簡單、技術成熟、特征線條較細，使低壓側控制驅動芯片面積可做的較小，能保證生產良率，節省成本。
文檔編號H02M5/00GK202167995SQ20112025614
公開日2012年3月14日 申請日期2011年7月20日 優先權日2011年7月20日
發明者胡同燦 申請人:日銀Imp微電子有限公司