一種自適應(yīng)抗靜電增強(qiáng)的智能功率模塊的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種自適應(yīng)抗靜電增強(qiáng)的智能功率模塊，其HVIC管的HO1端、HO2端、HO3端、LO1端、LO2端、LO3端、PFCO端分別與自適應(yīng)電路的第一輸入端、第二輸入端、第三輸入端、第四輸入端、第五輸入端、第六輸入端、第七輸入端連接，自適應(yīng)電路的第一輸出端、第二輸出端、第三輸出端、第四輸出端、第五輸出端、第六輸出端、第七輸出端分別與各IGBT管的柵極相連，自適應(yīng)電路內(nèi)部設(shè)置分別與電源端和GND端連接的二極。本發(fā)明未上電時(shí)，GBT管的柵極具有電連接，減小對(duì)柵極的直接電壓沖擊，提高IGBT管的柵極的抗靜電能力，降低被靜電擊穿的幾率。
【專利說明】
一種自適應(yīng)抗靜電増強(qiáng)的智能功率模塊
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及智能功率模塊的設(shè)計(jì)領(lǐng)域，尤其涉及的是一種智能功率模塊的保護(hù)電路和靜電抑制電路的設(shè)計(jì)。
【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，并內(nèi)藏有過電壓、過電流和過熱等故障檢測電路。智能功率模塊一方面接收MCU的控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)后續(xù)電路工作，另一方面將系統(tǒng)的狀態(tài)檢測信號(hào)送回MCU。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)勢贏得越來越大的市場，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]現(xiàn)行用于變頻空調(diào)等領(lǐng)域的智能功率模塊100的電路結(jié)構(gòu)如圖1所示:
HVIC管1I的VCC端作為所述智能功率模塊100的低壓區(qū)供電電源正端VDD，VDD—般為
15V；
在所述HVIC管101內(nèi)部有自舉電路，自舉電路結(jié)構(gòu)如下:
VCC端與自舉二極管102、自舉二極管103、自舉二極管104的陽極相連；
所述自舉二極管102的陰極與所述HVIC管101的VBl相連；
所述自舉二極管103的陰極與所述HVIC管101的VB2相連；
所述自舉二極管104的陰極與所述HVIC管101的VB3相連；
所述HVIC管101的HINl端作為所述智能功率模塊100的壓機(jī)U相上橋臂輸入端UHIN; 所述HVIC管101的HIN2端作為所述智能功率模塊100的壓機(jī)V相上橋臂輸入端VHIN; 所述HVIC管101的HIN3端作為所述智能功率模塊100的壓機(jī)W相上橋臂輸入端WHIN; 所述HVIC管101的LINl端作為所述智能功率模塊100的壓機(jī)U相下橋臂輸入端ULIN; 所述HVIC管101的LIN2端作為所述智能功率模塊100的壓機(jī)V相下橋臂輸入端VLIN; 所述HVIC管101的LIN3端作為所述智能功率模塊100的壓機(jī)W相下橋臂輸入端WLIN; 所述HVIC管101的PFCINP端作為所述智能功率模塊100的PFC控制輸入端PFCIN;
在此，所述智能功率模塊100的UHIN、VHIN、WHIN、ULIN、VLIN、WLIN六路輸入和PFCIN端接收OV或5V的輸入信號(hào)；
所述HVIC管101的GND端作為所述智能功率模塊100的低壓區(qū)供電電源負(fù)端COM;
所述HVIC管101的ITRIP端作為所述智能功率模塊100的電流檢測vb端MTRIP;
所述HVIC管101的VBl端連接電容131的一端，并作為所述智能功率模塊100的壓機(jī)U相高壓區(qū)供電電源正端UVB;
所述HVIC管101的HOl端與壓機(jī)U相上橋臂IGBT管121的柵極相連；
所述HVIC管1I的VSI端與所述IGBT管121的射極、FRD管111的陽極、壓機(jī)U相下橋臂IGBT管124的集電極、FRD管114的陰極、所述電容131的另一端相連，并作為所述智能功率模塊100的壓機(jī)U相高壓區(qū)供電電源負(fù)端UVS;
所述HVIC管101的VB2端連接電容132的一端，作為所述智能功率模塊100的壓機(jī)U相高壓區(qū)供電電源正端VVB;
所述HVIC管101的H02端與壓機(jī)V相上橋臂IGBT管122的柵極相連；
所述HVIC管1I的VS2端與所述IGBT管12 2的射極、FRD管112的陽極、壓機(jī)V相下橋臂IGBT管125的集電極、FRD管115的陰極、所述電容132的另一端相連，并作為所述智能功率模塊100的壓機(jī)V相高壓區(qū)供電電源負(fù)端VVS;
所述HVIC管101的VB3端連接電容133的一端，作為所述智能功率模塊100的壓機(jī)W相高壓區(qū)供電電源正端WVB;
所述HVIC管101的H03端與壓機(jī)W相上橋臂IGBT管123的柵極相連；
所述HVIC管101的VS3端與所述IGBT管123的射極、FRD管113的陽極、壓機(jī)W相下橋臂IGBT管126的集電極、FRD管116的陰極、所述電容133的另一端相連，并作為所述智能功率模塊100的壓機(jī)W相高壓區(qū)供電電源負(fù)端WVS;
所述HVIC管1I的LOI端與所述IGBT管124的柵極相連；
所述HVIC管101的L02端與所述IGBT管125的柵極相連；
所述HVIC管101的L03端與所述IGBT管126的柵極相連；
所述IGBT管124的射極與所述FRD管114的陽極相連，并作為所述智能功率模塊100的壓機(jī)U相低電壓參考端UN;
所述IGBT管125的射極與所述FRD管115的陽極相連，并作為所述智能功率模塊100的壓機(jī)V相低電壓參考端VN;
所述IGBT管126的射極與所述FRD管116的陽極相連，并作為所述智能功率模塊100的壓機(jī)W相低電壓參考端WN;
所述HVIC管101的PFCO端與IGBT管127的柵極相連；
所述IGBT管127的射極與FRD管117的陽極相連，并作為所述智能功率模塊100的PFC低電壓參考端-VP;
所述IGBT管127的集電極與所述FRD管117的陰極、FRD管131的陽極相連，并作為所述智能功率模塊100的PFC端；
所述FRD管131的陰極、所述IGBT管121的集電極、所述FRD管111的陰極、所述IGBT管122的集電極、所述FRD管112的陰極、所述IGBT管123的集電極、所述FRD管113的陰極相連，并作為所述智能功率模塊100的高電壓輸入端P，P—般接300V。
[0004] 所述HVIC管101的作用是:
VDD為所述HVIC管1I的供電電源正端，GND為所述HVIC管1I的供電電源負(fù)端;VDD-GND電壓一般為15V;
VBl和VSl分別為U相高壓區(qū)的電源的正極和負(fù)極，HOl為U相高壓區(qū)的輸出端；
VB2和VS2分別為V相高壓區(qū)的電源的正極和負(fù)極，H02為V相高壓區(qū)的輸出端；
VB3和VS3分別為U相高壓區(qū)的電源的正極和負(fù)極，H03為W相高壓區(qū)的輸出端；
LO1、L02、L03分別為U相、V相、W相低壓區(qū)的輸出端；
PFCO為PFC驅(qū)動(dòng)電路的輸出端；
將輸入端犯附、!1預(yù)2、《預(yù)3的0或5￥的邏輯輸入信號(hào)分別傳到輸出端!101、!102、!103，1^1附、1^吧丄爪3的信號(hào)分別傳到輸出端11)1、11)2、11)3，？?(:1即的信號(hào)傳到輸出端??(1)，其中HOl是VSl或VS1+15V的邏輯輸出信號(hào)、H02是VS2或VS2+15V的邏輯輸出信號(hào)、H03是VS3或VS3+15V的邏輯輸出信號(hào)，LO1、L02、L03、PFCO是O或15V的邏輯輸出信號(hào)。
[0005]同一相的輸入信號(hào)不能同時(shí)為高電平，S卩HINl和LIN1、HIN2和LIN2、HIN3和LIN3不能同時(shí)為高電平。
[0006]所述UVS、VVS、WVS和PFC都接感性負(fù)載。
[0007]PFCINP則按一定的頻率在高低電平間頻繁切換，使所述IGBT管127持續(xù)處于開關(guān)狀態(tài)而所述FRD管131持續(xù)處于續(xù)流狀態(tài)，該頻率一般為LINl?LIN3、HIN1?HIN3開關(guān)頻率的2?4倍，并且與LINl?LIN3、HIN1?HIN3的開關(guān)頻率沒有直接聯(lián)系。
[0008]可見，現(xiàn)行智能功率模塊100的所述IGBT管124、所述IGBT管125、所述IGBT管126、所述IGBT管127的射極直接作為所述智能功率模塊100的引腳，在所述智能功率模塊100裝配過程中，由于觸碰到操作臺(tái)、觸碰到工人身體部位等原因，所述智能功率模塊100很容易受到靜電威脅，這些靜電如果出現(xiàn)在UN、VN、WN、-VP引腳與COM引腳之間，相當(dāng)于靜電直接對(duì)所述IGBT管124、所述IGBT管125、所述IGBT管126、所述IGBT管127的柵極構(gòu)成沖擊，IGBT管的刪氧是最容易被靜電擊穿的部位，所以現(xiàn)行智能功率模塊100的設(shè)計(jì)上存在被安裝過程中被靜電損壞的缺陷。
[0009]事實(shí)上，如果這種損壞使IGBT管完全失效，在智能功率模塊裝配后的檢測可以被檢出避免流入市場，但如果這種損壞只使IGBT管發(fā)生微損傷，則智能功率模塊裝配后的檢測將很難被發(fā)現(xiàn)，流入市場會(huì)引起制品的早期失效，IGBT管屬于功率器件，有高壓大電流流過，IGBT管失效瞬間極易發(fā)生過熱燒毀，導(dǎo)致整個(gè)智能功率模塊發(fā)生炸裂，智能功率模塊的熱積聚甚至?xí)鹬悄芄β誓K發(fā)生爆炸，嚴(yán)重時(shí)會(huì)發(fā)生火災(zāi)等安全事故。能否提升智能功率模塊的抗靜電能力，成為了影響智能功率模塊普及應(yīng)用的重要課題。
[0010]因此，現(xiàn)有技術(shù)存在缺陷，需要改進(jìn)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0011]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:提供一種可靠性、高適應(yīng)性的智能功率模塊，可在保證智能功率模塊在抗靜電能力大幅提高的前提下，提高智能功率模塊的性能。
[0012]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:一種自適應(yīng)抗靜電增強(qiáng)的智能功率模塊，包括:HVIC管1101;分別與 HVIC 管 1101 連接的 IGBT 管 1121、IGBT 管 1122、IGBT 管 1123、IGBT 管 1124、IGBT 管1125、IGBT管1126和IGBT管1127;以及自適應(yīng)電路1105;其中，HVIC管1101的HOl端與自適應(yīng)電路1105的第一輸入端相連，自適應(yīng)電路1105的第一輸出端與壓機(jī)U相上橋臂IGBT管1121的柵極相連;HVIC管1101的H02端與自適應(yīng)電路1105的第二輸入端相連，自適應(yīng)電路1105的第二輸出端與壓機(jī)V相上橋臂IGBT管1122的柵極相連;HVIC管1101的H03端與自適應(yīng)電路1105的第三輸入端相連，自適應(yīng)電路1105的第三輸出端與壓機(jī)W相上橋臂IGBT管1123的柵極相連;HVIC管1101的LOl端與自適應(yīng)電路1105的第四輸入端相連，自適應(yīng)電路1105的第四輸出端與IGBT管1124的柵極相連;HVIC管1101的L02端與自適應(yīng)電路1105的第五輸入端相連，自適應(yīng)電路1105的第五輸出端與IGBT管1125的柵極相連;HVIC管1101的L03端與自適應(yīng)電路1105的第六輸入端相連，自適應(yīng)電路1105的第六輸出端與IGBT管1126的柵極相連；HVIC管1101的PFCO端與自適應(yīng)電路1105的第七輸入端相連，自適應(yīng)電路1105的第七輸出端與IGBT管1127的柵極相連;并且，自適應(yīng)電路1105內(nèi)部還設(shè)置有二極管2011和二極管2013，其中，二極管2011的陽極接GND，二極管2013的陰極接VCC。
[0013]應(yīng)用于上述技術(shù)方案，所述的智能功率模塊中，其尚未上電時(shí)，自適應(yīng)電路1105的第一輸出端、第二輸出端、第三輸出端、第四輸出端、第五輸出端、第六輸出端、第七輸出端產(chǎn)生電連接并呈現(xiàn)高阻態(tài)，并且與自適應(yīng)電路(1105)的第一輸入端、第二輸入端、第三輸入端、第四輸入端、第五輸入端、第六輸入端、第七輸入端的信號(hào)無關(guān)。
[0014]應(yīng)用于各個(gè)上述技術(shù)方案，所述的智能功率模塊中，當(dāng)其電后，自適應(yīng)電路1105的第一輸出端的信號(hào)與自適應(yīng)電路1105的第一輸入端的信號(hào)同相，自適應(yīng)電路1105的第二輸出端的信號(hào)與所述自適應(yīng)電路1105的第二輸入端的信號(hào)同相，自適應(yīng)電路1105的第三輸出端的信號(hào)與自適應(yīng)電路1105的第三輸入端的信號(hào)同相，自適應(yīng)電路1105的第四輸出端的信號(hào)與自適應(yīng)電路1105的第四輸入端的信號(hào)同相，自適應(yīng)電路1105的第五輸出端的信號(hào)與自適應(yīng)電路1105的第五輸入端的信號(hào)同相，自適應(yīng)電路1105的第六輸出端的信號(hào)與自適應(yīng)電路1105的第六輸入端的信號(hào)同相，自適應(yīng)電路1105的第七輸出端的信號(hào)與自適應(yīng)電路1105的第七輸入端的信號(hào)同相。
[0015]應(yīng)用于各個(gè)上述技術(shù)方案，所述的智能功率模塊中，自適應(yīng)電路1105內(nèi)部設(shè)置有電阻2016、電阻2012、電壓比較器2015、非門2010、非門2017、電阻2021、電阻2022、電阻2023、電阻2024、電阻2025、電阻2026、電阻2027、以及模擬開關(guān)2001、模擬開關(guān)2002、模擬開關(guān)2003、模擬開關(guān)2004、模擬開關(guān)2005、模擬開關(guān)2006和模擬開關(guān)2007;其中；電阻2016—端接VCC，電阻2016另一端接電阻2012和電壓比較器2015;電壓比較器2015的輸出端接非門2010，非門2010的輸出端接非門2017的輸入端;非門2017的輸出端分別接模擬開關(guān)2001的控制端、模擬開關(guān)2002的控制端、模擬開關(guān)2003的控制端、模擬開關(guān)2004的控制端、模擬開關(guān)2005的控制端、模擬開關(guān)2006的控制端和模擬開關(guān)2007的控制端；自適應(yīng)電路1105的第一輸入端與電阻2021的一端相連，自適應(yīng)電路1105的第一輸入端與電阻2021的一端相連，自適應(yīng)電路1105的第一輸入端與電阻2021的一端相連，自適應(yīng)電路1105的第二輸入端與電阻2022的一端相連，自適應(yīng)電路1105的第三輸入端與電阻2023的一端相連，自適應(yīng)電路1105的第四輸入端與電阻2024的一端相連，自適應(yīng)電路1105的第五輸入端與電阻2025的一端相連，自適應(yīng)電路1105的第六輸入端與電阻2026的一端相連，自適應(yīng)電路1105的第七輸入端與電阻2027的一端相連;并且，模擬開關(guān)2001的固定端為自適應(yīng)電路1105的第一輸出端，模擬開關(guān)200 2的固定端為自適應(yīng)電路1105的第二一輸出端，模擬開關(guān)2003的固定端為自適應(yīng)電路1105的第三輸出端，模擬開關(guān)2004的固定端為自適應(yīng)電路1105的第四輸出端，模擬開關(guān)2005的固定端為自適應(yīng)電路1105的第五輸出端，模擬開關(guān)2006的固定端為自適應(yīng)電路1105的第六輸出端，模擬開關(guān)2007的固定端為自適應(yīng)電路1105的第七輸出端;并且，模擬開關(guān)2001的O選擇端、模擬開關(guān)2002的O選擇端、模擬開關(guān)2003的O選擇端、模擬開關(guān)2004的O選擇端、模擬開關(guān)2005的O選擇端、模擬開關(guān)2006的O選擇端、模擬開關(guān)2001的O選擇端相連并接二極管2011的陰極、二極管2013的陽極相連。
[0016]應(yīng)用于各個(gè)上述技術(shù)方案，所述的智能功率模塊中，電阻2016和電阻2012選擇阻值為30k Ω的電阻。
[0017]應(yīng)用于各個(gè)上述技術(shù)方案，所述的智能功率模塊中，電阻2021、電阻2022、電阻2023、電阻2024、電阻2025、電阻2026的阻值為100 Ω，使自適應(yīng)電路1105的第七輸出端通過電阻2027與自適應(yīng)電路1105的第七輸入端相連，電阻2027的阻值為50 Ω。
[0018]采用上述方案，本發(fā)明的智能功率模塊與現(xiàn)行智能功率模塊相比，在智能功率模塊尚未上電時(shí)，即最容易受到靜電積聚與放電的場合，IGBT管的柵極因?yàn)榫哂须娺B接，相當(dāng)于增大了柵氧面積，并且因?yàn)閷?duì)電源端呈正向二極管狀態(tài)，對(duì)GND端呈反向二極管狀態(tài)，使即便有放電，也會(huì)率先通過二極管進(jìn)行放電，減小對(duì)柵極的直接電壓沖擊，提高智能功率模塊內(nèi)部1681'管的柵極的抗靜電能力，并且，由于服1(:管的的!101、!102、!103、1^01、1^2、1^03、PFCO端也分別與對(duì)應(yīng)IGBT管而在智能功率模塊上電后，由于運(yùn)動(dòng)電場的作用，靜電無法積聚，所以，在上電后智能功率模塊的HVIC管的輸出端與IGBT管的柵極重新建立電連接后被靜電破壞的機(jī)會(huì)很低。從而能降低本發(fā)明的智能功率模塊被靜電擊穿的幾率，保證了智能功率模塊出廠的品質(zhì)，這對(duì)于維持應(yīng)用系統(tǒng)穩(wěn)定性，提供產(chǎn)品的用戶滿意度，降低產(chǎn)品投訴，維護(hù)品牌形象有極大促進(jìn)作用。
【附圖說明】
[0019]圖1為現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)電路圖；
圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)電路圖；
圖3為本發(fā)明中自適應(yīng)電路的內(nèi)部結(jié)構(gòu)電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0021 ]本實(shí)施例提供了一種自適應(yīng)抗靜電增強(qiáng)的智能功率模塊，智能功率模塊1100結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。其中，HVIC管1101的VCC端作為所述智能功率模塊1100的低壓區(qū)供電電源正端VDD，VDD—般為 15V;
所述HVIC管1101內(nèi)部還有自舉電路結(jié)構(gòu)如下:
VCC端與自舉二極管1102、自舉二極管1103、自舉二極管1104的陽極相連；
所述自舉二極管1102的陰極與所述HVIC管1101的VBl相連；
所述自舉二極管1103的陰極與所述HVIC管1101的VB2相連；
所述自舉二極管1104的陰極與所述HVIC管1101的VB3相連。
[0022]所述HVIC管1101的HINl端為所述智能功率模塊1100的U相上橋臂輸入端UHIN;
所述HVIC管1101的ΗΙΝ2端為所述智能功率模塊1100的V相上橋臂輸入端VHIN;
所述HVIC管1101的ΗΙΝ3端為所述智能功率模塊1100的W相上橋臂輸入端WHIN;
所述HVIC管1101的LINl端為所述智能功率模塊1100的U相下橋臂輸入端ULIN;
所述HVIC管1101的LIN2端為所述智能功率模塊1100的V相下橋臂輸入端VLIN;
所述HVIC管1101的LIN3端為所述智能功率模塊1100的W相下橋臂輸入端WLIN;
所述HVIC管1101的PFCINP端作為所述智能功率模塊100的PFC控制輸入端PFCIN;
在此，所述智能功率模塊1100的而爪、￥!1爪、'?1爪、1^爪、￥1^爪、'^爪六路輸入和??(:爪端接收OV或5V的輸入信號(hào)；
所述HVIC管1101的I TRIP端為所述智能功率模塊1100的MTRIP端；
在此，所述智能功率模塊1100的而11￥!111￥!1爪、1^11￥1^爪、￥1^1~六路輸入接收(^或5V的輸入信號(hào)； 所述HVIC管1101的GND端作為所述智能功率模塊1100的低壓區(qū)供電電源負(fù)端COM;
所述HVIC管1101的VBl端連接電容1131的一端，并作為所述智能功率模塊1100的壓機(jī)U相高壓區(qū)供電電源正端UVB;
所述HVIC管1101的HOl端與自適應(yīng)電路1105的第一輸入端相連，所述自適應(yīng)電路1105的第一輸出端與壓機(jī)U相上橋臂IGBT管1121的柵極相連；
所述HVIC管1101的VSl端與所述IGBT管1121的射極、FRD管1111的陽極、壓機(jī)U相下橋臂IGBT管1124的集電極、FRD管1114的陰極、所述電容1131的另一端相連，并作為所述智能功率模塊1100的壓機(jī)U相高壓區(qū)供電電源負(fù)端UVS;
所述HVIC管1101的VB2端連接電容1132的一端，作為所述智能功率模塊1100的壓機(jī)U相高壓區(qū)供電電源正端VVB;
所述HVIC管1101的H02端與所述自適應(yīng)電路1105的第二輸入端相連，所述自適應(yīng)電路1105的第二輸出端與壓機(jī)V相上橋臂IGBT管1122的柵極相連；
所述HVIC管1101的VS2端與所述IGBT管1122的射極、FRD管1112的陽極、壓機(jī)V相下橋臂IGBT管1125的集電極、FRD管1115的陰極、所述電容1132的另一端相連，并作為所述智能功率模塊1100的壓機(jī)V相高壓區(qū)供電電源負(fù)端VVS;
所述HVIC管1101的VB3端連接電容1133的一端，作為所述智能功率模塊1100的壓機(jī)W相高壓區(qū)供電電源正端WVB;
所述HVIC管1101的H03端與所述自適應(yīng)電路1105的第三輸入端相連，所述自適應(yīng)電路1105的第三輸出端與壓機(jī)W相上橋臂IGBT管1123的柵極相連；
所述HVIC管1101的VS3端與所述IGBT管1123的射極、FRD管1113的陽極、壓機(jī)W相下橋臂IGBT管1126的集電極、FRD管1116的陰極、所述電容1133的另一端相連，并作為所述智能功率模塊1100的壓機(jī)W相高壓區(qū)供電電源負(fù)端WVS;
所述HVIC管1101的LOl端與所述自適應(yīng)電路1105的第四輸入端相連，所述自適應(yīng)電路1105的第四輸出端與所述IGBT管1124的柵極相連；
所述HVIC管1101的L02端與所述自適應(yīng)電路1105的第五輸入端相連，所述自適應(yīng)電路1105的第五輸出端與所述IGBT管1125的柵極相連；
所述HVIC管1101的L03端與所述自適應(yīng)電路1105的第六輸入端相連，所述自適應(yīng)電路1105的第六輸出端與所述IGBT管1126的柵極相連；
所述IGBT管1124的射極與所述FRD管1114的陽極相連，并作為所述智能功率模塊1100的UN端；
所述IGBT管1125的射極與所述FRD管1115的陽極相連，并作為所述智能功率模塊1100的VN端；
所述IGBT管1126的射極與所述FRD管1116的陽極相連，并作為所述智能功率模塊1100的WN端；
所述HVIC管1101的PFCO端與所述自適應(yīng)電路1105的第七輸入端相連，所述自適應(yīng)電路1105的第七輸出端與IGBT管1127的柵極相連；
所述IGBT管1127的射極與FRD管1117的陽極相連，并作為所述智能功率模塊1100的-VP
端；
所述IGBT管1127的集電極與所述FRD管1117的陰極、FRD管1131的陽極相連，并作為所述智能功率模塊10的PFC端；
所述FRD管1131的陰極、所述IGBT管1121的集電極、所述FRD管1111的陰極、所述IGBT管1122的集電極、所述FRD管1112的陰極、所述IGBT管1123的集電極、所述FRD管1113的陰極相連，并作為所述智能功率模塊1100的高電壓輸入端P，P—般接300V。
[0023]所述HVIC管1101的作用是:
VDD為所述HVIC管1101供電電源正端，GND為所述HVIC管1101的供電電源負(fù)端;VDD-GND電壓一般為15V;
VBl和VSl分別為U相高壓區(qū)的電源的正極和負(fù)極，HOl為U相高壓區(qū)的輸出端；
VB2和VS2分別為V相高壓區(qū)的電源的正極和負(fù)極，H02為V相高壓區(qū)的輸出端；
VB3和VS3分別為U相高壓區(qū)的電源的正極和負(fù)極，H03為W相高壓區(qū)的輸出端；
LO1、L02、L03分別為U相、V相、W相低壓區(qū)的輸出端；
PFCO為PFC驅(qū)動(dòng)電路的輸出端；
將輸入端犯附、!1預(yù)2、《預(yù)3的0或5￥的邏輯輸入信號(hào)分別傳到輸出端!101、!102、!103，1^1附、1^吧丄爪3的信號(hào)分別傳到輸出端11)1、11)2、11)3，？?(:1即的信號(hào)傳到輸出端??(1)，其中HOl是VSl或VS1+15V的邏輯輸出信號(hào)、H02是VS2或VS2+15V的邏輯輸出信號(hào)、H03是VS3或VS3+15V的邏輯輸出信號(hào)，LO1、L02、L03、PFCO是O或15V的邏輯輸出信號(hào)。
[0024]而所述自適應(yīng)電路1105的作用是:
當(dāng)所述智能功率模塊1100尚未上電時(shí)，所述自適應(yīng)電路1105的第一輸出端、第二輸出端、第三輸出端、第四輸出端、第五輸出端、第六輸出端、第七輸出端產(chǎn)生電連接并對(duì)電源端呈正向二極管狀態(tài)，對(duì)GND端呈反向二極管狀態(tài)，并且與所述自適應(yīng)電路1105的第一輸入端、第二輸入端、第三輸入端、第四輸入端、第五輸入端、第六輸入端、第七輸入端的信號(hào)無關(guān);
當(dāng)所述智能功率模塊1100上電后，所述自適應(yīng)電路1105的第一輸出端的信號(hào)與所述自適應(yīng)電路1105的第一輸入端的信號(hào)同相，所述自適應(yīng)電路1105的第二輸出端的信號(hào)與所述自適應(yīng)電路1105的第二輸入端的信號(hào)同相，所述自適應(yīng)電路1105的第三輸出端的信號(hào)與所述自適應(yīng)電路1105的第三輸入端的信號(hào)同相，所述自適應(yīng)電路1105的第四輸出端的信號(hào)與所述自適應(yīng)電路1105的第四輸入端的信號(hào)同相，所述自適應(yīng)電路1105的第五輸出端的信號(hào)與所述自適應(yīng)電路1105的第五輸入端的信號(hào)同相，所述自適應(yīng)電路1105的第六輸出端的信號(hào)與所述自適應(yīng)電路1105的第六輸入端的信號(hào)同相，所述自適應(yīng)電路1105的第七輸出端的信號(hào)與所述自適應(yīng)電路1105的第七輸入端的信號(hào)同相。
[0025]所述自適應(yīng)電路1105可以是如圖3的結(jié)構(gòu)，如下:
VCC接電阻2016的一端；
所述電阻2016的另一端接電阻2012的一端和電壓比較器2015的正輸入端；
所述電阻2012的另一端接COM ；
所述電壓比較器2015的負(fù)輸入端接電壓源2014的正端；
所述電壓源2014的負(fù)端接COM ；
所述電壓比較器2015的輸出端接非門2010的輸入端；
所述非門2010的輸出端接非門2017的輸入端；
所述非門2017的輸出端接所述模擬開關(guān)2001的控制端、所述模擬開關(guān)2002的控制端、所述模擬開關(guān)2003的控制端、所述模擬開關(guān)2004的控制端、所述模擬開關(guān)2005的控制端、所述模擬開關(guān)2006的控制端、所述模擬開關(guān)2007的控制端。
[0026]所述自適應(yīng)電路1105的第一輸入端與電阻2021的一端相連；
所述電阻2021的另一端與模擬開關(guān)2001的I選擇端相連；
所述模擬開關(guān)2001的固定端即為所述自適應(yīng)電路1105的第一輸出端；
所述自適應(yīng)電路1105的第二輸入端與電阻2022的一端相連；
所述電阻2022的另一端與模擬開關(guān)2002的I選擇端相連；
所述模擬開關(guān)2002的固定端即為所述自適應(yīng)電路1105的第二輸出端；
所述自適應(yīng)電路1105的第三輸入端與電阻2023的一端相連；
所述電阻2023的另一端與模擬開關(guān)2003的I選擇端相連；
所述模擬開關(guān)2003的固定端即為所述自適應(yīng)電路1105的第三輸出端；
所述自適應(yīng)電路1105的第四輸入端與電阻2024的一端相連；
所述電阻2024的另一端與模擬開關(guān)2004的I選擇端相連；
所述模擬開關(guān)2004的固定端即為所述自適應(yīng)電路1105的第四輸出端；
所述自適應(yīng)電路1105的第五輸入端與電阻2025的一端相連；
所述電阻2025的另一端與模擬開關(guān)2005的I選擇端相連；
所述模擬開關(guān)2005的固定端即為所述自適應(yīng)電路1105的第五輸出端；
所述自適應(yīng)電路1105的第六輸入端與電阻2026的一端相連；
所述電阻2026的另一端與模擬開關(guān)2006的I選擇端相連；
所述模擬開關(guān)2006的固定端即為所述自適應(yīng)電路1105的第六輸出端；
所述自適應(yīng)電路1105的第七輸入端與電阻2027的一端相連；
所述電阻2027的另一端與模擬開關(guān)2007的I選擇端相連；
所述模擬開關(guān)2007的固定端即為所述自適應(yīng)電路1105的第七輸出端；
所述模擬開關(guān)2001的O選擇端、所述模擬開關(guān)2002的O選擇端、所述模擬開關(guān)2003的O選擇端、所述模擬開關(guān)2004的O選擇端、所述模擬開關(guān)2005的O選擇端、所述模擬開關(guān)2006的O選擇端、所述模擬開關(guān)2007的O選擇端相連并接二極管2011的陰極、二極管2013的陽極相連；
所述二極管2011的陽極接GND;
所述二極管2013的陰極接VCC。
[0027]所述電阻2016和所述電阻2012可考慮選擇阻值為30k Ω的電阻，所述電壓源2014可考慮設(shè)計(jì)為5.5V± IV;則在VCC完全上電達(dá)到15V左右前，所述電壓比較器2015輸出低電平，從而所述非門2017輸出低電平，所述非門2017的低電平使所述自適應(yīng)電路1105的第一輸出端、第二輸出端、第三輸出端、第四輸出端、第五輸出端、第六輸出端、第七輸出端同時(shí)與所述二極管2011和所述二極管2013相連，所述二極管2011和所述二極管2013可設(shè)計(jì)為方塊面積50μπιΧ50μπι的BASE 二極管;在VCC完全上電達(dá)到15V左右后，所述電壓比較器2015輸出高電平，從而所述非門2017輸出高電平，從而使所述自適應(yīng)電路1105的第一輸出端通過所述電阻2021與所述自適應(yīng)電路1105的第一輸入端相連，使所述自適應(yīng)電路1105的第二輸出端通過所述電阻2022與所述自適應(yīng)電路1105的第二輸入端相連，使所述自適應(yīng)電路1105的第三輸出端通過所述電阻2023與所述自適應(yīng)電路1105的第三輸入端相連，使所述自適應(yīng)電路1105的第四輸出端通過所述電阻2024與所述自適應(yīng)電路1105的第四輸入端相連，使所述自適應(yīng)電路1105的第五輸出端通過所述電阻2025與所述自適應(yīng)電路1105的第五輸入端相連，使所述自適應(yīng)電路110 5的第六輸出端通過所述電阻2026與所述自適應(yīng)電路1105的第六輸入端相連，在此，所述電阻2021、所述電阻2022、所述電阻2023、所述電阻2024、所述電阻2025、所述電阻2026可考慮設(shè)計(jì)為100 Ω左右，并使所述自適應(yīng)電路1105的第七輸出端通過所述電阻2027與所述自適應(yīng)電路1105的第七輸入端相連，所述電阻2027的阻值可考慮設(shè)計(jì)為所述電阻2026阻值的一半，即50 Ω。
[0028]以上僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種自適應(yīng)抗靜電增強(qiáng)的智能功率模塊，其特征在于，包括: HVIC管(1101); 分別與 HVIC管(I 101)連接的 IGBT管(I 121)、IGBT管(I 122)、IGBT管(I 123)、IGBT管(1124)、IGBT管(1125)、IGBT管(1126)和IGBT管(1127); 以及自適應(yīng)電路(1105); 其中，HVIC管(1101)的HOl端與自適應(yīng)電路(1105)的第一輸入端相連，自適應(yīng)電路(1105)的第一輸出端與壓機(jī)U相上橋臂IGBT管(1121)的柵極相連； HVIC管(I 1I)的H02端與自適應(yīng)電路(1105)的第二輸入端相連，自適應(yīng)電路(I 105)的第二輸出端與壓機(jī)V相上橋臂IGBT管(1122)的柵極相連； HVIC管(1101)的H03端與自適應(yīng)電路(1105)的第三輸入端相連，自適應(yīng)電路(1105)的第三輸出端與壓機(jī)W相上橋臂IGBT管(1123)的柵極相連； HVIC管(1101)的LOl端與自適應(yīng)電路1105的第四輸入端相連，自適應(yīng)電路(1105)的第四輸出端與IGBT管(1124)的柵極相連； HVIC管(1101)的L02端與自適應(yīng)電路1105的第五輸入端相連，自適應(yīng)電路(1105)的第五輸出端與IGBT管(1125)的柵極相連； HVIC管(1101)的L03端與自適應(yīng)電路(1105)的第六輸入端相連，自適應(yīng)電路(1105)的第六輸出端與IGBT管(1126)的柵極相連； HVIC管(1101)的PFCO端與自適應(yīng)電路(1105)的第七輸入端相連，自適應(yīng)電路(1105)的第七輸出端與IGBT管(1127)的柵極相連； 并且，自適應(yīng)電路(1105)內(nèi)部還設(shè)置有二極管(2011)和二極管(2013)，其中，二極管(2011)的陽極接GND，二極管(2013 )的陰極接VCC。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能功率模塊，其特征在于，其尚未上電時(shí)，自適應(yīng)電路(1105)的第一輸出端、第二輸出端、第三輸出端、第四輸出端、第五輸出端、第六輸出端、第七輸出端產(chǎn)生電連接并呈現(xiàn)高阻態(tài)，并且與自適應(yīng)電路(1105)的第一輸入端、第二輸入端、第三輸入端、第四輸入端、第五輸入端、第六輸入端、第七輸入端的信號(hào)無關(guān)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能功率模塊，其特征在于，當(dāng)其電后，自適應(yīng)電路(1105)的第一輸出端的信號(hào)與自適應(yīng)電路(1105)的第一輸入端的信號(hào)同相，自適應(yīng)電路(I 105)的第二輸出端的信號(hào)與所述自適應(yīng)電路(I 105)的第二輸入端的信號(hào)同相，自適應(yīng)電路(1105)的第三輸出端的信號(hào)與自適應(yīng)電路(1105)的第三輸入端的信號(hào)同相，自適應(yīng)電路1105的第四輸出端的信號(hào)與自適應(yīng)電路(I 105)的第四輸入端的信號(hào)同相，自適應(yīng)電路(1105)的第五輸出端的信號(hào)與自適應(yīng)電路(I 105)的第五輸入端的信號(hào)同相，自適應(yīng)電路(I 105)的第六輸出端的信號(hào)與自適應(yīng)電路(1105)的第六輸入端的信號(hào)同相，自適應(yīng)電路(I 105)的第七輸出端的信號(hào)與自適應(yīng)電路(1105)的第七輸入端的信號(hào)同相。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能功率模塊，其特征在于，自適應(yīng)電路(1105)內(nèi)部設(shè)置有電阻(2016)、電阻(2012)、電壓比較器(2015)、非門(2010)、非門(2017)、電阻(2021)、電阻(2022)、電阻(2023)、電阻(2024)、電阻(2025)、電阻(2026)、電阻(2027)、以及模擬開關(guān)(2001)、模擬開關(guān)(2002)、模擬開關(guān)(2003)、模擬開關(guān)(2004)、模擬開關(guān)(2005)、模擬開關(guān)(2006)和模擬開關(guān)(2007); 其中；電阻(2016)—端接VCC，電阻(2016)另一端接電阻(2012)和電壓比較器(2015);電壓比較器(2015)的輸出端接非門(2010)，非門(2010)的輸出端接非門(2017)的輸入端；非門(2017)的輸出端分別接模擬開關(guān)(2001)的控制端、模擬開關(guān)(2002)的控制端、模擬開關(guān)(2003 )的控制端、模擬開關(guān)(2004 )的控制端、模擬開關(guān)(2005)的控制端、模擬開關(guān)(2006 )的控制端和模擬開關(guān)(2007)的控制端； 自適應(yīng)電路(1105)的第一輸入端與電阻(2021)的一端相連，自適應(yīng)電路(1105)的第一輸入端與電阻(2021)的一端相連，自適應(yīng)電路(1105)的第一輸入端與電阻(2021)的一端相連，自適應(yīng)電路(1105)的第二輸入端與電阻(2022)的一端相連，自適應(yīng)電路(1105)的第三輸入端與電阻(2023)的一端相連，自適應(yīng)電路(1105)的第四輸入端與電阻(2024)的一端相連，自適應(yīng)電路(1105)的第五輸入端與電阻(2025)的一端相連，自適應(yīng)電路(1105)的第六輸入端與電阻(2026)的一端相連，自適應(yīng)電路(1105)的第七輸入端與電阻(2027)的一端相連； 并且，模擬開關(guān)(2001)的固定端為自適應(yīng)電路(I 105)的第一輸出端，模擬開關(guān)(2002)的固定端為自適應(yīng)電路(1105)的第二一輸出端，模擬開關(guān)(2003)的固定端為自適應(yīng)電路(1105)的第三輸出端，模擬開關(guān)(2004 )的固定端為自適應(yīng)電路(I 105)的第四輸出端，模擬開關(guān)(2005)的固定端為自適應(yīng)電路(1105)的第五輸出端，模擬開關(guān)(2006)的固定端為自適應(yīng)電路(1105)的第六輸出端，模擬開關(guān)(2007 )的固定端為自適應(yīng)電路(I 105)的第七輸出端； 并且，模擬開關(guān)(2001)的O選擇端、模擬開關(guān)(2002)的O選擇端、模擬開關(guān)(2003)的O選擇端、模擬開關(guān)(2004)的O選擇端、模擬開關(guān)(2005)的O選擇端、模擬開關(guān)(2006)的O選擇端、模擬開關(guān)(2001)的O選擇端相連并接二極管(2011)的陰極、二極管(2013)的陽極相連。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的智能功率模塊，其特征在于，電阻(2016)和電阻(2012)選擇阻值為30k Ω的電阻。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的智能功率模塊，其特征在于，電阻(2021)、電阻(2022)、電阻(2023)、電阻(2024)、電阻(2025)、電阻(2026)的阻值為100 Ω，使自適應(yīng)電路(1105)的第七輸出端通過電阻(2027)與自適應(yīng)電路(1105)的第七輸入端相連，電阻(2027)的阻值為50Ω。
【文檔編號(hào)】H02M1/32GK105896954SQ201610347405
【公開日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年5月24日
【發(fā)明人】尹曦曦
【申請(qǐng)人】深圳市鑫宇鵬電子科技有限公司