智能功率模塊集成電路及包括該智能功率模塊集成電路的家用電器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及智能功率模塊集成電路。
【背景技術(shù)】
[0002]眾所周知，現(xiàn)有IGBT驅(qū)動電路中通常是通過單片機(jī)輸出脈寬調(diào)制信號，經(jīng)過驅(qū)動模塊放大后形成門極驅(qū)動電壓直接輸出到IGBT的門極，以控制IGBT的開關(guān)。對于IGBT的開通和關(guān)斷通常僅通過門極上輸入的脈寬調(diào)制信號進(jìn)行控制，但是如果脈寬調(diào)制信號的占空比設(shè)置的不合適將導(dǎo)致IGBT在關(guān)斷時集電極的電壓過高而損壞IGBT，影響電路工作的穩(wěn)定性。
[0003]上述內(nèi)容僅用于輔助理解本實(shí)用新型的技術(shù)方案，并不代表承認(rèn)上述內(nèi)容是現(xiàn)有技術(shù)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的主要目的在于提供一種智能功率模塊集成電路，旨在提高電路工作的穩(wěn)定性。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種智能功率模塊集成電路包括驅(qū)動模塊、保護(hù)模塊和開關(guān)管；其中，
[0006]所述開關(guān)管具有第一端、第二端和用于控制第一端與第二端連通狀態(tài)的控制端；所述控制端與所述驅(qū)動模塊的信號輸出端連接，第二端與接地端連接；
[0007]所述驅(qū)動模塊與預(yù)置的控制芯片連接，并將接收到所述控制芯片輸出的脈寬調(diào)制信號放大后經(jīng)所述驅(qū)動模塊的信號輸出端輸出至所述開關(guān)管，以驅(qū)動所述開關(guān)管；
[0008]所述驅(qū)動模塊用于檢測所述信號輸出端的輸出電壓大小，并根據(jù)所述信號輸出端的輸出電壓大小調(diào)整所述信號輸出端輸出所述脈寬調(diào)制信號的狀態(tài)；
[0009]所述保護(hù)模塊用于根據(jù)所述開關(guān)管關(guān)斷時所述第一端的電壓大小控制所述開關(guān)管的工作狀態(tài)；或者所述保護(hù)模塊用于檢測所述開關(guān)管開通時所述第二端的電流大小控制所述開關(guān)管的工作狀態(tài)。
[0010]優(yōu)選地，所述驅(qū)動模塊根據(jù)所述信號輸出端的輸出電壓大小調(diào)整所述信號輸出端輸出所述脈寬調(diào)制信號的狀態(tài)包括:
[0011]當(dāng)所述信號輸出端的輸出電壓大小不屬于預(yù)置區(qū)間范圍時，所述驅(qū)動模塊控制所述信號輸出端停止輸出的脈寬調(diào)制信號；
[0012]或者當(dāng)所述信號輸出端的輸出電壓大小不屬于預(yù)置區(qū)間范圍時，所述驅(qū)動模塊輸出控制信號至所述控制芯片，以供所述控制芯片停止輸出所述脈寬調(diào)制信號。
[0013]優(yōu)選地，所述驅(qū)動模塊還用于將接收到的所述脈寬調(diào)制信號與預(yù)置的基準(zhǔn)方波信號進(jìn)行比較，并根據(jù)比較的結(jié)果調(diào)整所述信號輸出端輸出的脈寬調(diào)制信號的狀態(tài)。
[0014]優(yōu)選地，所述開關(guān)管為絕緣柵雙極型晶體管，所述第一端為所述絕緣柵雙極型晶體管的集電極，所述第二端為所述絕緣柵雙極型晶體管的發(fā)射極，所述控制端為所述絕緣柵雙極型晶體管的門極。
[0015]優(yōu)選地，所述驅(qū)動模塊還用于檢測所述絕緣柵雙極型晶體管的集電極與發(fā)射極之間的電壓，并當(dāng)所述絕緣柵雙極型晶體管開通時，根據(jù)開通瞬間所述絕緣柵雙極型晶體管的集電極與發(fā)射極之間的電壓確定所述絕緣柵雙極型晶體管的工作狀態(tài)，根據(jù)所述工作狀態(tài)調(diào)整所述信號輸出端的輸出電壓上升到第二預(yù)設(shè)值的時間。
[0016]優(yōu)選地，所述工作狀態(tài)包括啟動、硬開和正常；
[0017]所述根據(jù)工作狀態(tài)調(diào)整所述信號輸出端的輸出電壓上升到第二預(yù)設(shè)值的時間包括:
[0018]當(dāng)所述工作狀態(tài)為啟動時，所述信號輸出端的電壓上升到第二預(yù)設(shè)值的時間為第一閾值；
[0019]當(dāng)所述工作狀態(tài)為硬開時，所述信號輸出端的電壓上升到第二預(yù)設(shè)值的時間為第二閾值；
[0020]當(dāng)所述工作狀態(tài)為正常時，所述信號輸出端的電壓上升到第二預(yù)設(shè)值的時間為第三閾值。
[0021]優(yōu)選地，當(dāng)所述保護(hù)模塊用于根據(jù)所述開關(guān)管關(guān)斷時所述第一端的電壓大小控制所述開關(guān)管的工作狀態(tài)時，所述保護(hù)模塊包括電壓采樣電路和比較器，所述電壓采樣電路包括第一電阻和第二電阻，所述第一電阻的一端與所述第一端連接，另一端通過所述第二電阻與所述接地端連接；所述比較器的同相輸入端連接至所述第一電阻和第二電阻的公共端，反相輸入端與預(yù)置參考電壓端連接，輸出端連接至所述控制端。
[0022]優(yōu)選地，所述保護(hù)模塊用于檢測所述開關(guān)管開通時所述第二端的電流大小控制所述開關(guān)管的工作狀態(tài)時，所述智能功率模塊集成電路電路還包括串接于所述第二端與所述接地端之間的第三電阻，所述保護(hù)模塊的電壓檢測端與所述第二端連接以檢測所述第二端的電流大小。
[0023]優(yōu)選地，所述保護(hù)模塊與所述驅(qū)動模塊連接，并當(dāng)檢測到所述第二端的電流大于預(yù)設(shè)值時，輸出控制信號至所述驅(qū)動模塊，以供所述驅(qū)動模塊控制所述信號輸出端輸出預(yù)置電平信號，使所述開關(guān)管關(guān)斷。
[0024]優(yōu)選地，所述保護(hù)模塊與所述控制芯片連接，并當(dāng)檢測到所述第二端的電流大于預(yù)設(shè)值時，輸出控制信號至所述控制芯片，以供所述控制芯片調(diào)整輸出至所述驅(qū)動模塊的脈寬調(diào)制信號的占空比。
[0025]此外，為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實(shí)用新型還提供一種家用電器，所述家用電器包括智能功率模塊集成電路，所述智能功率模塊集成電路包括驅(qū)動模塊、保護(hù)模塊和開關(guān)管；其中，
[0026]所述開關(guān)管具有第一端、第二端和用于控制第一端與第二端連通狀態(tài)的控制端；所述控制端與所述驅(qū)動模塊的信號輸出端連接，第二端與接地端連接；
[0027]所述驅(qū)動模塊與預(yù)置的控制芯片連接，并將接收到所述控制芯片輸出的脈寬調(diào)制信號放大后經(jīng)所述驅(qū)動模塊的信號輸出端輸出至所述開關(guān)管，以驅(qū)動所述開關(guān)管；
[0028]所述驅(qū)動模塊用于檢測所述信號輸出端的輸出電壓大小，并根據(jù)所述信號輸出端的輸出電壓大小是否屬于預(yù)置區(qū)間范圍調(diào)整所述信號輸出端輸出所述脈寬調(diào)制信號的狀態(tài)；
[0029]所述保護(hù)模塊用于根據(jù)所述開關(guān)管關(guān)斷時所述第一端的電壓大小控制所述開關(guān)管的工作狀態(tài)；或者所述保護(hù)模塊用于檢測所述開關(guān)管開通時所述第二端的電流大小控制所述開關(guān)管的工作狀態(tài)。
[0030]本實(shí)用新型實(shí)施例通過設(shè)置保護(hù)模塊根據(jù)開關(guān)管關(guān)斷時所述第一端的電壓大小控制所述開關(guān)管的工作狀態(tài)；根據(jù)開關(guān)管開通時所述第二端的電流大小控制所述開關(guān)管的工作狀態(tài)。從而有效防止了開關(guān)管在關(guān)斷狀態(tài)下第一端和第二端之間的電壓過高而損壞開關(guān)管。此外，由驅(qū)動模塊根據(jù)信號輸出端的電壓控制信號輸出端輸出所述脈寬調(diào)制信號的狀態(tài)，從而可以有效防止開關(guān)管的驅(qū)動電壓過高，導(dǎo)致開關(guān)管燒壞，開關(guān)管的驅(qū)動電壓過低使得開關(guān)管無法打開或處于放大狀態(tài)。因此本實(shí)用新型提供的智能功率模塊集成電路提高了電路工作的穩(wěn)定性。
【附圖說明】
[0031]圖1為本實(shí)用新型智能功率模塊集成電路第一實(shí)施例的電路連接結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖2為本實(shí)用新型智能功率模塊集成電路第二實(shí)施例的電路連接結(jié)構(gòu)示意圖。
[0033]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】
[0034]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。
[0035]本實(shí)用新型提供一種智能功率模塊集成電路，參照圖1，在一實(shí)施例中，該智能功率模塊集成電路包括驅(qū)動模塊10、保護(hù)模塊20和開關(guān)管30 ;其中，
[0036]所述開關(guān)管30具有第一端、第二端和用于控制第一端與第二端連通狀態(tài)的控制端；所述控制端與所述驅(qū)動模塊的信號輸出端連接，第二端與接地端連接；
[0037]所述驅(qū)動模塊10與預(yù)置的控制芯片40連接，并將接收到所述控制芯片40輸出的脈寬調(diào)制信號放大后經(jīng)所述驅(qū)動模塊10的信號輸出端輸出至所述開關(guān)管30，以驅(qū)動所述開關(guān)管30 ；
[0038]所述驅(qū)動模塊10用于檢測所述信號輸出端的輸出電壓大小，并根據(jù)所述信號輸出端的輸出電壓大小調(diào)整所述信號輸出端輸出所述脈寬調(diào)制信號的狀態(tài)；
[0039]所述保護(hù)模塊20用于根據(jù)所述開關(guān)管30關(guān)斷時所述第一端的電壓大小控制所述開關(guān)管30的工作狀態(tài)；或者所述保護(hù)模塊20用于檢測所述開關(guān)管30開通時所述第二端的電流大小控制所述開關(guān)管30的工作狀態(tài)。
[0040]本實(shí)施例提供的驅(qū)動電路主要用于實(shí)現(xiàn)開關(guān)管30的驅(qū)動控制。具體地，上述開關(guān)管30的結(jié)構(gòu)可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)置，本實(shí)施例中，開關(guān)管30優(yōu)選為絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)，上述第一端為所述絕緣柵雙極型晶體管的集電極，所述第二端為所述絕緣柵雙極型晶體管的發(fā)射極，所述控制端為所述絕緣柵雙極型晶體管的門極。
[0041]具體地，上述開關(guān)管30的第一端用于與并聯(lián)諧振電路連接，該并聯(lián)諧振電路包括線圈L和諧振電容C。當(dāng)開關(guān)管30關(guān)斷時，線圈L和諧振電容C進(jìn)入諧振狀態(tài)，電能上升，此時開關(guān)管30第一端和第二端之間電壓將上升。當(dāng)開關(guān)管30開通時，線圈L和諧振電容C上儲存的能量將被釋放，以降低開關(guān)管30第一端和第二端之間的電壓，防止開關(guān)管30關(guān)斷后開關(guān)管30第一端和第二端之間的電壓過高導(dǎo)致?lián)p壞開關(guān)管30。
[0042]本實(shí)施例中