智能功率模塊和空調(diào)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型設(shè)及智能功率模塊技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，設(shè)及一種智能功率模塊和一 種空調(diào)器。
【背景技術(shù)】
[0002] 智能功率模塊（IntelligentPowerMo化le，簡(jiǎn)稱IPM)是一種將電力電子分立器 件和集成電路技術(shù)集成在一起的功率驅(qū)動(dòng)器，智能功率模塊包含功率開(kāi)關(guān)器件和高壓驅(qū)動(dòng) 電路，并帶有過(guò)電壓、過(guò)電流和過(guò)熱等故障檢測(cè)電路。智能功率模塊的邏輯輸入端接收主控 制器的控制信號(hào)，輸出端驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)或后續(xù)電路工作，同時(shí)將檢測(cè)到的系統(tǒng)狀態(tài)信號(hào)送回 主控制器。相對(duì)于傳統(tǒng)分立方案，智能功率模塊具有高集成度、高可靠性、自檢和保護(hù)電路 等優(yōu)勢(shì)，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)、變頻家電的理想電力電子器件。
[000引現(xiàn)有的智能功率模塊電路的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，在HVIC管141內(nèi)部，TRIP端 與電阻106的一端、電壓比較器105的負(fù)端相連；電阻106的另一端接GND;電壓比較器105 的正端與電壓源104的正端相連；電壓比較器104的負(fù)端接GND;電壓比較器105的輸出信 號(hào)作為HVIC管141的內(nèi)部使能控制信號(hào)。如圖2所示，智能功率模塊100的VDD端與溫度 保護(hù)端TR之間連接有熱敏電阻139。
[0004] 在HVIC管141的TRIP端與智能功率模塊100的溫度保護(hù)端TR之間是通過(guò)綁定 線進(jìn)行連接的，綁定線可能為侶線、銅線、金線，在注塑后，綁定線被塑封料包裹，智能功率 模塊一般安裝在室外環(huán)境中，工作時(shí)發(fā)熱，所W在其生命周期里溫度變化較大，因?yàn)樗芊饬?與綁定線的膨脹率不一致，所W會(huì)有拉化應(yīng)力存在，綁定線會(huì)有被化斷的風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)于現(xiàn)行的 智能功率模塊，因?yàn)榻壎ň€被化斷后，TRIP通過(guò)下拉電阻的作用為低電平，所W智能功率模 塊100使能信號(hào)為高電平，從而使現(xiàn)行智能功率模塊100繼續(xù)保持工作狀態(tài)，但失去溫度監(jiān) 控后的智能功率模塊100在溫度超過(guò)額定工作溫度時(shí)仍然繼續(xù)工作，該不但會(huì)引起IGBT等 功率器件的劣化，影響智能功率模塊100的使用壽命，而且存在安全隱患：導(dǎo)致溫度持續(xù)升 高，使IGBT等功率元件在過(guò)度發(fā)熱情況下發(fā)生燒毀，因?yàn)镮GBT管承受高壓和大電流，在大 多數(shù)工況下，IGBT管的燒毀會(huì)導(dǎo)致整個(gè)智能功率模塊的燒毀，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)鸹馂?zāi)。
[0005] 因此，如何能夠提高智能功率模塊的安全性，避免智能功率模塊內(nèi)部的溫度保護(hù) 端的連接線斷路而導(dǎo)致意外情況的發(fā)生成為亟待解決的技術(shù)問(wèn)題。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006] 本實(shí)用新型旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)或相關(guān)技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題之一。
[0007] 為此，本實(shí)用新型的一個(gè)目的在于提出了一種新的智能功率模塊，可W避免智能 功率模塊內(nèi)部的溫度保護(hù)端的連接線斷路時(shí)繼續(xù)工作而導(dǎo)致意外情況的發(fā)生，提高了智能 功率模塊的安全性。
[000引本實(shí)用新型的另一個(gè)目的在于提出了一種空調(diào)器。
[0009] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本實(shí)用新型的第一方面的實(shí)施例，提出了一種智能功率模 塊，包括；上橋臂信號(hào)輸入端、下橋臂信號(hào)輸入端和溫度保護(hù)端；驅(qū)動(dòng)巧片，所述驅(qū)動(dòng)巧片 上設(shè)置有分別連接至所述上橋臂信號(hào)輸入端和所述下橋臂信號(hào)輸入端的接線端子，W及對(duì) 應(yīng)于所述溫度保護(hù)端的第一端口，所述第一端口通過(guò)連接線與所述溫度保護(hù)端相連；熱敏 電阻，所述熱敏電阻的第一端連接至所述溫度保護(hù)端，所述熱敏電阻的第二端連接至所述 智能功率模塊的低壓區(qū)供電電源負(fù)端；自關(guān)斷溫度保護(hù)電路，所述自關(guān)斷溫度保護(hù)電路的 輸入端連接至所述第一端口，所述自關(guān)斷溫度保護(hù)電路的輸出端連接至所述驅(qū)動(dòng)巧片的使 能端；
[0010] 其中，若所述熱敏電阻感測(cè)到所述智能功率模塊的溫度達(dá)到預(yù)定值或所述連接線 斷開(kāi)，所述自關(guān)斷溫度保護(hù)電路輸出低電平使能信號(hào)。
[OCm] 根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的智能功率模塊，驅(qū)動(dòng)巧片即上述的HVIC管，通過(guò)在智 能功率模塊的溫度保護(hù)端連接熱敏電阻，使得自關(guān)斷溫度保護(hù)電路能夠根據(jù)熱敏電阻的阻 值和熱敏電阻是否接入電路來(lái)輸出使能信號(hào)，進(jìn)而可W確保在驅(qū)動(dòng)巧片的第一端口與溫度 保護(hù)端之間的連接線斷路時(shí)，能夠輸出控制驅(qū)動(dòng)巧片停止工作的使能信號(hào)，避免智能功率 模塊繼續(xù)工作而產(chǎn)生安全事故，提高了智能功率模塊的安全性。
[0012] 根據(jù)本實(shí)用新型的上述實(shí)施例的智能功率模塊，還可W具有W下技術(shù)特征：
[0013] 根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述熱敏電阻為正溫度系數(shù)熱敏電阻；所述自關(guān) 斷溫度保護(hù)電路包括：
[0014] 比較器，所述比較器的負(fù)輸入端作為所述自關(guān)斷溫度保護(hù)電路的輸入端，所述比 較器的負(fù)輸入端還通過(guò)電阻元件連接至所述智能功率模塊的低壓區(qū)供電電源正端；電壓 源，所述電壓源的正極連接至所述比較器的正輸入端，所述電壓源的負(fù)極連接至所述低壓 區(qū)供電電源負(fù)端，所述比較器的輸出端作為所述自關(guān)斷溫度保護(hù)電路的輸出端。
[0015] 根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的智能功率模塊，由于熱敏電阻為正溫度系數(shù)熱敏電 阻，因此在智能功率模塊的溫度較低時(shí)，熱敏電阻的阻值較小，比較器輸出高電平使能信 號(hào)；在智能功率模塊的溫度較高時(shí)，熱敏電阻的阻值較大，比較器輸出低電平使能信號(hào)；在 驅(qū)動(dòng)巧片的第一端口與溫度保護(hù)端之間的連接線斷路時(shí)，比較器輸出同樣輸出低電平使能 信號(hào)，保證了在智能功率模塊溫度較高及溫度保護(hù)端的連接線斷路時(shí)，能夠控制智能功率 模塊停止工作，有效提高了智能功率模塊的安全性。
[0016] 根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，還包括；=相上橋臂電路，所述=相上橋臂電路中 的每一相上橋臂電路的輸入端連接至所述驅(qū)動(dòng)巧片的=相高壓區(qū)中對(duì)應(yīng)相的信號(hào)輸出端； =相下橋臂電路，所述=相下橋臂電路中的每一相下橋臂電路的輸入端連接至所述驅(qū)動(dòng)巧 片的S相低壓區(qū)中對(duì)應(yīng)相的信號(hào)輸出端。
[0017] 其中，S相上橋臂電路包括；U相上橋臂電路、V相上橋臂電路、W相上橋臂電路；S 相下橋臂電路包括；U相下橋臂電路、V相下橋臂電路、W相下橋臂電路。
[0018] 根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述每一相上橋臂電路包括；第一功率開(kāi)關(guān)管和 第一二極管，所述第一二極管的陽(yáng)極連接至所述第一功率開(kāi)關(guān)管的發(fā)射極，所述第一二極 管的陰極連接至所述第一功率開(kāi)關(guān)管的集電極，所述第一功率開(kāi)關(guān)管的集電極連接至所述 智能功率模塊的高電壓輸入端，所述第一功率開(kāi)關(guān)管的基極作為所述每一相上橋臂電路的 輸入端。
[0019] 其中，第一功率開(kāi)關(guān)管可W是IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor,絕緣 柵雙極型晶體管）。
[0020] 根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述每一相下橋臂電路包括；第二功率開(kāi)關(guān)管和 第二二極管，所述第二二極管的陽(yáng)極連接至所述第二功率開(kāi)關(guān)管的發(fā)射極，所述第二二極 管的陰極連接至所述第二功率開(kāi)關(guān)管的集電極，所述第二功率開(kāi)關(guān)管的集電極連接至對(duì)應(yīng) 的上橋臂電路中的所述第一二極管的陽(yáng)極，所述第二功率開(kāi)關(guān)管的基極作為所述每一相下 橋臂電路的輸入端。
[0021] 其中，第二功率開(kāi)關(guān)管可W是IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor,絕緣 柵雙極型晶體管）。
[0022] 根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述每一相下橋臂電路中的所述第二功率開(kāi)關(guān)管 的發(fā)射極作為所述智能功率模塊的對(duì)應(yīng)相的低電壓參考端。
[0023] 根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述第一功率開(kāi)關(guān)管和所述第二功率開(kāi)關(guān)管均包 括：絕緣柵雙極型晶體管。
[0024] 根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述智能功率模塊的高電壓輸入端的電壓為 300V。
[0025] 根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述驅(qū)動(dòng)巧片中每一相的高壓區(qū)供電電源正端和 高壓區(qū)供電電源負(fù)端之間連接有濾波電容。
[0026] 根據(jù)本實(shí)用新型第二方面的實(shí)施例，還提出了一種空調(diào)器，包括：如上述任一項(xiàng)實(shí) 施例中所述的智能功率模塊。
[0027] 本實(shí)用新型的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述 中變得明顯，或通過(guò)本實(shí)用新型的實(shí)踐了解到。
【附圖說(shuō)明】
[002引本實(shí)用新型的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中 將變得明顯和容易理解，其中：
[0029] 圖1示出了相關(guān)技術(shù)中的智能功率模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030] 圖2示出了相關(guān)技術(shù)中的智能功率模塊的外部電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031] 圖3示出了根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的智能功率模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032] 圖4示出了根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的自關(guān)斷溫度保護(hù)電路的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033] 為了能夠更清楚地理解本實(shí)用新型的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)，下面結(jié)合附圖和具 體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)描述。需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本申 請(qǐng)的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可W相互組合。
[0034] 在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)W便于充分理解本實(shí)用新型，但是，本實(shí)用 新型還可W采用其他不同于在此描述的其他方式來(lái)實(shí)施，因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并 不受下面公開(kāi)的具體實(shí)施例的限制。
[0035] 圖3示出了根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的智能功率模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0036] 如圖3所示，根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的智能功率模塊，包括；HVIC管4101(即上 述的驅(qū)動(dòng)巧片）。
[0037] 其中，HVIC管4101的VCC端與智能功率模塊4100的低壓區(qū)供電電源正端VDD相 連，VDD-般為15V;HVIC管4101的HIN1端作為智能功率模塊4100的U相上橋臂輸入端 UHIN;HVIC管4101的HIN2端作為智能功率模塊4100的V相上橋臂輸入端VHIN;HVIC管 4101的HIN3端作為智能功率模塊4100的W相上橋臂輸入端WHIN;HVIC管4101的LIN1 端作為智能功率模塊4100的U相下橋臂輸入端化IN;HVIC管4101的LIN2端作為智能功 率模塊4100的V相下橋臂輸入端化IN;HVIC管4101的LIN3端作為智能功率模塊4100的 W相下橋臂輸入端WLIN;HVIC管4101的TRIP端與智能功率模塊4100的溫度保護(hù)端TR相 連。
[003引智能功率模塊4100的U、V、WS相的六路輸入接收0V或5V的輸入信號(hào)。
[0039] HVIC管4101的GND端作為智能功率模塊4100的低壓區(qū)供電電源負(fù)端COM。
[0040] HVIC管4101的各管腳說(shuō)明如下；
[0041] VCC為HVIC管4101的供電電源正端，GND為HVIC管410