七二極管D7的陽(yáng)極相連后與驅(qū)動(dòng)電路10的W相高壓區(qū)的電源負(fù)極VS3相連，并作為智能功率模塊的W相高壓負(fù)輸出端WVS。第六功率開(kāi)關(guān)管IGBT6的基極與驅(qū)動(dòng)電路10的W相低壓區(qū)的輸出端L03相連，第六功率開(kāi)關(guān)管IGBT6的集電極分別與第八二極管D8的陰極、驅(qū)動(dòng)電路10的W相高壓區(qū)的電源負(fù)極VS3相連，第六功率開(kāi)關(guān)管IGBT6的發(fā)射極與第八二極管D8的陽(yáng)極相連，并作為智能功率模塊的W相低壓參考端WN。并且，U相高壓正輸出端UVB和U相高壓負(fù)輸出端UVS之間并聯(lián)有第一電容Cl，V相高壓正輸出端VVB和V相高壓負(fù)輸出端VVS之間并聯(lián)有第二電容C2，W相高壓正輸出端WVB和W相高壓負(fù)輸出端WVS之間并聯(lián)有第三電容C3。
[0053]其中，驅(qū)動(dòng)電路10將智能功率模塊的六路輸入端(UHIN、VHIN、WHIN和ULIN、VLIN、WLIN)的OV或5V的輸入信號(hào)分別傳輸?shù)経相高壓區(qū)的輸出端H01、V相高壓區(qū)的輸出端H02、W相高壓區(qū)的輸出端H03和U相低壓區(qū)的輸出端L01、V相低壓區(qū)的輸出端L02、W相低壓區(qū)的輸出端L03。U相高壓區(qū)的輸出端HOl是U相高壓區(qū)的電源負(fù)極VSl或者U相高壓區(qū)的電源負(fù)極VS1+15V的邏輯輸出信號(hào)，V相高壓區(qū)的輸出端H02是V相高壓區(qū)的電源負(fù)極VS2或者V相高壓區(qū)的電源負(fù)極VS2+15V的邏輯輸出信號(hào)，W相高壓區(qū)的輸出端H03是W相高壓區(qū)的電源負(fù)極VS3或者W相高壓區(qū)的電源負(fù)極VS3+15V的邏輯輸出信號(hào)，U相低壓區(qū)的輸出端L01、V相低壓區(qū)的輸出端L02、W相低壓區(qū)的輸出端L03是OV或15V的邏輯輸出信號(hào)。
[0054]需要注意的是，同一相的輸入信號(hào)不能同時(shí)為高電平，即U相上橋臂輸入端UHIN和U相下橋臂輸入端ULIN的輸入信號(hào)，V相上橋臂輸入端VHIN和V相下橋臂輸入端VLIN的輸入信號(hào)以及W相上橋臂輸入端WHIN和W相下橋臂輸入端WLIN的輸入信號(hào)不能同時(shí)為高電平。
[0055]下面以U相為例來(lái)說(shuō)明智能功率模塊的工作原理。
[0056]如圖2和圖4所示，當(dāng)智能功率模塊上電工作時(shí)，U相下橋臂輸入端ULIN、V相下橋臂輸入端VLIN和W相下橋臂輸入端WLIN的0-5V的輸入信號(hào)通過(guò)低壓電平轉(zhuǎn)換電路(圖中未具體示出)轉(zhuǎn)換為0-15V的邏輯輸出信號(hào)后，直接被傳送到U相低壓區(qū)的輸出端L01、V相低壓區(qū)的輸出端L02和W相低壓區(qū)的輸出端L03，而U相上橋臂輸入端UHIN、V相上橋臂輸入端VHIN和W相上橋臂輸入端WHIN的0-5V的輸入信號(hào)進(jìn)入雙脈沖發(fā)生電路101后，在信號(hào)的上升沿，在雙脈沖發(fā)生電路101的第一輸出端輸出一個(gè)0-15V的脈沖信號(hào)，而在信號(hào)的下降沿，在雙脈沖發(fā)生電路101的第二輸出端輸出一個(gè)0-15V的脈沖信號(hào)。
[0057]雙脈沖發(fā)生電路101的第一輸出端輸出的脈沖信號(hào)經(jīng)第一反相器NOTl反相后，對(duì)第一 CMOS電路102進(jìn)行控制。在第一 CMOS電路102中，第一電阻Rl和第二電阻R2起到控制電流和控制導(dǎo)通速度的作用，并且，由于第一電阻Rl為正溫度系數(shù)的電阻如BASE電阻，第二電阻R2為負(fù)溫度系數(shù)的電阻如POLY電阻，因此，當(dāng)溫度發(fā)生變化時(shí)，第一 CMOS電路102對(duì)電流和導(dǎo)通速度的調(diào)節(jié)作用基本保持不變。
[0058]當(dāng)雙脈沖發(fā)生電路101的第一輸出端輸出的脈沖信號(hào)為上升沿信號(hào)時(shí)，第一 NMOS管1022的漏極的電壓幾乎為智能功率模塊的低壓區(qū)供電電源正端VDD的電壓如15V，在該電壓的作用下，第一 DMOS管1031導(dǎo)通。在第一 DMOS管1031導(dǎo)通后，電流流過(guò)第一 DMOS管1031、第一三極管Ql和第二三極管Q2，由于第一三極管Ql和第二三極管Q2的結(jié)構(gòu)和參數(shù)均相同，因此流過(guò)第一三極管Ql的電流與流過(guò)第二三極管Q2的電流相同。另外，由于第一電阻Rl和第二電阻R2的存在，使得第一三極管Ql的集電極產(chǎn)生一個(gè)低于15V的電壓，該電壓需超過(guò)第一 DMOS管1031的閾值電壓以使第一 DMOS管1031保持導(dǎo)通狀態(tài)，通過(guò)此負(fù)反饋?zhàn)罱K使第一 DMOS管1031的漏-源電流和柵極電壓達(dá)到平衡。需要說(shuō)明的是，第一DMOS管1031的耐壓為570V，第二三極管Q2的耐壓為30V，當(dāng)?shù)谝?DMOS管1031關(guān)斷時(shí)，第一DMOS管1031和第二三極管Q2同時(shí)截止而共同承受600V的電壓，滿(mǎn)足耐壓要求。另外，當(dāng)?shù)谝?DMOS管1031導(dǎo)通產(chǎn)生電流的瞬間第二三極管Q2同時(shí)導(dǎo)通，有效地避免了相關(guān)技術(shù)中通過(guò)同一電壓控制兩個(gè)元器件而產(chǎn)生的導(dǎo)通時(shí)間不同步的情況，提高了智能功率模塊的使用壽命和可靠性。
[0059]同樣地，雙脈沖發(fā)生電路101的第二輸出端輸出的脈沖信號(hào)經(jīng)第二反相器N0T2反相后，對(duì)第二 CMOS電路104進(jìn)行控制。在第二 CMOS電路104中，第五電阻R5和第六電阻R6起到控制電流和控制導(dǎo)通速度的作用，并且，由于第五電阻R5為正溫度系數(shù)的電阻如BASE電阻，第六電阻R6為負(fù)溫度系數(shù)的電阻如POLY電阻，因此，當(dāng)溫度發(fā)生變化時(shí)，第二 CMOS電路104對(duì)電流和導(dǎo)通速度的調(diào)節(jié)作用基本保持不變。
[0060]當(dāng)雙脈沖發(fā)生電路101的第二輸出端輸出的脈沖信號(hào)為上升沿信號(hào)時(shí)，第二 NMOS管1042的漏極的電壓幾乎為智能功率模塊的低壓區(qū)供電電源正端VDD的電壓如15V，在該電壓的作用下，第二 DMOS管1051導(dǎo)通。在第二 DMOS管1051導(dǎo)通后，電流流過(guò)第二 DMOS管1051、第三三極管Q3和第四三極管Q4，由于第三三極管Q3和第四三極管Q4的結(jié)構(gòu)和參數(shù)均相同，因此流過(guò)第三三極管Q3的電流與流過(guò)第四三極管Q4的電流相同。另外，由于第五電阻R5和第六電阻R6的存在，使得第三三極管Q3的集電極產(chǎn)生一個(gè)低于15V的電壓，該電壓需超過(guò)第二 DMOS管1051的閾值電壓以使第二 DMOS管1051保持導(dǎo)通狀態(tài)，通過(guò)此負(fù)反饋?zhàn)罱K使第二 DMOS管1051的漏-源電流和柵極電壓達(dá)到平衡。需要說(shuō)明的是，第二DMOS管1051的耐壓為570V，第四三極管Q4的耐壓為30V，當(dāng)?shù)诙?DMOS管1051關(guān)斷時(shí)，第二DMOS管1051和第四三極管Q4同時(shí)截止而共同承受600V的電壓，滿(mǎn)足耐壓要求。另外，當(dāng)?shù)诙?DMOS管1051導(dǎo)通產(chǎn)生電流的瞬間第四三極管Q4同時(shí)導(dǎo)通，有效地避免了相關(guān)技術(shù)中通過(guò)同一電壓控制兩個(gè)元器件而產(chǎn)生的導(dǎo)通時(shí)間不同步的情況，提高了智能功率模塊的使用壽命和可靠性。
[0061]在雙脈沖發(fā)生電路101輸出的脈沖信號(hào)的作用下，第三反相器N0T3的輸出端和第四反相器N0T4的輸出端的電平分別發(fā)生變化，在第一高壓輸出電路1061中重新整合，并在第一高壓輸出電路1061的第五端形成一個(gè)與輸入信號(hào)同相且相對(duì)于U相高壓區(qū)的電源負(fù)極VSl的VS1-VS1+15V的邏輯輸出信號(hào)。其中，當(dāng)U相高壓負(fù)輸出端UVS的電壓接近OV時(shí)，第一高壓輸出電路1061的第五端形成0-15V的邏輯輸出信號(hào)相高壓負(fù)輸出端UVS的電壓接近接近600V時(shí)，第一高壓輸出電路1061的第五端形成600-615V的邏輯輸出信號(hào)。
[0062]其中，第四電阻R4和第八電阻R8的阻值可以為10k Ω，第一電阻R1、第二電阻R2、第五電阻R5以及第六電阻R6的阻值可以為5kQ，第三電阻R3和第七電阻R7的阻值可以為50 Ω。當(dāng)?shù)谝?DMOS管1031處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，由于第一二極管Dl的箝位作用，則第一 DMOS管1031的電流為15V/100kD = 0.15mA，第一 DMOS管1031的柵極壓降為15V-0.15mAX (5kQ+5kQ) = 13.5Vo 同樣地，第二 DMOS 管 1051 的柵極壓降也為 13.5V。
[0063]綜上，在使用低成本的570V耐壓的DMOS管的前提下，通過(guò)同步控制30V耐壓的三極管的導(dǎo)通和關(guān)斷和570V耐壓的DMOS管的導(dǎo)通和關(guān)斷，保證在全溫度范圍內(nèi)，570V耐壓的DMOS管的導(dǎo)通和關(guān)斷與30V耐壓的三極管的導(dǎo)通和關(guān)斷幾乎同步，從而確保驅(qū)動(dòng)電路的使用壽命不會(huì)因?yàn)?70V耐壓的DMOS管和30V耐壓的三極管的疊加耐壓設(shè)計(jì)而產(chǎn)生的需要承受超出自身負(fù)荷的瞬間高壓的負(fù)面效果。
[0064]該智能功率模塊通過(guò)上述的智能功率模塊的驅(qū)動(dòng)電路，能夠有效提高使用壽命和安全性。
[0065]流程圖中或在此以其他方式描述的任何過(guò)程或方法描述可以被理解為，表示包括一個(gè)或更多個(gè)用于實(shí)現(xiàn)特定邏輯功能或過(guò)程的步驟的可執(zhí)行指令的代碼的模塊、片段或部分，并且本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式的范圍包括另外的實(shí)現(xiàn)，其中可以不按所示出或討論的順序，包括根據(jù)所涉及的功能按基本同時(shí)的方式或按相反的順序，來(lái)執(zhí)行功能，這應(yīng)被本實(shí)用新型的實(shí)施例所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。
[0066]在流程圖中表示或在此以其他方式描述的邏輯和/或步驟，例如，可以被認(rèn)為是用于實(shí)現(xiàn)邏輯功能的可執(zhí)行指令的定序列表，可以具體實(shí)現(xiàn)在任何計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中，以供指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備(如基于計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)、包括處理器的系統(tǒng)或其他可以從指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備取指令并執(zhí)行指令的系統(tǒng))使用，或結(jié)合這些指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備而使用。就本說(shuō)明書(shū)而言，"計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)"可以是任何可以包含、存儲(chǔ)、通信、傳播或傳輸程序以供指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備或結(jié)合這些指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備而使用的裝置。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的更具體的示例(非窮盡性列表)包括以