[发明专利]一种智能功率模块

说明书

技术领域

本发明涉及电气电路领域，尤其涉及一种高兼容性自动保护功能的智能功率模块。

背景技术

IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管）作为新型电力半导体场控自关断器件，集功率MOSFET的高速性能与双极性器件的低电阻于一体，具有高频率、高电压、大电流、尤其是容易开通和关断的性能特点。在各种电力变换中获得极广泛的应用，是国际上公认的电力电子技术第三次革命的最具代表性的产品，至今已经发展到第六代，商业化已发展到第五代。

IPM（Intelligent Power Module，智能功率模块），不仅把IGBT等功率开关器件和驱动电路集成在一起，而且还内藏有过电压，过电流和过热等故障检测电路，并可将检测信号送到控制器。它由高速低功耗的管芯和优化的门极驱动电路以及快速保护电路构成。即使发生负载事故或使用不当，也可以保证IPM自身不受损坏。IPM以其高可靠性，使用方便赢得越来越大的市场，尤其适合于驱动电机的变频器和各种逆变电源，是变频调速、冶金机械、电力牵引、伺服驱动和变频家电的一种非常理想的电力电子器件。

目前，市场上的智能功率模块的结构，主要采用在模块内部集成驱动电路和简单的保护电路的设计方式。现有的智能功率模块结构存在如下缺陷：用户在应用设计过程中，存在需要设计完善的保护电路的问题，消耗设计周期较长；为方便与外界设备通信，现有模块设计时需要根据用户需求设计不同种类的对外接口，增加了模块制造的复杂性以及生产成本。

鉴于上述原因，需要设计一种新型的智能功率模块，它可以在节约制造成本的同时，方便用户对模块内部的IGBT直接监测，从而加快用户的开发周期。

发明内容

本发明提供一种智能功率模块，包括IGBT及智能电路，IGBT连接智能电路，所述智能电路由对外接口、主控制器、驱动电路、保护电路及温度传感器组成，所述对外接口连接主控制器，所述主控制器分别连接驱动电路、保护电路及温度传感器，

所述主控制器，用于为驱动电路提供工作信号，并接受保护电路反馈的IGBT异常信息，还用于与用户的主控系统进行通信；

所述驱动电路，与IGBT相连，用于为所述IGBT提供栅极充放电；

所述保护电路，与IGBT相连，用于为所述IGBT提供电路保护；

所述温度传感器，用于检测所述智能功率模块工作过程中的温度，并反馈给所述主控制器。

优选的，所述对外接口包括主控器下载程序接口、智能电路电源接口及主控板通信接口。

优选的，所述保护电路为IGBT提供的电路保护包括过流、过压、短路及欠压保护。

优选的，所述保护电路为IGBT提供电路保护时还向主控制器反馈IGBT异常信息，所述主控制器记录IGBT异常信息，并将所述IGBT异常信息提供给用户的主控系统。

优选的，所述智能功率模块与用户的主控系统相连。

根据本发明提供的智能功率模块，主控制器采集驱动电路、保护电路及温度传感器提供的信息后，通过对外接口向用户的主控系统进行反馈。用户的控制系统只需要与模块内部的主控制器进行数据通信，就能实现IGBT的工作和获得IGBT的故障信息，可以为用户提供最大的便利，从而加快用户整体系统的设计周期。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明较佳实施例提供的智能功率模块结构示意图；

图2是本发明较佳实施例提供的智能功率模块中智能电路结构示意图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

图1是本发明较佳实施例提供的智能功率模块结构示意图。如图1所示，本发明较佳实施例提供的示意图智能功率模块1包括IGBT2和智能电路3，IGBT2连接智能电路3。所述智能功率模块1中的智能电路3与用户的主控系统。于本实施例中，智能电路3监测IGBT2的各项指标，并记录IGBT2的故障信息，发送给用户的主控系统供用户分析使用。