[实用新型]一种智能功率模块

说明书

技术领域

本实用新型属于功率驱动控制领域，尤其涉及一种智能功率模块。

背景技术

智能功率模块（IPM，Intelligent Power Module），是一种结合电力电子技术和集成电路技术的功率驱动类产品。智能功率模块把功率开关器件和高压驱动电路集成在一起，并内置有过电压、过电流和过热等故障检测电路。智能功率模块一方面通过接收MCU的控制信号并驱动后续电路工作，另一方面又将系统的状态检测信号反馈回MCU。与传统分立方案相比，智能功率模块以其高集成度、高可靠性等优势赢得越来越大的市场，尤其适合于驱动电机的变频器及各种逆变电源，是用于变频调速、冶金机械、电力牵引、伺服驱动及变频家电的理想电力电子器件。

现有的智能功率模块的结构如图1所示，智能功率模块由三个单相驱动电路构成，这三个单相驱动电路分别用于输出U相电、V相电及W相电，每一个单相驱动电路都含有一个上桥臂输入端和一个下桥臂输入端，并有一个输出端。U相电对应的单相驱动电路101的上桥臂输入端、下桥臂输入端及输出端分别为HIN1、LIN1及U，V相电对应的单相驱动电路102的上桥臂输入端、下桥臂输入端及输出端分别为HIN2、LIN2及V，W相电对应的单相驱动电路103的上桥臂输入端、下桥臂输入端及输出端分别为HIN3、LIN3及W。由于上述的三个单相驱动电路的结构完全相同，所以图1只示出了用于输出W相电的单相驱动电路103的内部结构。在单相驱动电路103中，第一输入电路104和第二输入电路108用于分别对上桥臂输入端HIN3的输入信号S_HIN3和下桥臂输入端LIN3的输入信号S_LIN3进行滤波，并分别输出与S_HIN3和S_LIN3同相位的信号。电平转换电路105用于将第一输入电路104的输出信号中的低压区信号传入高压区后输出，且输出信号与第一输入电路104的输出信号的相位相同。高压区信号调整电路106用于对电平转换电路105的输出信号中的高压区信号进行补偿后输出，输出信号的宽度与S_HIN3的宽度相同，输出信号的相位与S_HIN3的相位相反。驱动电路107用于根据高压区信号调整电路106的输出信号生成具有电流驱动能力的输出信号，该输出信号的宽度与高压区信号调整电路106的输出信号的宽度相同且相位相反，即驱动电路107的输出信号的宽度和相位与S_HIN3的宽度和相位完全相同。驱动电路112的结构与驱动电路107完全相同。由于S_HIN3需要经过第一输入电路104、电平转换电路105、高压区信号调整电路106才能到达驱动电路107，而S_LIN3所处的通路上并没有电平转换电路105和高压区信号调整电路106，所以，为了使S_HIN3和S_LIN3分别到达驱动电路107和驱动电路112的时间一致，则需要在第二输入电路108与驱动电路112之间加入延时电路117，延时电路117由PMOS管109、NMOS管110和电容111组成，这样就能使两者分别到达驱动电路107和驱动电路112的时间保持一致，从而使S_HIN3到达A点的时间与S_LIN3到达B点的时间完全相同。如图2所示，S_HIN3的上升沿到达A点的时间T1等于S_LIN3的上升沿到达B点的时间T2，S_HIN3的下降沿到达A点的时间T3等于S_LIN3的下降沿到达B点的时间T4，由于整个电路通常被设计为信号无失真传输，S_HIN3的信号宽度T5等于A点的信号宽度T6，S_LIN3的信号宽度T7等于B点的信号宽度T8，从而得到T1=T2=T3=T4。