[发明专利]智能功率模块的控制电路、智能功率模块及其制造方法

说明书

本发明公开一种智能功率模块的控制电路，包括三个上桥臂功率器件和三个下桥臂功率器件，以及分别与所述三个上桥臂功率器件对应连接的U相高压驱动集成管、V相高压驱动集成管、W相高压驱动集成管，和分别与所述三个下桥臂功率器件对应连接的U相低压驱动集成管、V相低压驱动集成管、W相低压驱动集成管；所述控制电路还包括功率因数校正电路，所述功率因数校正电路与所述U、V、W相高压驱动集成管和所述U、V、W三相低压驱动集成管相连；本发明还公开了一种智能功率模块及其制造方法，所述智能功率模块采用纸质散热器作为载体。本发明减小了智能功率模块的体积和重量，降低了成本，并且具有良好的散热效果。

技术领域

本发明涉及智能功率模块技术领域，尤其涉及一种小型化和低成本化的智能功率模块的控制电路、智能功率模块以及其制造方法。

背景技术

智能功率模块(IPM，Intelligent Power Module)是一种将电力电子和集成电路技术结合的功率驱动类产品。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，并内藏有过电压、过电流和过热等故障检测电路。智能功率模块一方面接收MCU的控制信号，驱动后续电路工作，另一方面将系统的状态检测信号送回MCU。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。

参照图1(A)、图1(B)、图1(C)、图1(D)和图1(E)，图1(A)是现有的智能功率模块的电路图，图1(B)是现有的智能功率模块的俯视图，图1(C)是图1(B)去除树脂后的示意图，图1(D)是图1(B)的X-X’线的截面图，图1(E)是现有的智能功率模块安装在铝散热器上的示意图。

现行智能功率模块100包括：电路基板206；设于所述电路基板206表面上的绝缘层207上形成的所述电路布线208；被固定在所述电路布线208上的所述IGBT管121～127、所述FRD管111～118、所述HVIC管101等元器件；连接元器件和所述电路布线208的金属线205；与所述电路布线208连接的引脚201；所述电路基板206的至少一面被密封树脂202密封，为了提高密封性，会将电路基板206全部密封，为了提高散热性，会使所述铝基板206的背面露出到外部的状态下进行密封。

从图1(C)可以看出，现行的智能功率模块由1枚HVIC管控制7枚IGBT管，导致走线很长，线路间容易造成干扰，并且，由于从HVIC管到6枚U、V、W相的IGBT管的距离不一致，导致6枚IGBT管的信号传输一致性难以控制，而所述HVIC管101控制所述IGBT管127的线距较长，也导致所述IGBT管127高速切换时的延迟和上升沿、下降沿都较缓。

此外，因为基板上的电路布线过多势必增加基板的面积，导致现行智能功率模块的面积加大，增加了智能功率模块的制造成本，影响了智能功率模块在低端领域的普及。另外，由于需要留出电路布线面积，导致元器件间距离较大，通过金属线使元器件间产生连接的邦线较长，影响了邦线的可靠性，并且有在模制过程中有引起冲线的风险。

并且，由于现行智能功率模块的结构造成的分布电感、电容较大，造成开关损耗很高，现行智能功率模块实际工作时发热非常严重，所以需要厚重的电路基板206作为散热器帮助所述IGBT管及FRD管散热，对于功率较大的应用场合，如驱动变频空调压缩机的场合，如图1(E)所示，在所述电路基板106上还需外接更大的铝散热器220，增加了智能功率模块的材料成本、运输成本和应用成本，阻碍了智能功率模块的普及。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种智能功率模块的控制电路，以减少功率模块的体积，并降低功率模块的成本，此外，本发明的另一目的还在于提出一种体积小、成本低且具有良好散热效果的包括上述控制电路的智能功率模块及其制造方法。