[发明专利]智能功率模块及其高压驱动电路

说明书

本发明公开了一种智能功率模块及其高压驱动电路，所述驱动电路包括第一至第六驱动电路和第一至第六充放电电路，每个充放电电路包括第一信号输入端、第一信号输出端、供电电源正端和供电电源负端，供电电源正端对应与智能功率模块的高压区供电电源正端/低压区供电电源正端相连，供电电源负端对应与智能功率模块的高压区供电电源负端/低压区供电电源负端相连，其中，当低压区供电电源/高压区供电电源异常时，充放电电路停止将对应的驱动电路输出的驱动信号输出至对应的功率开关管的控制端，并控制第一信号输出端处于低阻状态，以对负载侧的剩余电荷进行泄放，从而有效避免了残留电荷存在对智能功率模块等带来的冲击，提高了安全性和可靠性。

技术领域

本发明涉及智能功率模块技术领域，特别涉及一种智能功率模块的高压驱动电路以及一种智能功率模块。

背景技术

IPM(Intelligent Power Module，智能功率模块)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。IPM把功率开关器件和高压驱动电路集成在一起，并具有过电压、过电流和过热等故障检测电路。如图1所示，IPM一方面接收MCU(Micro Control Unit，微控制单元)的控制信号，驱动后续电路工作，另一方面将检测的系统的状态信号发送给MCU。与传统分立方案相比，IPM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和各种逆变电源，是变频调速、冶金机械、电力牵引、伺服驱动、变频家电的一种理想电力电子器件。

相关技术中，IPM采用图2所示的电路结构，其中每个功率开关器件(IGBT管)由相应的驱动电路进行驱动控制，并且每个驱动电路均由IPM的低压区供电电源VCC供电，以使驱动电路正常工作。但在实际应用中，IPM的工作环境比较恶劣，供电电源存在不稳定等情况，如果VCC因电压波动等原因引起忽然掉电，那么由于电机具有电感储能，能量不能及时得到泄放，很可能引起人体触电、电路损坏等情况。而且多数情况下由于VCC电压不稳定，而IGBT管在VCC电压较低时会造成饱和压降过高而异常发热，所以一般的IPM都会有欠压保护机制，在VCC电压波动严重到低于某一特定值(一般设置在10V～11V)时就切断IPM一段时间，待VCC电压恢复后，再让IPM继续工作，这种情况下，电机电感的电量一定没有发完，当IPM重新上电工作后，这些残留电量就非常容易对IPM内部的IGBT管造成冲击，使IGBT管发生微损伤，长期会使IPM过早损坏，影响IPM的长期可靠性，阻碍了IPM在变频领域的大面积推广。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的第一个目的在于提出一种智能功率模块的高压驱动电路，在供电电压不稳定时，通过对应的充放电电路对负载侧的剩余电荷进行快速泄放，从而有效避免了残留电荷对智能功率模块以及其它电器带来的冲击，极大的提高了智能功率模块的安全性和可靠性，对于智能功率模块的推广普及具有积极作用。

本发明的第二个目的在于提出一种智能功率模块。

为实现上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种智能功率模块的高压驱动电路，包括第一至第六驱动电路和第一至第六充放电电路，所述第一至第六充放电电路的电路结构相同且每个充放电电路包括第一信号输入端、第一信号输出端、供电电源正端和供电电源负端，所述第一信号输入端对应与所述第一至第六驱动电路的信号输出端相连，所述第一信号输出端对应与智能功率模块的U、V、W相高压功率开关管的控制端和U、V、W相低压功率开关管的控制端相连，所述供电电源正端对应与所述智能功率模块的高压区供电电源正端/低压区供电电源正端相连，所述供电电源负端对应与所述智能功率模块的高压区供电电源负端/低压区供电电源负端相连，其中，当所述低压区供电电源/所述高压区供电电源正常时，所述充放电电路将对应的驱动电路输出的驱动信号输出至对应的功率开关管的控制端，以控制所述功率开关管导通/关断；当所述低压区供电电源/所述高压区供电电源异常时，所述充放电电路停止将对应的驱动电路输出的驱动信号输出至对应的功率开关管的控制端，并控制所述第一信号输出端处于低阻状态，以对负载侧的剩余电荷进行泄放。