[发明专利]用于谐振逆变器的智能电源模块有效

专利信息
申请号: 201810184303.1 申请日: 2018-03-06
公开(公告)号: CN108631269B 公开(公告)日: 2020-12-08
发明(设计)人: 徐范锡;赵原震;陈松 申请(专利权)人: 万国半导体(开曼)股份有限公司
主分类号: H02H7/12 分类号: H02H7/12;H02M1/32;H05B6/06;H05B6/04
代理公司: 上海信好专利代理事务所(普通合伙) 31249 代理人: 周乃鑫;潘朱慧
地址: 英属西印度群岛,开曼群岛,大开曼岛KY*** 国省代码: 暂无信息
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摘要:
搜索关键词: 用于 谐振 逆变器 智能 电源模块
【说明书】:

一种智能电源模块包括一个电源开关、一个续流器件以及一个引入了栅极驱动电路和一个或多个电源开关保护电路的控制器电路。在一个实施例中,电源开关是一个绝缘栅双极晶体管(IGBT)器件,续流器件是一个PN结二极管,将控制器电路配置成半导体集成电路(IC)。电源模块为电源开关器件配置了保护功能,保护电路形成在控制器电路IC上,与电源开关共同封装。在一些实施例中,电源模块中的控制电路包括一个有源软启动电路,激活该有源软启动电路实现电源开关的软启动。在其他实施例中,电源模块中的控制电路包括一个有源接通脉冲控制电路,以检测异常系统输入信号脉冲情况,闭锁系统不必要的输入脉冲。

技术领域

发明主要涉及智能电源模块,更确切的说是关于一种用于谐振逆变器的智能电源模块。

背景技术

感应加热已被广泛应用于国内工业和医疗等领域。感应加热是指通过电磁感应加热导电物体(例如金属等)的技术,通过物理上靠近物体的电路中电流的波动,使得封闭电路(物体)中产生电流。例如,一个电磁炉包括交流电驱动的谐振回路,在感应线圈处感应交流磁场。感应线圈处的交流磁场,在置于感应线圈附近的金属蒸煮罐中产生感应电流。电阻金属蒸煮罐中感应的电流产生热量,反过来加热蒸煮罐中的食物。

一种常用的感应加热拓扑结构是单开关准谐振逆变器拓扑结构,包括一个单独的电源开关和一个单独的谐振电容器,为感应线圈提供可变的谐振电流。由于IGBT的高功率可能性和高开关频率操作,因此配置单独的开关准谐振逆变器通常使用绝缘栅双极晶体管(IGBT)作为电源开关器件。

过电压状况,例如电源浪涌等,对于单开关准谐振逆变器电路来说是一个严重的问题。尤其是当电压超过电源开关器件的额定电压时,准谐振逆变器电路中的电源开关器件可能失效或永久受损。例如,发生闪电时,可能会在交流输入线路中产生极其高的浪涌电压。当浪涌电压超过电源开关器件的击穿电压时,如果没有在电源浪涌发生后极短的时间(毫秒量级)内采取补救措施,那么电源开关器件受到无法挽回地损伤。除了过电压情况之外,单开关准谐振逆变器电路还可能受到其他故障情况,影响准谐振逆变器电路的可靠性和效率。

发明内容

本发明的目的在于提出一种用于谐振逆变器的智能电源模块,以改善现有技术中的一个或多个问题。

本发明的一个方面在于提出一种半导体封装,包括:

一个分立的电源开关,具有一个控制端和第一、第二电源端;

一个分立的续流器件,续流器件电并联到电源开关的第一和第二电源端;以及

一个整体集成的控制器电路,控制器电路具有一个第一输出端,连接到电源开关的控制端,一个第一输入端,接收输入信号,一个第二输入端接收反馈信号,输入信号决定电源开关的接通时间和断开时间,控制器电路包括一个栅极驱动电路,用于产生栅极驱动信号,根据输入信号,驱动电源开关的控制端,以及一个保护电路,配置至少一个用于保护电源开关的保护功能,

其中半导体封装包括一个第一端连接电源开关的第一电源端,一个第二端连接电源开关的第二电源端,一个第三端耦合到控制器电路的第一输入端,一个第四端耦合到控制器电路的第二输入端,一个第五端,接收正向电压源电压,以及一个第六端,接收地电压,第五端耦合到控制器电路的电源端,第六端耦合到控制器电路的接地端。

其中,控制器电路中的保护电路包括一个过电压保护电路,过电压保护电路包括一个保护栅极驱动电路和一个过电压控制电路,配置过电压控制电路检测电源开关断开时间内电源开关上的过电压情况,接通保护栅极驱动电路,用钳位电压驱动电源开关,接通电源开关,耗散过电压。

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