[发明专利]一种智能功率模块

摘要

本发明属于功率驱动控制领域，提供了一种智能功率模块。本发明通过在智能功率模块中采用输入电路、U相上桥臂输出电路、V相上桥臂输出电路、W相上桥臂输出电路、U相下桥臂输出电路、V相下桥臂输出电路以及W相下桥臂输出电路，使每一个IGBT管都由独立的电路予以驱动，有效地缩短了电路与IGBT管的栅极之间的跳线，降低了栅极电感，减小了电路噪声，进而提高IGBT管的开关速度，并使上下桥臂的IGBT管的开关时间保持一致而不会同时导通，从而提升了智能功率模块的安全性。且由于U相下桥臂输出电路、V相下桥臂输出电路以及W相下桥臂输出电路为低压区电路，其工艺制作成本较低，能够大幅度降低整个智能功率模块的制造成本。

主权项

一种智能功率模块，包括IGBT管Q1、快恢复二极管D1、IGBT管Q2、快恢复二极管D2、IGBT管Q3、快恢复二极管D3、IGBT管Q4、快恢复二极管D4、IGBT管Q5、快恢复二极管D5、IGBT管Q6及快恢复二极管D6；所述IGBT管Q1的漏极与所述快恢复二极管D1的阴极、所述IGBT管Q2的漏极、所述快恢复二极管D2的漏极、所述IGBT管Q3的漏极及所述快恢复二极管D3的阴极共接所形成的共接点作为所述智能功率模块的高电压输入端，所述IGBT管Q4的源极与所述快恢复二极管D4的阳极共接所形成的共接点作为所述智能功率模块的U相低电压参考端，所述IGBT管Q5的源极与所述快恢复二极管D5的阳极共接所形成的共接点作为所述智能功率模块的V相低电压参考端，所述IGBT管Q6的源极与所述快恢复二极管D6的阳极共接所形成的共接点作为所述智能功率模块的W相低电压参考端；其特征在于，所述智能功率模块还包括：输入电路、U相上桥臂输出电路、V相上桥臂输出电路、W相上桥臂输出电路、U相下桥臂输出电路、V相下桥臂输出电路及W相下桥臂输出电路；所述输入电路的电源端与所述U相下桥臂输出电路的电源端、V相下桥臂输出电路的电源端及W相下桥臂输出电路的电源端共接所形成的共接点作为所述智能功率模块的供电正端，所述输入电路的第一上桥臂信号端、第二上桥臂信号端、第三上桥臂信号端、第一下桥臂信号端、第二下桥臂信号端及第三下桥臂信号端分别作为所述智能功率模块的U相上桥臂输入端、V相上桥臂输入端、W相上桥臂输入端、U相下桥臂输入端、V相下桥臂输入端及W相下桥臂输入端，所述输入电路的接地端与所述U相上桥臂输出电路的接地端、V相上桥臂输出电路的接地端、W相上桥臂输出电路的接地端、U相下桥臂输出电路的接地端、V相下桥臂输出电路的接地端及W相下桥臂输出电路的接地端共接所形成的共接点作为所述智能功率模块的供电负端，所述输入电路的U相上桥臂上升沿脉冲输出端和U相上桥臂下降沿脉冲输出端分别连接所述U相上桥臂输出电路的上升沿输入端和下降沿输入端，所述输入电路的V相上桥臂上升沿脉冲输出端和V相上桥臂下降沿脉冲输出端分别连接所述V相上桥臂输出电路的上升沿输入端和下降沿输入端，所述输入电路的W相上桥臂上升沿脉冲输出端和W相上桥臂下降沿脉冲输出端分别连接所述W相上桥臂输出电路的上升沿输入端和下降沿输入端，所述U相上桥臂输出电路的供电正端、所述V相上桥臂输出电路的供电正端及所述W相上桥臂输出电路的供电正端分别作为所述智能功率模块的U相高压区供电正端、V相高压区供电正端及W相高压区供电正端，所述U相上桥臂输出电路的输出端、所述V相上桥臂输出电路的输出端以及所述W相上桥臂输出电路的输出端分别连接所述IGBT管Q1的栅极、所述IGBT管Q2的栅极以及所述IGBT管Q3的栅极，所述U相上桥臂输出电路的供电负端与所述IGBT管Q1的源极、所述快恢复二极管D1的阳极、所述IGBT管Q4的漏极以及所述快恢复二极管D4的阴极共接所形成的共接点作为所述智能功率模块的U相高压区供电负端，所述V相上桥臂输出电路的供电负端与所述IGBT管Q2的源极、所述快恢复二极管D2的阳极、所述IGBT管Q5的漏极以及所述快恢复二极管D5的阴极共接所形成的共接点作为所述智能功率模块的V相高压区供电负端，所述W相上桥臂输出电路的供电负端与所述IGBT管Q3的源极、所述快恢复二极管D3的阳极、所述IGBT管Q6的漏极以及所述快恢复二极管D6的阴极共接所形成的共接点作为所述智能功率模块的W相高压区供电负端，所述U相下桥臂输出电路的输入端与所述输入电路的U相下桥臂输出端共接所形成的共接点作为所述智能功率模块的U相下桥臂延时调整端，所述V相下桥臂输出电路的输入端与所述输入电路的V相下桥臂输出端共接所形成的共接点作为所述智能功率模块的V相下桥臂延时调整端，所述W相下桥臂输出电路的输入端与所述输入电路的W相下桥臂输出端共接所形成的共接点作为所述智能功率模块的W相下桥臂延时调整端，所述U相下桥臂输出电路的输出端、所述V相下桥臂输出电路的输出端及所述W相下桥臂输出电路的输出端分别连接所述IGBT管Q4的栅极、所述IGBT管Q5的栅极及所述IGBT管Q6的栅极；所述输入电路接收U相上桥臂输入信号、V相上桥臂输入信号、W相上桥臂输入信号、U相下桥臂输入信号、V相下桥臂输入信号及W相下桥臂输入信号，并在所述U相上桥臂输入信号的上升沿从所述U相上桥臂上升沿脉冲输出端输出U相窄脉冲信号，在所述U相上桥臂输入信号的下降沿从所述U相上桥臂下降沿脉冲输出端输出所述U相上桥臂窄脉冲信号，在所述V相上桥臂输入信号的上升沿从所述V相上桥臂上升沿脉冲输出端输出V相上桥臂窄脉冲信号，在所述V相上桥臂输入信号的下降沿从所述V相上桥臂下降沿脉冲输出端输出所述V相上桥臂窄脉冲信号，在所述W相上桥臂输入信号的上升沿从所述W相上桥臂上升沿脉冲输出端输出W相上桥臂窄脉冲信号，在所述W相上桥臂输入信号的下降沿从所述W相上桥臂下降沿脉冲输出端输出所述W相上桥臂窄脉冲信号，同时在所述U相下桥臂输出端输出相位与所述U相下桥臂输入信号相同的U相下桥臂脉冲信号，在所述V相下桥臂输出端输出相位与所述V相下桥臂输入信号相同的V相下桥臂脉冲信号，在所述W相下桥臂输出端输出相位与所述W相下桥臂输入信号相同的W相下桥臂脉冲信号；所述U相上桥臂输出电路从所述输入电路接收所述U相上桥臂窄脉冲信号，并将所述U相上桥臂窄脉冲信号从低压区传送至高压区，且在所述U相上桥臂输出电路的输出端输出U相上桥臂控制信号以控制所述IGBT管Q1的通断；所述V相上桥臂输出电路从所述输入电路接收所述V相上桥臂窄脉冲信号，并将所述V相上桥臂窄脉冲信号从低压区传送至高压区，且在所述V相上桥臂输出电路的输出端输出V相上桥臂控制信号以控制所述IGBT管Q2的通断；所述W相上桥臂输出电路从所述输入电路接收所述W相上桥臂窄脉冲信号，并将所述W相上桥臂窄脉冲信号从低压区传送至高压区，且在所述W相上桥臂输出电路的输出端输出W相上桥臂控制信号以控制所述IGBT管Q3的通断；所述U相下桥臂输出电路从所述输入电路接收所述U相下桥臂脉冲信号，并从所述U相下桥臂输出电路的输出端生成U相下桥臂控制信号以控制所述IGBT管Q4的通断；所述V相下桥臂输出电路从所述输入电路接收所述V相下桥臂脉冲信号，并从所述V相下桥臂输出电路的输出端生成V相下桥臂控制信号以控制所述IGBT管Q5的通断；所述W相下桥臂输出电路从所述输入电路接收所述W相下桥臂脉冲信号，并从所述W相下桥臂输出电路的输出端生成W相下桥臂控制信号以控制所述IGBT管Q6的通断；所述IGBT管Q1与所述IGBT管Q4分别在所述U相上桥臂控制信号和所述U相下桥臂控制信号的控制下交替导通以控制所述U相上桥臂输出电路的供电正端与供电负端之间的电压差保持在预设电压差值，所述U相上桥臂输出电路的供电正端向外提供U相电；所述IGBT管Q2与所述IGBT管Q5分别在所述V相上桥臂控制信号和所述V相下桥臂控制信号的控制下交替导通以控制所述V相上桥臂输出电路的供电正端与供电负端之间的电压差保持在所述预设电压差值，所述V相上桥臂输出电路的供电正端向外提供V相电；所述IGBT管Q3与所述IGBT管Q6分别在所述W相上桥臂控制信号和所述W相下桥臂控制信号的控制下交替导通以控制所述W相上桥臂输出电路的供电正端与供电负端之间的电压差保持在所述预设电压差值，所述W相上桥臂输出电路的供电正端向外提供W相电。