智能功率模塊和空調(diào)器制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)提供了一種智能功率模塊和空調(diào)器，智能功率模塊中的HVIC管上設(shè)置有對應(yīng)于電流檢測端的第一端口和對應(yīng)于PFC控制輸入端的第二端口；自適應(yīng)電路的第一輸入端和第二輸入端分別連接至第一端口和第二端口，第一輸出端作為HVIC管的使能端；PFC續(xù)流電路的第一輸入端、第二輸入端、第一輸入輸出端和第二輸入輸出端分別連接至自適應(yīng)電路的第二輸出端、第三輸出端、PFC端和IPM的高電壓輸入端，PFC續(xù)流電路根據(jù)其兩個輸入端輸入的電平信號，實現(xiàn)正向?qū)▔航档陀陬A(yù)定壓降值的續(xù)流二極管或反向恢復(fù)電流受控的續(xù)流二極管的功能；自適應(yīng)電路根據(jù)其第一輸入端的輸入信號、其第二輸入端的輸入信號是否處于上升沿和IPM的溫度，輸出相應(yīng)電平的信號。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及智能功率模塊
，具體而言，涉及一種智能功率模塊和一種空調(diào)器。
技術(shù)介紹
智能功率模塊(Intelligent Power Module，簡稱IPM)是一種將電力電子分立器件和集成電路技術(shù)集成在一起的功率驅(qū)動器，智能功率模塊包含功率開關(guān)器件和高壓驅(qū)動電路，并帶有過電壓、過電流和過熱等故障檢測電路。智能功率模塊的邏輯輸入端接收主控制器的控制信號，輸出端驅(qū)動壓縮機(jī)或后續(xù)電路工作，同時將檢測到的系統(tǒng)狀態(tài)信號送回主控制器。相對于傳統(tǒng)分立方案，智能功率模塊具有高集成度、高可靠性、自檢和保護(hù)電路等優(yōu)勢，尤其適合于驅(qū)動電機(jī)的變頻器及各種逆變電源，是變頻調(diào)速、冶金機(jī)械、電力牽引、伺服驅(qū)動、變頻家電的理想電力電子器件。現(xiàn)有的智能功率模塊電路的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，MTRIP端口作為電流檢測端，以根據(jù)檢測到的電流大小對智能功率模塊100進(jìn)行保護(hù)。PFC IN端口作為智能功率模塊的PFC(Power Factor Correct1n，功率因數(shù)校正)控制輸入端。在智能功率模塊工作過程中，PFCINP端按一定的頻率在高低電平間頻繁切換，使IGBT管127持續(xù)處于開關(guān)狀態(tài)而FRD管131持續(xù)處于續(xù)流狀態(tài)，該頻率一般為LINl?LIN3、HINl?HIN3開關(guān)頻率的2?4倍，并且與LINl?LIN3、HIN1?HIN3的開關(guān)頻率沒有直接聯(lián)系。如圖2所示，UN、VN、WN接毫歐電阻138的一端，毫歐電阻138的另一端接GND，MTRIP是電流檢測引腳，接毫歐電阻138的一端，通過檢測毫歐電阻的壓降測算電流，如圖3所示，當(dāng)電流過大時，使智能功率模塊100停止工作，避免因過流產(chǎn)生過熱后，對智能功率模塊100產(chǎn)生永久性損壞。-VP、C0M、UN、VN、WN在實際使用中有電連接關(guān)系。因此，IGBT管121?IGBT管127開關(guān)時的電壓噪聲以及FRD管111?FRD管116、FRD管131續(xù)流時的電流噪聲都會相互耦合，對各低電壓區(qū)的輸入引腳造成影響。在各輸入引腳中，HIN1?HIN3、LIN1?LIN3、PFCINP的閾值一般在2.3V左右，而ITRIP的閾值電壓一般只有0.5V以下，因此，ITRIP是最容易受到干擾的引腳。當(dāng)ITRIP受到觸發(fā)，智能功率模塊100就會停止工作，而因為此時并未真正發(fā)生過流，所以ITRIP此時的觸發(fā)屬于誤觸發(fā)。如圖4所示，在PFCIN為高電平，IGBT管127開通瞬間時，因為FRD管131的反向恢復(fù)電流的存在，疊加出I m的電流波形，該電流有較大的震蕩噪聲，通過-VP、COM、UN、VN、WN在外圍電路中的電連接，震蕩噪聲在MTRIP端會藕合出一定的電壓抬高。設(shè)使MTRIP觸發(fā)的條件為:電壓〉Vth，且持續(xù)時間>Tth;在圖4中，設(shè)Ta〈Tth〈Tb，則在前三個周期的電壓太高不足以使MTRIP產(chǎn)生誤觸發(fā)，到第四個周期，MTRIP將產(chǎn)生誤觸發(fā)。對于特定工藝的FRD管，正向?qū)▔航蹬c反向恢復(fù)時間/反向恢復(fù)電流是反比例關(guān)系，正向?qū)▔航翟酱蠓聪蚧謴?fù)時間/反向恢復(fù)電流越小，正向?qū)▔航翟叫》聪蚧謴?fù)時間/反向恢復(fù)電流越大。在流片工藝未發(fā)生技術(shù)提升的條件下，僅通過縮短反向恢復(fù)時間的方式來降低對母線電壓的影響，必然帶來正向?qū)▔航档奶岣撸瑥亩斐?5kHz以下頻段的功耗增加，而PFC的開關(guān)頻率固定，且頻率在20kHz?40kHz之間，目前量產(chǎn)的產(chǎn)品主流的頻率為20kHz，40kHz仍處于研究論證階段。事實上，如圖5所示，在25°C下，F(xiàn)RD的反向恢復(fù)效應(yīng)引起的電壓波動不足以引起MTRIP觸發(fā)，而隨著溫度升高，在75°(:時，MTRIP被觸發(fā)，使系統(tǒng)停止工作。因為反向恢復(fù)電流是正溫度系數(shù)，這種特性使此種誤觸發(fā)幾率在高溫下更高。雖然這種誤觸發(fā)在一段時間后會恢復(fù)而不會對系統(tǒng)形成破壞，但無疑會對用戶造成困擾。如對于變頻空調(diào)器的應(yīng)用場合，一旦MTRIP被誤觸發(fā)，空調(diào)系統(tǒng)會因誤認(rèn)為發(fā)生過流而停止工作3?5分鐘，使用戶在這段時間內(nèi)無法獲得冷風(fēng)，這是造成空調(diào)系統(tǒng)因制冷能力不足受客戶投訴的主要原因之一。因此，如何在確保智能功率模塊能夠在常溫下低功耗正常工作的前提下，有效降低智能功率模塊在高溫下被誤觸發(fā)的幾率成為亟待解決的技術(shù)問題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)或相關(guān)技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。為此，本專利技術(shù)的一個目的在于提出了一種新的智能功率模塊，可以在確保智能功率模塊能夠在常溫下低功耗正常工作的前提下，有效降低智能功率模塊在高溫下被誤觸發(fā)的幾率。本專利技術(shù)的另一個目的在于提出了一種空調(diào)器。為實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本專利技術(shù)的第一方面的實施例，提出了一種智能功率模塊，包括:三相上橋臂信號輸入端、三相下橋臂信號輸入端、三相低電壓參考端、電流檢測端、PFC控制輸入端和PFC端；HVIC(High Voltage Integrated Circuit，高壓集成電路)管，所述HVIC管上設(shè)置有分別連接至所述三相上橋臂信號輸入端和所述三相下橋臂信號輸入端的接線端，以及對應(yīng)于所述電流檢測端的第一端口和對應(yīng)于所述PFC控制輸入端的第二端口，所述第一端口通過連接線與所述電流檢測端相連，所述第二端口通過連接線與所述PFC控制輸入端相連;采樣電阻，所述三相低電壓參考端和所述電流檢測端均連接至所述采樣電阻的第一端，所述采樣電阻的第二端連接至所述智能功率模塊的低壓區(qū)供電電源負(fù)端；自適應(yīng)電路，所述自適應(yīng)電路的第一輸入端和第二輸入端分別對應(yīng)連接至所述第一端口和所述第二端口，所述自適應(yīng)電路的第一輸出端作為所述HVIC管的使能端；PFC續(xù)流電路，所述PFC續(xù)流電路的第一輸入端、第二輸入端、第一輸入輸出端和第二輸入輸出端分別對應(yīng)連接至所述自適應(yīng)電路的第二輸出端、所述自適應(yīng)電路的第三輸出端、所述PFC端和所述智能功率模塊的高電壓輸入端，所述PFC續(xù)流電路根據(jù)所述PFC續(xù)流電路的兩個輸入端輸入的電平信號，實現(xiàn)正向?qū)▔航档陀陬A(yù)定壓降值的續(xù)流二極管的功能或?qū)崿F(xiàn)反向恢復(fù)電流受控的續(xù)流二極管的功能；其中，所述自適應(yīng)電路根據(jù)所述智能功率模塊的溫度、所述自適應(yīng)電路的第一輸入端的輸入信號的大小，以及所述自適應(yīng)電路的第二輸入端的輸入信號是否處于上升沿，通過所述第一輸出端、第二輸出端和所述第三輸出端輸出相應(yīng)電平的信號。根據(jù)本專利技術(shù)的實施例的智能功率模塊，PFC續(xù)流電路通過根據(jù)PFC續(xù)流電路的兩個輸入端輸入的電平信號，實現(xiàn)正向?qū)▔航档陀陬A(yù)定壓降值的續(xù)流二極管的功能或?qū)崿F(xiàn)反向恢復(fù)電流受控的續(xù)流二極管的功能，使得在智能功率模塊的溫度低于預(yù)定溫度值時，可以實現(xiàn)正向?qū)▔航档陀陬A(yù)定壓降值的續(xù)流二極管的功能，以降低智能功率模塊在常溫(即溫度低于預(yù)定溫度值時)下工作時的功耗;同時可以在智能功率模塊的溫度高于預(yù)定溫度值時，若PFC控制輸入端輸入的信號處于上升沿，則可以實現(xiàn)反向恢復(fù)電流受控的續(xù)流二極管的功能，以抑制其對母線電壓的影響，進(jìn)而降低智能功率模塊在高溫下工作時被誤觸發(fā)的幾率。自適應(yīng)電路通過根據(jù)智能功率模塊的溫度、自適應(yīng)電路的第一輸入端的輸入信號的大小，以及自適應(yīng)電路的第二輸入端的輸入信號是否處于上升沿，通過第一輸出端、第二輸出端和第三輸出端輸出相應(yīng)電平的使能信號，使得在智能功率模塊的溫度較低時，自適應(yīng)電路能夠根據(jù)電流檢測端檢測到的信號值來做出反應(yīng)，以確保智能功率模塊在本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】
一種智能功率模塊，其特征在于，包括：三相上橋臂信號輸入端、三相下橋臂信號輸入端、三相低電壓參考端、電流檢測端、PFC控制輸入端和PFC端；HVIC管，所述HVIC管上設(shè)置有分別連接至所述三相上橋臂信號輸入端和所述三相下橋臂信號輸入端的接線端，以及對應(yīng)于所述電流檢測端的第一端口和對應(yīng)于所述PFC控制輸入端的第二端口，所述第一端口通過連接線與所述電流檢測端相連，所述第二端口通過連接線與所述PFC控制輸入端相連；采樣電阻，所述三相低電壓參考端和所述電流檢測端均連接至所述采樣電阻的第一端，所述采樣電阻的第二端連接至所述智能功率模塊的低壓區(qū)供電電源負(fù)端；自適應(yīng)電路，所述自適應(yīng)電路的第一輸入端和第二輸入端分別對應(yīng)連接至所述第一端口和所述第二端口，所述自適應(yīng)電路的第一輸出端作為所述HVIC管的使能端；PFC續(xù)流電路，所述PFC續(xù)流電路的第一輸入端、第二輸入端、第一輸入輸出端和第二輸入輸出端分別對應(yīng)連接至所述自適應(yīng)電路的第二輸出端、所述自適應(yīng)電路的第三輸出端、所述PFC端和所述智能功率模塊的高電壓輸入端，所述PFC續(xù)流電路根據(jù)所述PFC續(xù)流電路的兩個輸入端輸入的電平信號，實現(xiàn)正向?qū)▔航档陀陬A(yù)定壓降值的續(xù)流二極管的功能或?qū)崿F(xiàn)反向恢復(fù)電流受控的續(xù)流二極管的功能；其中，所述自適應(yīng)電路根據(jù)所述智能功率模塊的溫度、所述自適應(yīng)電路的第一輸入端的輸入信號的大小，以及所述自適應(yīng)電路的第二輸入端的輸入信號是否處于上升沿，通過所述第一輸出端、第二輸出端和所述第三輸出端輸出相應(yīng)電平的信號。...

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：馮宇翔，
申請(專利權(quán))人：廣東美的制冷設(shè)備有限公司，美的集團(tuán)股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：廣東;44