智能功率模塊及其的驅(qū)動(dòng)電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及智能功率模塊技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種智能功率模塊的驅(qū)動(dòng)電路以及一種智能功率模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]智能功率模塊是一種將電力電子和集成電路技術(shù)結(jié)合的功率驅(qū)動(dòng)類產(chǎn)品。智能功率模塊把功率開關(guān)器件和高壓驅(qū)動(dòng)電路集成在一起，并具有過(guò)電壓、過(guò)電流和過(guò)熱等故障檢測(cè)電路。智能功率模塊一方面接收MCU (Micro Control Unit，微控制單元)的控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)后續(xù)電路工作，另一方面將檢測(cè)的系統(tǒng)的狀態(tài)信號(hào)發(fā)送給MCU。與傳統(tǒng)分立方案相比，智能功率模塊以其高集成度、高可靠性等優(yōu)勢(shì)贏得越來(lái)越大的市場(chǎng)，尤其適合于驅(qū)動(dòng)電機(jī)的變頻器和各種逆變電源，是變頻調(diào)速、冶金機(jī)械、電力牽引、伺服驅(qū)動(dòng)、變頻家電的一種理想電力電子器件。
[0003]相關(guān)技術(shù)中，如圖1所不，米用光親實(shí)現(xiàn)第一 HOIC管的高電壓與LVIC管的低電壓的隔離。但是采用該隔離結(jié)構(gòu)使得智能功率模塊的驅(qū)動(dòng)電路的電路結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，并且需要配置三個(gè)體積較大且裝配工藝不同于其它半導(dǎo)體芯片的光耦管，使得智能功率模塊的體積較大、制造工藝復(fù)雜，并且成本比較高。
[0004]另外，由于智能功率模塊的驅(qū)動(dòng)電路由多個(gè)不同的元器件組成，如圖1所示，智能功率模塊的驅(qū)動(dòng)電路包括5個(gè)元器件(光耦管01、光耦管02、光耦管03、第一 HOIC管和第二 HOIC管)，即使將光耦管01和LVIC管集成在一起，也需要4個(gè)元器件，多個(gè)元器件的組合必然造成不一致性，而智能功率模塊的U相、V相、W相理論上需高度一致，因此，使得智能功率模塊無(wú)論是個(gè)體上還是個(gè)體間都會(huì)出現(xiàn)不一致性，這種不一致性造成了智能功率模塊驅(qū)動(dòng)算法設(shè)置上的困難，甚至?xí)谔囟ür下出現(xiàn)不可避免的偏差，造成系統(tǒng)異常保護(hù)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成系統(tǒng)失控，帶來(lái)安全隱患。
[0005]因此，需要對(duì)智能功率模塊的驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行改進(jìn)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型的目的旨在至少解決上述的技術(shù)缺陷之一。
[0007]為此，本實(shí)用新型的一個(gè)目的在于提出一種智能功率模塊的驅(qū)動(dòng)電路，通過(guò)單個(gè)DMOS管實(shí)現(xiàn)電平信號(hào)的轉(zhuǎn)換，使驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單可靠，并提高了一致性。
[0008]本實(shí)用新型的另一個(gè)目的在于提出一種智能功率模塊。
[0009]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型一方面提出了一種智能功率模塊的驅(qū)動(dòng)電路，包括第一至第三同步電平轉(zhuǎn)換電路，所述第一至第三同步電平轉(zhuǎn)換電路的電路結(jié)構(gòu)相同且每個(gè)同步電平轉(zhuǎn)換電路包括:雙脈沖發(fā)生電路，所述雙脈沖發(fā)生電路的電源正端與所述智能功率模塊的低壓區(qū)供電電源正端相連，所述雙脈沖發(fā)生電路的電源負(fù)端與所述智能功率模塊的低壓區(qū)供電電源負(fù)端相連，所述雙脈沖發(fā)生電路的信號(hào)輸入端對(duì)應(yīng)與所述智能功率模塊的U、V、W相上橋臂輸入端相連，所述雙脈沖發(fā)生電路在其信號(hào)輸入端輸入信號(hào)的上升沿和下降沿分別產(chǎn)生第一窄脈沖信號(hào)和第二窄脈沖信號(hào)，其中，所述第一窄脈沖信號(hào)通過(guò)所述雙脈沖發(fā)生電路的第一輸出端輸出，所述第二窄脈沖信號(hào)通過(guò)所述雙脈沖發(fā)生電路的第二輸出端輸出；第一 DMOS管，所述第一 DMOS管在所述第一窄脈沖信號(hào)或所述第二窄脈沖信號(hào)的控制下導(dǎo)通；信號(hào)還原電路，所述信號(hào)還原電路的輸入端與所述第一 DMOS管的漏極相連，所述信號(hào)還原電路將所述第一窄脈沖信號(hào)和第二窄脈沖信號(hào)對(duì)應(yīng)還原成相對(duì)于所述驅(qū)動(dòng)電路的VSl端、VS2端、VS3端的電平信號(hào)；高壓區(qū)輸出電路，所述高壓區(qū)輸出電路的輸入端與所述信號(hào)還原電路的輸出端相連，所述高壓區(qū)輸出電路對(duì)應(yīng)將相對(duì)于所述驅(qū)動(dòng)電路的VSl端、VS2端、VS3端的電平信號(hào)進(jìn)行放大。
[0010]根據(jù)本實(shí)用新型的智能功率模塊的驅(qū)動(dòng)電路，通過(guò)單個(gè)DMOS管實(shí)現(xiàn)電平信號(hào)的轉(zhuǎn)換，以使驅(qū)動(dòng)電路在同一芯片中實(shí)現(xiàn)，有效避免使用多個(gè)芯片組合導(dǎo)致的不一致性，從而提高了驅(qū)動(dòng)電路的一致性，降低了裝配難度和成本，并且縮小了智能功率模塊的體積。另夕卜，由于智能功率模塊的一致性得到提高，使得智能功率模塊的驅(qū)動(dòng)算法要求大幅降低，從而提高了智能功率模塊的普適性和健壯性，避免了因多個(gè)芯片組合導(dǎo)致的不一致性使智能功率模塊的驅(qū)動(dòng)算法不匹配而導(dǎo)致的系統(tǒng)失控。
[0011]具體地，所述雙脈沖發(fā)生電路的第一輸出端與所述第一 DMOS管的柵極之間還連接有串聯(lián)的第一非門和第二非門，所述雙脈沖發(fā)生電路的第二輸出端與所述第一 DMOS管的柵極之間還連接有串聯(lián)的第三非門和第四非門。
[0012]具體地，所述信號(hào)還原電路具體包括:第一電阻，所述第一電阻的一端與所述第一DMOS管的漏極相連，所述第一電阻的另一端對(duì)應(yīng)與所述驅(qū)動(dòng)電路的VBl端、VB2端、VB3端相連；選擇開關(guān)，所述選擇開關(guān)的固定端分別與所述第一電阻的一端、所述第一 DMOS管的漏極相連；第一二極管，所述第一二極管的陰極與所述選擇開關(guān)的固定端相連，所述第一二極管的陽(yáng)極對(duì)應(yīng)與所述驅(qū)動(dòng)電路的VSl端、VS2端、VS3端相連；串聯(lián)的第五非門和第六非門，所述第五非門的輸入端與所述選擇開關(guān)的第一選擇端相連，所述第五非門的輸出端與所述第六非門的輸入端相連；串聯(lián)的第七非門和第八非門，所述第七非門的輸入端與所述選擇開關(guān)的第二選擇端相連，所述第七非門的輸出端與所述第八非門的輸入端相連；觸發(fā)器，所述觸發(fā)器的第一輸入端與所述第六非門的輸出端相連，所述觸發(fā)器的第二輸入端與所述第八非門的輸出端相連，所述觸發(fā)器的輸出端與所述選擇開關(guān)的控制端相連后，與所述高壓區(qū)輸出電路的輸入端相連。
[0013]具體地，通過(guò)所述第一 DMOS管截止以對(duì)所述驅(qū)動(dòng)電路的高壓區(qū)和低壓區(qū)進(jìn)行隔離。
[0014]此外，本實(shí)用新型還提出了一種智能功率模塊，其包括上述的智能功率模塊的驅(qū)動(dòng)電路。
[0015]該智能功率模塊通過(guò)上述的智能功率模塊的驅(qū)動(dòng)電路，有效地提高了一致性，并且降低了裝配難度和成本，縮小了體積。另外，由于一致性得到提高，使得驅(qū)動(dòng)算法要求大幅降低，從而提高了普適性和健壯性，避免了因多個(gè)芯片組合導(dǎo)致的不一致性使驅(qū)動(dòng)算法不匹配而導(dǎo)致的系統(tǒng)失控。
[0016]本實(shí)用新型附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過(guò)本實(shí)用新型的實(shí)踐了解到。
【附圖說(shuō)明】
[0017]本實(shí)用新型上述的和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從下面結(jié)合附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0018]圖1為傳統(tǒng)的智能功率模塊的電路結(jié)構(gòu)圖；
[0019]圖2為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的智能功率模塊的電路結(jié)構(gòu)圖；以及
[0020]圖3為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的同步電平轉(zhuǎn)換電路的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面詳細(xì)描述本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本實(shí)用新型，而不能解釋為對(duì)本實(shí)用新型的限制。
[0022]下文的公開提供了許多不同的實(shí)施例或例子用來(lái)實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的不同結(jié)構(gòu)。為了簡(jiǎn)化本實(shí)用新型的公開，下文中對(duì)特定例子的部件和設(shè)置進(jìn)行描述。當(dāng)然，它們僅僅為示例，并且目的不在于限制本實(shí)用新型。此外，本實(shí)用新型可以在不同例子中重復(fù)參考數(shù)字和/或字母。這種重復(fù)是為了簡(jiǎn)化和清楚的目的，其本身不指示所討論各種實(shí)施例和/或設(shè)置之間的關(guān)系。此外，本實(shí)用新型提供了的各種特定的工藝和材料的例子，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以意識(shí)到其他工藝的可應(yīng)用于性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特征在第二特征之“上”的結(jié)構(gòu)可以包括第一和第二特征形成為直接接觸的實(shí)施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之間的實(shí)施例，這樣第一和第二特征可能不是直接接觸。
[0023]在本實(shí)用新型的描述中，需要說(shuō)明的是，除非另有規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是機(jī)械連接或電連接，也可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通，可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)的具體含義。
[0024]下面參照附圖來(lái)描述本實(shí)用新型實(shí)施例提出的智能功率模塊的驅(qū)動(dòng)電路以及智能功率模塊。
[0025]圖2為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的智能功率模塊的驅(qū)動(dòng)電路的方框示意圖。如圖2所示，該智能功率模塊的驅(qū)動(dòng)電路10包括第一同步電平轉(zhuǎn)換電路11、第二同步電平轉(zhuǎn)換電路12和第三同步電平轉(zhuǎn)換電路13，并且，第一同步轉(zhuǎn)換電路11、第二同步電平轉(zhuǎn)換電路12和第三同步電平轉(zhuǎn)換電路13的電路結(jié)構(gòu)相同。
[0026]如圖3所示，每個(gè)同步電平轉(zhuǎn)換電路包括雙脈沖發(fā)生電路101、第一 DMOS管102、