[實用新型]高集成智能型功率模塊

有效

• 申請號: 200920196140.5
• 申請日: 2009-09-10
• 公開（公告）號: CN201479004U
• 公開（公告）日: 2010-05-19
• 發明（設計）人: 汪水明;何曉東;戴志展;沈華
• 申請（專利權）人: 嘉興斯達微電子有限公司
• 主分類號: H02M3/155
• 分類號: H02M3/155;H02M1/32;H02M1/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 沈志良

技術領域

本實用新型涉及一種智能型功率模塊(High-Integrated?IntelligentPower?Module，簡寫為HIPM))，特別涉及一種利用新型模塊)(電路)來進一步提升智能型功率模塊(IPM)集成度的高集成智能型功率模塊。

背景技術

智能功率模塊，即IPM(Intelligent?Power?Module)，不僅把功率開關器件IGBT和驅動電路集成在一起，而且還具有欠電壓、過電流和過熱等故障檢測、保護功能，并可將錯誤信號輸出至CPU。因此，使用智能型功率模塊的系統，在系統發生負載事故或使用不當情況下，仍能保證IPM自身不受損壞。IPM以其高可靠性、低損耗、低開發成本正贏得越來越大的市場，尤其適合用于驅動電機的變頻器和各種逆變電源。它是變頻調速，冶金機械，電力牽引，伺服驅動，變頻家電的一種非常理想的電力電子器件。

IPM發展至今，其體積和功耗正在逐步減小，其功能越來越完善。然而，以開發和使用簡便作為其優勢的IPM，其集成度并未得到跨越式發展。現在市場主流IPM，仍然存在如下問題：

1、三相全橋結構封裝的IPM開通和關斷，其上橋臂的IGBT驅動電路需要大量外圍電路配合，所以集成度較低。2、外圍電路中大容值電容的使用和下橋臂長時間開關導通所引起的負壓問題，會導致上橋臂誤觸發，很顯然這不僅增加了系統的不穩定性，也增加系統搭建的成本。3、為搭建低成本控制系統電流檢測，IPM模塊由最初的單一N端輸出，到如今發展分立式三相N端輸出，但是其三相N端輸出仍然需要自己搭建信號采集回路，增加用戶的開發難度，在使用不慎情況下會造成系統損壞。

發明內容

本實用新型的目的是研究出一種高集成智能型功率模塊。

本實用新型針對現有市場中IPM需要外圍充電電路提供懸浮電源觸發三相上橋臂IGBT，三相N端電流檢測接口功能不完善、集成度不高的問題，提出了一種高集成智能型功率模塊。

本實用新型的技術方案是：包括外殼和功率基板，在外殼內集成有功率模塊、驅動模塊，其特征在于外殼內還集成有內置輔助模塊，所述的內置輔助模塊至少包括懸浮電源模塊、平行板電容矩陣模塊、時間常數設置電容模塊、短路保護模塊、三相N端電流檢測模塊和溫度檢測模塊；驅動模塊上連接有懸浮電源模塊、時間常數設置電容模塊、短路保護模塊、溫度檢測模塊；功率模塊上連接有三相N端電流檢測模塊，平行板電容矩陣模塊和懸浮電源模塊入驅動模塊連接。

本實用新型的優點：一是沒有外圍自舉充電電容，所以無開關導通時間限制，大幅降低了HVIC(高壓集成電路)誤動作，二是系統中使用本實用新型，系統搭建更為簡便。三是集成度高，本實用新型利用新型材料填充組裝工藝在IPM內設置自舉充電電路、穩壓及時間設定電容，大大提高了集成度。

附圖說明

圖1是本實用新型外部引腳示意圖；

圖2是本實用新型內部各功能模塊框圖；

圖3是本實用新型內置懸浮電源模塊結構圖；

圖4是本實用新型三相N端電流檢測功能模塊結構示意圖；

圖5是依照鋪銅工藝生成電阻示意圖；

圖6是嵌入式工藝生成平面電阻示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖及實施例對本實用新型發明作進一步說明。

圖1所示是本實用新型外部引腳示意圖。本實用新型利用新型材料填充組裝工藝，在不增加IPM體積進行封裝的前提下，減少了常規定義的外部管腳，本實用新型僅需17根管腳，包括：直流供電電源管腳(引腳1與引腳2)、錯誤輸出信號(引腳3)、六路PWM控制信號(引腳4-引腳9)、三相N端電流檢測信號(引腳10-引腳12)、功率側直流(引腳13與引腳17)、三相輸出引腳(引腳14-引腳16)。本實用新型通過大大減少常規IPM外部引腳，使得IPM的集成度更高，可靠性更強，從而使得其應用和系統搭建更為簡便。

圖2所示是本實用新型外殼內部各功能模塊框圖。本實用新型的外殼內部集成有功率模塊、驅動模塊和內置輔助模塊。所述的內置輔助模塊至少包括懸浮電源模塊1、平行板電容矩陣模塊2、時間常數設置電容模塊3、短路保護模塊4、三相N端電流檢測模塊5和溫度檢測模塊6。驅動模塊上連接有懸浮電源模塊1、時間常數設置電容模塊3、短路保護模塊4、溫度檢測模塊6；功率模塊上連接有三相N端電流檢測模塊5，平行板電容矩陣模塊2和懸浮電源模塊1、驅動模塊連接。