[發(fā)明專利]一種用于三相電機橋式驅(qū)動的智能功率模塊電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110143286.5
• 申請日: 2011-05-31
• 公開（公告）號: CN102208865A
• 公開（公告）日: 2011-10-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡同燦
• 申請（專利權(quán)）人: 日銀IMP微電子有限公司
• 主分類號: H02M1/08
• 分類號: H02M1/08;H01L25/16
• 代理公司: 寧波奧圣專利代理事務(wù)所(普通合伙) 33226
• 代理人: 程曉明;周玨

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種橋式驅(qū)動電路，尤其是涉及一種用于三相電機橋式驅(qū)動的智能功率模塊電路。

背景技術(shù)

橋式驅(qū)動電路是開關(guān)電源領(lǐng)域里的一種常見應(yīng)用電路，橋式驅(qū)動電路一般包括半橋驅(qū)動電路、全橋驅(qū)動電路和三相橋式驅(qū)動電路，兩個半橋驅(qū)動電路可以組合成一個全橋驅(qū)動電路，三個半橋驅(qū)動電路可以組合成一個三相橋式驅(qū)動電路。其中，三相橋式驅(qū)動電路經(jīng)常被應(yīng)用于風(fēng)機、變頻空調(diào)、變頻洗衣機、變頻微波爐、汽車電機驅(qū)動等這一類三相電機的產(chǎn)品上。圖1給出了典型的三相電機橋式驅(qū)動智能功率模塊電路，該三相電機橋式驅(qū)動智能功率模塊電路包括第一功率器件20、第二功率器件30、第三功率器件40、第四功率器件50、第五功率器件60、第六功率器件70及一個橋式控制芯片（即柵極驅(qū)動芯片）10。第一功率器件20、第二功率器件30和第三功率器件40作為高壓側(cè)的功率器件；第四功率器件50、第五功率器件60和第六功率器件70作為低壓側(cè)的功率器件；柵極驅(qū)動芯片10簡稱為柵驅(qū)動芯片，其是橋式驅(qū)動電路的控制驅(qū)動芯片，按照模塊劃分，該柵極驅(qū)動芯片10可分為高壓側(cè)驅(qū)動模塊11和低壓側(cè)驅(qū)動模塊12，高壓側(cè)驅(qū)動模塊11可產(chǎn)生三路控制驅(qū)動信號HO1、HO2及HO3，分別連接第一功率器件20、第二功率器件30和第三功率器件40，利用控制驅(qū)動信號HO1、HO2及HO3控制高壓側(cè)的功率器件的柵極；低壓側(cè)驅(qū)動模塊12可產(chǎn)生另三路控制驅(qū)動信號LO1、LO2及LO3，分別連接第四功率器件50、第五功率器件60和第六功率器件70，利用控制驅(qū)動信號LO1、LO2及LO3控制低壓側(cè)的功率器件的柵極，進行功率器件的開關(guān)動作。圖1中第一功率器件20、第二功率器件30、第三功率器件40、第四功率器件50、第五功率器件60及第六功率器件70可以是功率IGBT（Insulated?Gate?Bipolar?Transistor，絕緣柵雙極型晶體管）、或MOSFET（Metal?Oxide?Semiconductor?Field?Effect?Transistor，金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管），也可以采用其它類型的功率器件，如晶閘管等，其中需將晶閘管的門極作為信號控制端口。圖1所示的三相電機橋式驅(qū)動智能功率模塊電路還包括運算放大器電路80和低壓穩(wěn)壓電路110，運算放大器電路80通過外部電流檢測電阻器R提供電橋電流的模擬反饋，低壓穩(wěn)壓電路110產(chǎn)生3.3V或5V電源，給MCU（微處理器）或其它元件供電。

在現(xiàn)有應(yīng)用中，三相電機橋式驅(qū)動智能功率模塊電路通常是采用功率模塊集成方法將單個柵極驅(qū)動芯片、運算放大器電路、低壓穩(wěn)壓電路和六個功率器件集成在一個模塊中，采用這種方法，一方面，在智能功率模塊裝置制造中，由于六個功率器件芯片面積較大，且功率器件工作時發(fā)熱也較大，這樣組裝時往往要求各個功率器件之間的間距要大，而柵極驅(qū)動芯片面積往往不大，因此這就造成柵極驅(qū)動芯片至各個功率器件的連線會很長，使智能功率模塊電路的可靠性大為降低，不利于生產(chǎn)和可靠性控制；另一方面，在生產(chǎn)制造柵極驅(qū)動芯片時需要將高壓隔離制造工藝集成到普通CMOS工藝中進行生產(chǎn)，采用高壓隔離制造工藝的目的是為了將高壓側(cè)驅(qū)動模塊與低壓側(cè)驅(qū)動模塊隔離開，由于普通CMOS工藝集成高壓隔離制造工藝流程復(fù)雜，該工藝為了耐高壓，能夠達到的特征尺寸較大，原來只需小特征尺寸的部分也必須采用大特征尺寸，使制造得到的柵極驅(qū)動芯片的特征尺寸較大，從而導(dǎo)致了相同功能的柵極驅(qū)動芯片占用面積太大，同時提高了單個柵極驅(qū)動芯片的生產(chǎn)成本；此外，由于采用單芯片集成方法實現(xiàn)的柵極驅(qū)動芯片的面積較大，這樣不利于設(shè)計功能復(fù)雜的芯片，如希望集成運算放大器電路、低壓穩(wěn)壓電路等，這是因為采用這種柵極驅(qū)動芯片來設(shè)計功能復(fù)雜芯片的面積將會更大，同時生產(chǎn)良率也會降低，生產(chǎn)成本也會增加。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種制造方便、可靠性高、生產(chǎn)成本低且生產(chǎn)良率高的用于三相電機橋式驅(qū)動的智能功率模塊電路。