[發(fā)明專利]一種用于功率模塊的過(guò)溫保護(hù)電路

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210480565.5
• 申請(qǐng)日: 2012-11-22
• 公開（公告）號(hào): CN103840434B
• 公開（公告）日: 2017-08-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 華慶;程德凱;黃祥鈞;李澤宏;張波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東美的制冷設(shè)備有限公司
• 主分類號(hào): H02H7/10
• 分類號(hào): H02H7/10;H02H5/04
• 代理公司: 北京清亦華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11201
• 代理人: 張大威

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及過(guò)溫保護(hù)電路技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于功率模塊的過(guò)溫保護(hù)電路。

背景技術(shù)

智能功率模塊是一種將功率半導(dǎo)體器件、柵極驅(qū)動(dòng)電路及保護(hù)電路等集成在一起的先進(jìn)的混合集成電路，廣泛應(yīng)用于變頻家電、逆變電源及工業(yè)電氣自動(dòng)化等各個(gè)領(lǐng)域。智能功率模塊屬于大功率半導(dǎo)體器件，工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生較高的溫度，因此，在其內(nèi)部一般都含有過(guò)溫保護(hù)電路，以實(shí)現(xiàn)對(duì)模塊內(nèi)部的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，當(dāng)溫度超標(biāo)時(shí)啟動(dòng)過(guò)溫保護(hù)電路，達(dá)到保護(hù)智能功率模塊的目的。

現(xiàn)有技術(shù)中應(yīng)用于智能功率模塊的傳統(tǒng)的過(guò)溫保護(hù)電路如圖1所示。傳統(tǒng)的過(guò)溫保護(hù)電路包括PNP三極管Q1’、正溫度系數(shù)熱敏電阻R1’、電容C1’、電阻R2’和電阻R3’。其中，正溫度系數(shù)熱敏電阻R1’的一端連接供電電源的正端VCC，另一端連接PNP三極管Q1’的基極；電容C1’與正溫度系數(shù)熱敏電阻R1’并聯(lián)；電阻R2’的一端連接PNP三極管Q1’的基極，另一端連接供電電源的負(fù)端GND；電阻R3’的一端連接PNP三極管Q1’的集電極，另一端作為該過(guò)溫保護(hù)電路的輸出端OUT，連接其他外部電路。

如圖1所示，傳統(tǒng)的過(guò)溫保護(hù)電路工作原理如下：

（1）正常工作時(shí)，智能功率模塊的溫度比較低，正溫度系數(shù)熱敏電阻R1’的阻值較小，PNP三極管Q1’的發(fā)射極-基極未達(dá)到正向偏置條件，因此，PNP三極管Q1’截止，過(guò)溫保護(hù)電路輸出端OUT的電壓V_OUT為低電平，表示智能功率模塊溫度正常。

（2）當(dāng)智能功率模塊的溫度升高時(shí)，正溫度系數(shù)熱敏電阻R1’的阻值隨之變大，當(dāng)溫度上升至某一溫度點(diǎn)T_high時(shí)，PNP三極管Q1’的發(fā)射極-基極之間的電壓V_EB遠(yuǎn)大于其導(dǎo)通電壓，PNP三極管Q1’飽和導(dǎo)通，Q1’集電極-發(fā)射極之間的壓降很小，過(guò)溫保護(hù)電路輸出端OUT的電壓V_OUT變?yōu)楦唠娖剑硎局悄芄β誓K溫度異常。

現(xiàn)有的技術(shù)的缺點(diǎn)在于，在過(guò)溫保護(hù)閾值點(diǎn)處必須使得PNP三極管Q1’工作在飽和區(qū)，這就要求正溫度系數(shù)熱敏電阻R1’必須在過(guò)溫保護(hù)閾值點(diǎn)處具有突變的電阻值拐點(diǎn)。但是，熱敏電阻在生產(chǎn)的過(guò)程中存在偏差，電阻值拐點(diǎn)具有很大的離散性，這將可能導(dǎo)致PNP三極管Q1’在過(guò)溫保護(hù)閾值點(diǎn)處工作在放大區(qū)，導(dǎo)致過(guò)溫保護(hù)閾值點(diǎn)出現(xiàn)較大誤差。因此，傳統(tǒng)的過(guò)溫保護(hù)電路難以準(zhǔn)確地檢測(cè)智能功率模塊的溫度。

而且，當(dāng)智能功率模塊的溫度大于過(guò)溫保護(hù)閾值后，過(guò)溫保護(hù)電路輸出端OUT的電壓V_OUT變?yōu)楦唠娖剑撾妷盒盘?hào)輸入給相應(yīng)的電路控制智能功率模塊暫停工作、減小發(fā)熱量，隨之，智能功率模塊的溫度開始下降。但是，隨著智能功率模塊溫度的下降，PNP三極管Q1’又會(huì)截止，V_OUT重新變?yōu)榈碗娖剑藭r(shí)智能功率模塊又開始正常工作，致使智能功率模塊的溫度再次上升，如此反復(fù)，使得智能功率模塊在過(guò)溫保護(hù)閾值點(diǎn)附近發(fā)生熱振蕩，這種熱振蕩對(duì)智能功率模塊的正常工作及可靠性都有很大影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的旨在至少解決上述的技術(shù)缺陷之一。

為此，本發(fā)明的目的在于提出一種用于功率模塊的過(guò)溫保護(hù)電路，該用于功率模塊的過(guò)溫保護(hù)電路能夠準(zhǔn)確檢測(cè)功率模塊的溫度，并具有熱遲滯功能，可以有效防止熱振蕩現(xiàn)象的發(fā)生。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的實(shí)施例提出的一種用于功率模塊的過(guò)溫保護(hù)電路，包括：檢測(cè)模塊，用于檢測(cè)所述功率模塊的溫度以生成檢測(cè)信號(hào)；輸出響應(yīng)模塊，所述輸出響應(yīng)模塊與所述檢測(cè)模塊相連，所述輸出響應(yīng)模塊包括第一NMOS管和齊納二極管，所述第一NMOS管的漏極與所述齊納二極管的陰極相連且之間具有第一節(jié)點(diǎn)，所述第一節(jié)點(diǎn)的電壓根據(jù)所述檢測(cè)信號(hào)產(chǎn)生變化，所述輸出響應(yīng)模塊根據(jù)所述第一節(jié)點(diǎn)的電壓輸出控制信號(hào)；正反饋熱遲滯模塊，所述正反饋熱遲滯模塊分別與所述輸出響應(yīng)模塊的輸出端和所述檢測(cè)模塊相連，用于根據(jù)所述控制信號(hào)調(diào)節(jié)所述檢測(cè)信號(hào)以實(shí)現(xiàn)熱遲滯；以及保護(hù)模塊，所述保護(hù)模塊與所述輸出響應(yīng)模塊的輸出端相連，用于根據(jù)所述控制信號(hào)控制所述功率模塊停止工作以實(shí)現(xiàn)對(duì)所述功率模塊的保護(hù)。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于功率模塊的過(guò)溫保護(hù)電路，其電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高，在不增加電路復(fù)雜度的情況下，可準(zhǔn)確地檢測(cè)功率模塊的溫度，且該過(guò)溫保護(hù)電路還具有熱遲滯功能，可有效防止熱振蕩現(xiàn)象的發(fā)生。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)所述功率模塊的溫度小于等于第一溫度閾值時(shí)，所述第一NMOS管導(dǎo)通以使所述第一節(jié)點(diǎn)的電壓小于第一電壓閾值，所述輸出響應(yīng)模塊輸出低電平控制信號(hào)。