[發明專利]具有減小沖擊的緩沖電容器的智能功率模塊

在審

• 申請號: 201410478890.7
• 申請日: 2014-09-18
• 公開（公告）號: CN104795982A
• 公開（公告）日: 2015-07-22
• 發明（設計）人: 李俊鎬
• 申請（專利權）人: 三星電機株式會社
• 主分類號: H02M1/32
• 分類號: H02M1/32
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 余剛;吳孟秋

相關申請的交叉引用

本發明要求于2014年1月22日向韓國專利局提交的韓國專利申請第10-2014-0008025號的權益，通過引用將其公開內容全部結合在本文中。

技術領域

本發明涉及一種其中裝有減小沖擊的緩沖電容器的智能功率模塊(IPM)。

背景技術

智能功率模塊(IPM)具有配置在單一封裝內的諸如IGBT、MOSFET、FRD等的電力半導體器件、控制電路、驅動電路、安全電路和控制電力，而且根據它們的用途和系統需求具有多種I/O伏安法、控制方法、形狀和尺寸。應用了電力電子技術領域中的器件的通用逆變器、數字控制(NC)機工具和工業機器人被要求更有效率且更小以跟上其先進性。為了滿足更小且具有更多功能的器件的要求，IGBT通過在模塊封裝內安裝驅動電路和多種安全電路減少外圍電路和部件的數量并且縮短系統設計的時間。此外，因為IPM內驅動電路和電力切換器件之間的接線長度縮短，所以EMI特性和對寄生效應的抗干擾性提高。

在開發IPM早期，驅動電路或安全電路只是簡單地插入傳統的電力器件模塊，BJT和MOSFET用于主要器件以及厚和薄的IC用于控制單元。近來，主要安裝了IGBT和MOSFET器件以及專用IC。這是因為綜合考慮系統、器件、控制和安全功能，對最佳設計的要求增強，而不是在單個模塊內簡單安裝控制電路等。

因此，考慮到低噪音(高頻率)、高效率(低損失)、耐用性、一致性控制、小且輕便的器件以及簡單的設計和組件的系統方面，IPM需要設計成不同于使用單獨器件的滿足高速切換、低損失、用于SOA(安全操作區)的最佳權衡設計、適當的安全措施、關斷時間短、高噪音穩定性和既小又輕便的切換器件(高集成)的需求。

此外，需要采用用于在最佳狀態中驅動和保護電力器件的專用IC，以及最后需要考慮高集成的封裝技術內的噪音阻抗、沖擊電壓、散熱特性和尺寸。

由大多數電力半導體制造商開發I的PM技術已經集中于開發為滿足系統需求的IGBT器件、用于保護器件且減少損失的FWD(續流二極管)、控制和安全電路以及具有更好特性的封裝。

發明內容

本發明的一個實施方式提供了一種其中裝有減小沖擊的緩沖電容器的IPM，其可以防止由于沖擊電壓對器件造成故障或損壞。

本發明的另一個實施方式提供了一種其中裝有減小沖擊的緩沖電容器的IPM，其可以允許IPM的簡單設計且減小PCB的面積和成本。

本發明的一個實施方式提供了一種其中裝有減小沖擊的緩沖電容器的智能功率模塊，該智能功率模塊包括：驅動IC，被配置為接收來自微控制器單元的第一電壓信號并生成第二電壓信號；開關，被配置為接收來自驅動IC的第二電壓信號并基于第二電壓信號生成用于驅動電機的電機驅動信號；以及沖擊減壓器，連接在開關和電機之間且被配置為減小沖擊電壓。

在一個實施方式中，沖擊減壓器可以安裝在智能功率模塊的內部，而且沖擊減壓器可以包括電容器，該電容器可以是多層陶瓷電容器(MLCC)。該電容器可以具有在其中并聯連接的多于一個的電容器。

在另一個實施方式中，電容器的電容可以根據用戶的要求進行調節。開關可以包括第一子開關和第二子開關，而且沖擊減壓器可以連接至第一子開關的一端和第二子開關的一端。第一子開關可以包括第一開關、第二開關和第三開關，并且第二子開關可以包括第四開關、第五開關和第六開關，其中，沖擊減壓器的一端可以連接至第一開關的輸出端、第二開關的輸出端和第三開關的輸出端，而且其中，沖擊減壓器的另一端可以連接至第四開關的輸入端、第五開關的輸入端和第六開關的輸入端。

而在另一個實施方式中，第一開關的輸入端、第二開關的輸入端和第三開關的輸入端可以各自與電機連接，而且第一開關、第二開關、第三開關、第四開關、第五開關和第六開關各自可以包括選自GTO(門極可關斷晶閘管)、MOSFET、IGBT(絕緣柵雙極晶體管)和MCT(MOS控制晶閘管)組成的組中的至少一個。第一電壓信號可以小于第二電壓信號。

本發明的又一個實施方式中可以提供包括其中裝有減小沖擊的緩沖電容器的智能功率模塊的家用電器。

附圖說明

圖1示出了根據本發明的實施方式的其中裝有減小沖擊的緩沖電容器的IPM的框圖。

圖2示出了根據本發明的實施方式的其中裝有減小沖擊的緩沖電容器的IPM的內部構造。

圖3示出了根據本發明的實施方式的開關的內部構造。

圖4和圖5示出了如何實際實施根據本發明的實施方式的其中裝有減小沖擊的緩沖電容器的IPM。