[發明專利]智能功率模塊的驅動IC電路、智能功率模塊及空調器

在審

• 申請號: 201810832530.0
• 申請日: 2018-07-24
• 公開（公告）號: CN110752790A
• 公開（公告）日: 2020-02-04
• 發明（設計）人: 李葉生;馮宇翔
• 申請（專利權）人: 廣東美的制冷設備有限公司;美的集團股份有限公司
• 主分類號: H02P5/46
• 分類號: H02P5/46;H02H7/09;H02H7/085
• 代理公司: 44287 深圳市世紀恒程知識產權代理事務所
• 代理人: 張婷

本發明公開了一種智能功率模塊的驅動IC電路、智能功率模塊及空調器，該智能功率模塊的驅動IC電路包括工作電壓輸入端、逆變邏輯緩沖電路、上橋驅動電路、下橋驅動電路、PFC邏輯緩沖電路、PFC驅動電路、第一調壓控制輸入端、第二調壓控制輸入端、第一調壓模塊和第二調壓模塊；第一調壓模塊根據第一調壓控制輸入端的信號，將工作電壓輸入端輸入的電壓進行升壓或降壓處理；第二調壓模塊根據第二調壓控制輸入端的信號，將工作電壓輸入端輸入的電壓進行升壓或降壓處理，或將工作電壓輸入端的電壓輸出至PFC邏輯緩沖電路及所述PFC驅動電路。本發明解決了現有智能功率模塊的驅動IC不能直接驅動SiC基功率開關器件的問題。

技術領域

本發明涉及智能功率模塊領域，尤其涉及一種智能功率模塊的驅動IC電路、智能功率模塊及空調器。

背景技術

智能功率模塊，即IPM(Intelligent Power Module)，是一種將電力電子和集成電路技術結合的功率驅動類產品。智能功率模塊把功率開關器件和高壓驅動電路集成在一起，并內藏有過電壓、過電流和過熱等故障檢測電路。智能功率模塊一方面接收MCU的控制信號，驅動后續電路工作，另一方面將系統的狀態檢測信號送回MCU。與傳統分立方案相比，智能功率模塊以其高集成度、高可靠性等優勢贏得越來越大的市場，尤其適合于驅動電機的變頻器及各種逆變電源，是變頻調速、冶金機械、電力牽引、伺服驅動及變頻家電的一種理想電力電子器件。

現有的智能功率模塊內部的功率開關器件為Si基功率開關器件，人們對Si基功率開關器件的研究已經非常成熟，Si基功率開關器件的性能即將逼近材料性質的極限，因此，現有技術很難通過Si基功率開關器件的結構創新和制造工藝改進等途徑來大幅度提高智能功率模塊的整體性能。而以SiC基功率開關器件為代表的第三代半導體(即寬禁帶半導體功率器件)具有擊穿電壓高、功率密度高、輸出功率高、工作頻率高及適合高溫下工作等優點，例如，SiC基MOSFET管具有很高的阻斷電壓，沒有類似Si基IGBT管的拖尾電流，使得SiC基MOSFET管的動態損耗很低；并且SiC材料的二極管也具有非常低的開關損耗；同時SiC材料又具有三倍于Si材料的熱導率，使得基于SiC材料的IPM模塊具有更好的工作溫度和良好的可靠性。在高壓功率市場，SiC基功率開關器件(如SiC基MOSFET管)被認為是Si基IGBT管的完美替代者。

然而，通常情況下Si基功率開關器件(如Si基MOSFET管和Si基IGBT管等)適合在12-15V的驅動電壓下工作，因此，變頻家電(如變頻空調)中的智能功率模塊的驅動電壓VDD通常設置為15V，即智能功率模塊內的Si基功率開關器件的柵極驅動信號(高電平)為15V。但是，SiC基功率開關器件(如SiC基MOSFET管)更適合在18～20V的驅動電壓下工作，從而導致現有智能功率模塊內Si基功率開關器件的驅動IC(也稱智能功率模塊的驅動IC)不適合直接用于驅動SiC基功率開關器件。并且，在多數情況下，智能功率模塊中可能同時具有SiC基功率開關器件和Si基功率開關器件，例如，智能功率模塊中的PFC開關管普遍采用SiC基功率開關器件替代原來的Si基功率開關器件，以提高功率校正因子，進而提高電源利用率，而智能功率模塊中的逆變器件(即上橋臂開關管和下橋臂開關管)仍然采用Si基功率開關器件，如果兩者采用相同的Si基功率開關器件的驅動電壓，則可能造成SiC基功率開關器件的性能得不到有效發揮。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種智能功率模塊的驅動IC電路，旨在解決現有智能功率模塊的驅動IC不能直接驅動SiC基功率開關器件的問題。

為了實現上述目的，本發明提供一種智能功率模塊的驅動IC電路，所述驅動IC電路包括工作電壓輸入端、逆變邏輯緩沖電路、上橋驅動電路、下橋驅動電路、PFC邏輯緩沖電路、PFC驅動電路、第一調壓控制輸入端、第二調壓控制輸入端、第一調壓模塊和第二調壓模塊；其中：

所述第一調壓控制輸入端，用于輸入第一調壓控制信號；