[實用新型]智能功率模塊、家用電器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201821839494.2
• 申請日: 2018-11-08
• 公開（公告）號: CN209184474U
• 公開（公告）日: 2019-07-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李葉生;馮宇翔
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東美的制冷設(shè)備有限公司;美的集團股份有限公司
• 主分類號: H02M1/088
• 分類號: H02M1/088;H02M7/5387
• 代理公司: 北京清亦華知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 張潤

本實用新型公開了一種智能功率模塊、家用電器，所述智能功率模塊包括：第一上橋臂開關(guān)管、第二上橋臂開關(guān)管、第三上橋臂開關(guān)管，其中，第一上橋臂開關(guān)管至第三上橋臂開關(guān)管均包括GaN器件；第一下橋臂開關(guān)管、第二下橋臂開關(guān)管、第三下橋臂開關(guān)管，其中，第一下橋臂開關(guān)管至第三下橋臂開關(guān)管均包括GaN器件；驅(qū)動第一上橋臂開關(guān)管至第三上橋臂開關(guān)管的第一驅(qū)動器、第二驅(qū)動器、第三驅(qū)動器；驅(qū)動第一下橋臂開關(guān)管至第三下橋臂開關(guān)管的第四驅(qū)動器、第五驅(qū)動器、第六驅(qū)動器；以及驅(qū)動第一驅(qū)動器至第三驅(qū)動器，第四驅(qū)動器至第六驅(qū)動器的驅(qū)動芯片。本實用新型的智能功率模塊，能夠提高開關(guān)的可靠性能，充分發(fā)揮智能功率模塊的性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及家用電器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種智能功率模塊和一種家用電器。

背景技術(shù)

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(shù)結(jié)合的功率驅(qū)動類產(chǎn)品。智能功率模塊把功率開關(guān)器件和高壓驅(qū)動電路集成在一起，并內(nèi)置有過電壓、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(MicroController Unit，微控制單元)的控制信號，驅(qū)動后續(xù)電路工作，另一方面將系統(tǒng)的狀態(tài)檢測信號送回MCU。與傳統(tǒng)分立方案相比，智能功率模塊以其高集成度、高可靠性等優(yōu)勢贏得越來越大的市場，尤其適合于驅(qū)動電機的變頻器及各種逆變電源，是變頻調(diào)速，冶金機械，電力牽引，伺服驅(qū)動，變頻家電的一種理想電力電子器件。

相關(guān)技術(shù)中，如圖1所示，智能功率模塊將逆變器及柵極驅(qū)動電路(HVIC)集成在一起。其中，逆變器包括6個硅基IGBT(IGBT1-6)和6個并聯(lián)的硅基續(xù)流二極管(FRD1-6)。

申請人研究發(fā)現(xiàn)：目前的智能功率模塊內(nèi)部功率器件為Si基器件，人們對Si功率器件的研究已經(jīng)非常成熟，Si基功率半導(dǎo)體器件性能即將逼近材料性質(zhì)的極限，很難通過器件結(jié)構(gòu)創(chuàng)新和制造工藝改進等途徑大幅度提高其整體性能。由于硅材料的限制，Si功率器件大都只能在250℃以下工作，并且Si材料臨界擊穿電場在250000V/cm左右，耐壓能力有限。而且，Si功率器件高頻性能不好，應(yīng)用最多的Si基IGBT具有很明顯的拖尾電流，而且很難降低或消除，這使得Si基IGBT具有較大的關(guān)斷損耗。隨著電力電子技術(shù)應(yīng)用范圍的不斷擴大，日益嚴(yán)苛的應(yīng)用場合和人們對電力電子設(shè)備要求的不斷提高，急需具有高壓、高溫、低損耗的新材料功率半導(dǎo)體器件以替代傳統(tǒng)的Si基功率半導(dǎo)體器件。

相關(guān)技術(shù)中，如圖2所示，采用GaN功率晶體管代替Si基功率半導(dǎo)體器件。驅(qū)動IC驅(qū)動一個單體增強型氮化鎵晶體管，具有獨立拉灌輸出功能。獨立拉灌輸出功能可通過改變各自通道上的驅(qū)動電阻R1、R2，分別控制開通和關(guān)斷時間。

但是本申請發(fā)明人發(fā)現(xiàn)上述技術(shù)存在如下技術(shù)問題：由于GaN功率管的開通閾值電壓較低，所以采用負(fù)壓關(guān)斷更加可靠，但是現(xiàn)行驅(qū)動電路的關(guān)斷電壓一般為0V，容易引起不可靠開關(guān)。另外，由于GaN功率晶體管對電路干擾比較敏感，現(xiàn)行GaN驅(qū)動電路很難消除電路干擾，容易引起誤開通或者對GaN功率晶體管造成損壞。

實用新型內(nèi)容

本申請實施例通過提供一種智能功率模塊、家用電器，能夠提高開關(guān)的可靠性能，充分發(fā)揮智能功率模塊的性能。

本申請實施例提供了一種智能功率模塊，包括：第一上橋臂開關(guān)管、第二上橋臂開關(guān)管、第三上橋臂開關(guān)管，其中，所述第一上橋臂開關(guān)管、第二上橋臂開關(guān)管、第三上橋臂開關(guān)管均包括GaN器件；第一下橋臂開關(guān)管、第二下橋臂開關(guān)管、第三下橋臂開關(guān)管，其中，所述第一下橋臂開關(guān)管、第二下橋臂開關(guān)管、第三下橋臂開關(guān)管均包括GaN器件；驅(qū)動所述第一上橋臂開關(guān)管的第一驅(qū)動器、驅(qū)動所述第二上橋臂開關(guān)管的第二驅(qū)動器、驅(qū)動所述第三上橋臂開關(guān)管的第三驅(qū)動器；驅(qū)動所述第一下橋臂開關(guān)管的第四驅(qū)動器、驅(qū)動所述第二下橋臂開關(guān)管的第五驅(qū)動器、驅(qū)動所述第三下橋臂開關(guān)管的第六驅(qū)動器；以及驅(qū)動所述第一驅(qū)動器、第二驅(qū)動器、第三驅(qū)動器，所述第四驅(qū)動器、第五驅(qū)動器、第六驅(qū)動器的驅(qū)動芯片。