[實用新型]一種智能功率模塊

有效

• 申請號: 202021511283.3
• 申請日: 2020-07-28
• 公開（公告）號: CN213027795U
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 馮鍇雄;楊忠添
• 申請（專利權）人: 廣東匯芯半導體有限公司
• 主分類號: H02M1/08
• 分類號: H02M1/08;H02M1/084;H02M1/088;H02H7/12
• 代理公司: 北京棘龍知識產權代理有限公司 11740
• 代理人: 戴麗偉

本實用新型公開了一種智能功率模塊，其特征在于，包括：三通道HVIC芯片、三通道LVIC芯片、三相上橋臂電路和三相下橋臂電路，采用相關聯的三通道HVIC芯片和三通道LVIC芯片對三相上橋臂電路和三相下橋臂電路的六路IGBT進行驅動，并通過引線框架進行組裝，其中HVIC芯片和LVIC芯片內部均設計部分互鎖與死區電路和信號傳輸電路，LVIC芯片內部設計欠壓保護電路、過流保護電路、過壓保護電路、過溫保護電路和使能電路及報錯電路，可在實現上下橋互鎖和死區控制功能的同時減小模塊體積，縮短驅動路徑，減小驅動線路寄生電阻、電感，減少組裝和加工的復雜性，以及提高可靠性。

技術領域

本實用新型涉及功率半導體技術領域，特別涉及一種智能功率模塊。

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，應用于變頻電機伺服驅動，廣泛用于家電變頻控制中。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，甚至有欠壓、過電壓、過電流和過熱等故障檢測電路。

現有小功率智能功率模塊具有以下幾種驅動類型：(1)如圖1所示，一個六通道HVIC(High Voltage Gate Driver IC，高壓柵極驅動IC)11 驅動六路IGBT(InsulatedGate Bipolar Transistor，絕緣柵雙極型晶體管)管12；(2)如圖2所示，一個三通道HVIC21分別驅動三路上橋IGBT，一個三通道LVIC(Low Voltage Gate Driver IC，低壓柵極驅動IC)22分別驅動三路下橋IGBT；(3)如圖3所示，包括三個二通道HVIC31，每個HVIC 分別驅動同相上橋和下橋的二路IGBT；(4)如圖4所示，三個一通道HVIC41 各驅動一路上橋IGBT，一個三通道LVIC42分別驅動三路下橋IGBT。

現有小功率智能功率模塊存在以下不足：方案(1)中的六通道HVIC 內部集成互鎖電路、死區電路、過流保護電路和報錯電路，但由于單顆六通道HVIC很難只通過引線框架進行組裝，一般需要增加PCB板或IMS基板等進行布線，大大增加了成本和組裝工藝復雜性，增加了模塊體積，也降低了可靠性，六路驅動線路不對稱也會增加寄生效應；方案(2)中的一個三通道HVIC和一個三通道LVIC，可以使驅動IC的布局分散，可以直接用引線框架進行組裝，但HVIC和LVIC是獨立的，沒有信號傳輸功能，因而不能實現上下橋互鎖和死區控制功能；方案(3)中的三個二通道HVIC，可以直接用引線框架進行組裝，也可以實現上下橋互鎖、死區等功能，可以實現過流保護電路和故障報警電路，但必須每一個二通道HVIC都同時增加以上保護電路，也就是保護電路不能復用，因此大大增加了芯片的面積，不便于模塊小型化；方案(4)中的三個一通道HVIC和一個三通道LVIC，同樣存在方案(2)中的問題，即不能實現上下橋互鎖和死區控制功能。

綜上可知，現有技術中的小功率智能功率模塊尚不能在實現上下橋互鎖和死區控制功能的同時減小模塊體積，減少組裝和加工的復雜性，以及提高可靠性。

實用新型內容

為了解決現有技術的不足，本實用新型提出一種智能功率模塊采用相關聯的三通道HVIC芯片和三通道LVIC芯片對六路IGBT進行驅動，并通過引線框架進行組裝，其中HVIC芯片和LVIC芯片內部均設計部分互鎖電路及死區電路和信號傳輸電路，LVIC芯片內部設計欠壓保護電路、過流保護電路、過壓保護、過溫保護電路和報錯電路，可在實現上下橋互鎖和死區控制功能的同時減小模塊體積，減少組裝和加工的復雜性，以及提高可靠性。