CN105207513B - 智能功率模块和空调器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种智能功率模块和空调器，智能功率模块包括：三相上桥臂信号输入端、三相下桥臂信号输入端、三相低电压参考端和电流检测端；HVIC管上设置有分别连接至三相上桥臂信号输入端和三相下桥臂信号输入端的接线端，以及对应于电流检测端的第一端口；每一相低电压参考端和电流检测端均连接至采样电阻的第一端，采样电阻的第二端连接至智能功率模块的低压区供电电源负端；自检电路的第一输入端连接至U相上桥臂信号输入端，自检电路的输出端连接至HVIC管的U相高压区信号输出端，自检电路的第二输入端连接至第一端口，自检电路用于将U相上桥臂信号输入端的信号传送至U相高压区信号输出端，并在HVIC管起始工作时，抑制第一端口产生的电压噪声。

Description

智能功率模块和空调器

技术领域

本发明涉及智能功率模块技术领域，具体而言，涉及一种智能功率模块和一种空调器。

背景技术

智能功率模块(Intelligent Power Module，简称IPM)是一种将电力电子分立器件和集成电路技术集成在一起的功率驱动器，智能功率模块包含功率开关器件和高压驱动电路，并带有过电压、过电流和过热等故障检测电路。智能功率模块的逻辑输入端接收主控制器的控制信号，输出端驱动压缩机或后续电路工作，同时将检测到的系统状态信号送回主控制器。相对于传统分立方案，智能功率模块具有高集成度、高可靠性、自检和保护电路等优势，尤其适合于驱动电机的变频器及各种逆变电源，是变频调速、冶金机械、电力牵引、伺服驱动、变频家电的理想电力电子器件。

现有的智能功率模块电路的结构示意图如图1所示，MTRIP端口作为电流检测端，以根据检测到的电流大小对智能功率模块100进行保护。具体地，如图2所示为MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)管200与智能功率模块100的连接关系。其中，MTRIP端和MCU管200的Pin7连接；MCU管200的Pin1与智能功率模块100的UHIN端相连；MCU管200的Pin2与智能功率模块100的VHIN端相连；MCU管200的Pin3与智能功率模块100的WHIN端相连；MCU管200的Pin4与智能功率模块100的ULIN端相连；MCU管200的Pin5与智能功率模块100的VLIN端相连；MCU管200的Pin6与智能功率模块100的WLIN端相连；智能功率模块100的UN(U相低电压参考端)、VN(V相低电压参考端)、WN(W相低电压参考端)相连并接采样电阻138的一端，采样电阻138的另一端接地。当MTRIP检测采样电阻138的电压高于某一特定值V1时，并且V1持续的时间长于某一特定值T1后，经过时间为T2的延时，使HVIC(HighVoltage integrated circuit，高压集成电路)管101停止工作一段时间T3，从而避免智能功率模块100处于电流过大的工作状态，避免智能功率模块100异常发热，对智能功率模块100起到保护作用。而正因为如此，T1一般被设计得非常短，为200ns～800ns的级别，使智能功率模块100在工作过程中能得到及时的保护；而为了降低采样电阻138的功耗，采样电阻138的阻值被设计得非常小，从而使V1也非常小，为0.3V～0.6V的级别。

但在实际应用中，由于外围电路板布线等原因，特别是在地线共地点较多的场合，在系统启动瞬间在MTRIP引脚产生很大的电压噪声，而这些噪声往往是V1的数倍，有时该噪声电压大于V1的持续时间会大于T1，这是，就会对MTRIP造成误触发，使系统无法正常启动。但如果将T1时间定得太长，又会造成智能功率模块100异常发热时间过长而是产品劣化、降低产品寿命，甚至发生瞬间爆炸的风险。

因此，如何能够在确保智能功率模块具有高可靠性和高适应性的前提下，提高智能功率模块系统的启动成功率成为亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出了一种新的智能功率模块，可以在确保智能功率模块具有高可靠性和高适应性的前提下，提高智能功率模块系统的启动成功率。

为实现上述目的，根据本发明的第一方面的实施例，提出了一种智能功率模块，包括：三相上桥臂信号输入端、三相下桥臂信号输入端、三相低电压参考端和电流检测端；HVIC管，所述HVIC管上设置有分别连接至所述三相上桥臂信号输入端和所述三相下桥臂信号输入端的接线端，以及对应于所述电流检测端的第一端口，所述第一端口通过连接线与所述电流检测端相连；采样电阻，所述三相低电压参考端中的每一相低电压参考端和所述电流检测端均连接至所述采样电阻的第一端，所述采样电阻的第二端连接至所述智能功率模块的低压区供电电源负端；自检电路，所述自检电路的低压区供电电源正极和负极分别连接至所述智能功率模块的低压区供电电源正端和负端，所述自检电路的高压区供电电源正极和负极分别连接至所述智能功率模块的U相高压区供电电源正端和负端，所述自检电路的第一输入端连接至所述智能功率模块的U相上桥臂信号输入端，所述自检电路的输出端连接至所述HVIC管的U相高压区信号输出端，所述自检电路的第二输入端连接至所述第一端口，所述自检电路用于将所述U相上桥臂信号输入端的信号传送至所述U相高压区信号输出端，并在所述HVIC管起始工作时，抑制所述第一端口产生的电压噪声。

根据本发明的实施例的智能功率模块，通过设置自检电路，以在HVIC管起始工作时，抑制连接至电流检测端的第一端口产生的电压噪声，避免了在HVIC管起始工作时，由于电压噪声过大导致电路保护机制的误触发而造成智能功率模块系统无法正常工作的问题，实现了在确保智能功率模块的可靠性和适应性的前提下，提高了智能功率模块系统的启动成功率。此外，在HVIC管正常工作后，撤销噪声抑制机制，可以针对引脚的电压变化做出及时反应，以对智能功率模块提供有效保护。

根据本发明的上述实施例的智能功率模块，还可以具有以下技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述自检电路包括：

第一电阻，所述第一电阻的第一端作为所述自检电路的第二输入端，并连接至第一模拟开关的第一选择端，所述第一电阻的第二端连接至所述第一模拟开关的第二选择端和第一电容的第一端，所述第一电容的第二端连接至所述智能功率模块的低压区供电电源负端；

输入电路，所述输入电路的供电电源正极和负极分别作为所述自检电路的低压区供电电源正极和负极，所述输入电路的第一输入端作为所述自检电路的第一输入端，所述输入电路的第二输入端连接至所述第一模拟开关的固定端，所述输入电路的输出端连接至第一非门的输入端，所述第一非门的输出端连接至第二非门的输入端，所述第二非门的输出端连接至第一与非门的第一输入端，所述输入电路用于对输入的信号进行杂波过滤处理；

第三非门，所述第三非门的输入端连接至所述第一非门的输入端，所述第三非门的输出端连接至第二电阻的输入端，所述第二电阻的输出端连接至第四非门的输入端，所述第四非门的输出端连接至第五非门的输入端，所述第五非门的输出端连接至所述第一与非门的第二输入端，所述第一与非门的输出端连接至第六非门的输入端，所述第六非门的输出端连接至第一DMOS管的栅极，所述第一DMOS管的衬底与源极相连后连接至所述智能功率模块的低压区供电电源负端；

第二电容，所述第二电容的第一端连接至所述第四非门的输入端，所述第二电容的第二端连接至所述智能功率模块的低压区供电电源负端；

第七非门，所述第七非门的输入端连接至所述第一模拟开关的控制端，所述第七非门的输出端连接至第八非门的输入端，所述第八非门的输出端连接至第三电阻的第一端，所述第三电阻的第二端连接至第九非门的输入端，所述第九非门的输出端连接至第十非门的输入端，所述第十非门的输出端连接至第一RS触发器的S端，所述第一RS触发器的R端连接至所述智能功率模块的低压区供电电源负端，所述第一RS触发器的Q端连接至第二模拟开关的控制端；

第三电容，所述第三电容的第一端连接至所述第九非门的输入端，所述第三电容的第二端连接至所述智能功率模块的低压区供电电源负端；

第二RS触发器，所述第二RS触发器的Q端连接至所述第一模拟开关的控制端，所述第二RS触发器的R端连接至所述第一RS触发器的S端，所述第二RS触发器的S端连接至所述第二模拟开关的固定端，所述第二模拟开关的选择端连接至所述第三非门的输出端；

第十一非门，所述第十一非门的输入端连接至所述输入电路的输出端，所述第十一非门的输出端连接至第二与非门的第一输入端；

第十二非门，所述第十二非门的输入端连接至所述输入电路的输出端，所述第十二非门的输出端连接至第四电阻的第一端，所述第四电阻的第二端连接至第十三非门的输入端，所述第十三非门的输出端连接至所述第二与非门的第二输入端，所述第二与非门的输出端连接至第十四非门的输入端，所述第十四非门的输出端连接至第二DMOS管的栅极，所述第二DMOS管的衬底与源极相连后连接至所述智能功率模块的低压区供电电源负端；

第四电容，所述第四电容的第一端连接至所述第十三非门的输入端，所述第四电容的第二端连接至所述智能功率模块的低压区供电电源负端；

输出电路，所述输出电路的供电电源正极和负极分别作为所述自检电路的高压区供电电源正极和负极，所述输出电路的第一输入端连接至所述第一DMOS管的漏极，所述输出电路的第二输入端连接至所述第二DMOS管的漏极，所述输出电路的输出端作为所述自检电路的输出端，所述输出电路用于将所述输出电路第一输入端的脉冲信号和第二输入端的脉冲信号处理为以所述智能功率模块的U相高压区供电电源负端为基准的且与所述智能功率模块的U相上桥臂信号输入端的输入信号相位一致的连续信号。

根据本发明的一个实施例，还包括自举电路，所述自举电路包括：第一自举二极管，所述第一自举二极管的阳极连接至所述智能功率模块的低压区供电电源正端，所述第一自举二极管的阴极连接至所述U相高压区供电电源正端；第二自举二极管，所述第二自举二极管的阳极连接至所述智能功率模块的低压区供电电源正端，所述第二自举二极管的阴极连接至所述智能功率模块的V相高压区供电电源正端；第三自举二极管，所述第三自举二极管的阳极连接至所述智能功率模块的低压区供电电源正端，所述第三自举二极管的阴极连接至所述智能功率模块的W相高压区供电电源正端。

根据本发明的一个实施例，还包括：三相上桥臂电路，所述三相上桥臂电路中的每一相上桥臂电路的输入端连接至所述HVIC管的三相高压区中对应相的信号输出端；三相下桥臂电路，所述三相下桥臂电路中的每一相下桥臂电路的输入端连接至所述HVIC管的三相低压区中对应相的信号输出端。

其中，三相上桥臂电路包括：U相上桥臂电路、V相上桥臂电路、W相上桥臂电路；三相下桥臂电路包括：U相下桥臂电路、V相下桥臂电路、W相下桥臂电路。

根据本发明的一个实施例，所述每一相上桥臂电路包括：第一功率开关管和第一二极管，所述第一二极管的阳极连接至所述第一功率开关管的发射极，所述第一二极管的阴极连接至所述第一功率开关管的集电极，所述第一功率开关管的集电极连接至所述智能功率模块的高电压输入端，所述第一功率开关管的基极作为所述每一相上桥臂电路的输入端，所述第一功率开关管的发射极连接至所述智能功率模块对应相的高压区供电电源负端。

其中，第一功率开关管可以是IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)。

根据本发明的一个实施例，所述每一相下桥臂电路包括：第二功率开关管和第二二极管，所述第二二极管的阳极连接至所述第二功率开关管的发射极，所述第二二极管的阴极连接至所述第二功率开关管的集电极，所述第二功率开关管的集电极连接至对应的上桥臂电路中的所述第一二极管的阳极，所述第二功率开关管的基极作为所述每一相下桥臂电路的输入端。

其中，第二功率开关管可以是IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)。

根据本发明的一个实施例，所述每一相下桥臂电路中的所述第二功率开关管的发射极作为所述智能功率模块的对应相的低电压参考端。

根据本发明的一个实施例，所述智能功率模块的高电压输入端的电压为300V。

根据本发明的一个实施例，所述HVIC管中每一相的高压区供电电源正端和高压区供电电源负端之间连接有滤波电容。

根据本发明第二方面的实施例，还提出了一种空调器，包括：如上述任一项实施例中所述的智能功率模块。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1示出了相关技术中的智能功率模块的结构示意图；

图2示出了MCU与智能功率模块的连接关系示意图；

图3示出了根据本发明的实施例的智能功率模块的结构示意图；

图4示出了根据本发明的实施例的自检电路的内部结构示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

图3示出了根据本发明的实施例的智能功率模块的结构示意图。

如图3所示，根据本发明的实施例的智能功率模块，包括：HVIC管1101和自检电路1105。

其中，在HVIC管1101内部：

HIN1端连接自检电路1105的第一输入端；ITRIP端连接自检电路1105的第二输入端；VCC端连接自检电路1105的低压区供电电源正端；GND端连接自检电路1105的低压区供电电源负端；VB1端连接自检电路1105的高压区供电电源正端；VS1端连接自检电路1105的高压区供电电源负端；自检电路1105的输出端与HO1相连。

HVIC管1101内部还有自举电路结构如下：

VCC端与自举二极管1102、自举二极管1103、自举二极管1104的阳极相连；自举二极管1102的阴极与HVIC管1101的VB1相连；自举二极管1103的阴极与HVIC管1101的VB2相连；自举二极管1104的阴极与HVIC管1101的VB3相连。

HVIC管1101的HIN1端为智能功率模块1100的U相上桥臂信号输入端UHIN；HVIC管1101的HIN2端为智能功率模块1100的V相上桥臂信号输入端VHIN；HVIC管1101的HIN3端为智能功率模块1100的W相上桥臂信号输入端WHIN；HVIC管1101的LIN1端为智能功率模块1100的U相下桥臂信号输入端ULIN；HVIC管1101的LIN2端为智能功率模块1100的V相下桥臂信号输入端VLIN；HVIC管1101的LIN3端为智能功率模块1100的W相下桥臂信号输入端WLIN；HVIC管1101的ITRIP端为智能功率模块1100的MTRIP端；HVIC管1101的GND端作为智能功率模块1100的低压区供电电源负端COM。其中，智能功率模块1100的UHIN、VHIN、WHIN、ULIN、VLIN、WLIN六路输入接收0V或5V的输入信号。

HVIC管1101的VB1端连接电容1131的一端，并作为智能功率模块1100的U相高压区供电电源正端UVB；HVIC管1101的HO1端与U相上桥臂IGBT管1121的栅极相连；HVIC管1101的VS1端与IGBT管1121的射极、FRD管1111的阳极、U相下桥臂IGBT管1124的集电极、FRD管1114的阴极、电容1131的另一端相连，并作为智能功率模块1100的U相高压区供电电源负端UVS。

HVIC管1101的VB2端连接电容1132的一端，并作为智能功率模块1100的V相高压区供电电源正端VVB；HVIC管1101的HO2端与V相上桥臂IGBT管1123的栅极相连；HVIC管1101的VS2端与IGBT管1122的射极、FRD管1112的阳极、V相下桥臂IGBT管1125的集电极、FRD管1115的阴极、电容1132的另一端相连，并作为智能功率模块1100的V相高压区供电电源负端VVS。

HVIC管1101的VB3端连接电容1133的一端，作为智能功率模块1100的W相高压区供电电源正端WVB；HVIC管1101的HO3端与W相上桥臂IGBT管1123的栅极相连；HVIC管1101的VS3端与IGBT管1123的射极、FRD管1113的阳极、W相下桥臂IGBT管1126的集电极、FRD管1116的阴极、电容1133的另一端相连，并作为智能功率模块1100的W相高压区供电电源负端WVS。

HVIC管1101的LO1端与IGBT管1124的栅极相连；HVIC管1101的LO2端与IGBT管1125的栅极相连；HVIC管1101的LO3端与IGBT管1126的栅极相连；IGBT管1124的射极与FRD管1114的阳极相连，并作为智能功率模块1100的U相低电压参考端UN；IGBT管1125的射极与FRD管1115的阳极相连，并作为智能功率模块1100的V相低电压参考端VN；IGBT管1126的射极与FRD管1116的阳极相连，并作为智能功率模块1100的W相低电压参考端WN。

IGBT管1121的集电极、FRD管1111的阴极、IGBT管1122的集电极、FRD管1112的阴极、IGBT管1123的集电极、FRD管1113的阴极相连，并作为智能功率模块1100的高电压输入端P，P一般接300V。

VDD为HVIC管1101供电电源正端，GND为HVIC管1101的供电电源负端；VDD-GND电压一般为15V；VB1和VS1分别为U相高压区的电源的正极和负极，HO1为U相高压区的输出端；VB2和VS2分别为V相高压区的电源的正极和负极，HO2为V相高压区的输出端；VB3和VS3分别为U相高压区的电源的正极和负极，HO3为W相高压区的输出端；LO1、LO2、LO3分别为U相、V相、W相低压区的输出端。

HVIC管1101的作用是：将输入端HIN1、HIN2、HIN3的0或5V的逻辑输入信号分别传到输出端HO1、HO2、HO3，LIN1、LIN2、LIN3的信号分别传到输出端LO1、LO2、LO3，其中HO1是VS1或VS1+15V的逻辑输出信号、HO2是VS2或VS2+15V的逻辑输出信号、HO3是VS3或VS3+15V的逻辑输出信号，LO1、LO2、LO3是0或15V的逻辑输出信号。

自检电路1105的作用是：在HVIC管1101起始工作时，在除了使HIN1的信号传送到HO1以外，还在ITRIP端形成噪声吸收网络，抑制MTRIP带来的电压噪声；在HVIC管1101正常工作后，使HIN1的信号传送到HO1，ITRIP端的噪声吸收网络被撤销，对MTRIP的电压进行实时检测形成保护。

其中，自检电路1105的具体电路结构示意图如图4所示，具体为：

HIN1连接输入电路2001的第一输入端；VCC连接输入电路2001的供电电源正端；GND连接输入电路2001的供电电源负端；ITRIP接电阻2002的一端和模拟开关2003的0选择端；电阻2002的另一端与电容2012的一端、模拟开关2003的1选择端相连；模拟开关2003的固定端连接输入电路2001的第二输入端；电容2012的另一端接GND；输入电路2001的输出端与非门2014的输入端、非门2016的输入端、非门2023的输入端、非门2024的输入端相连。

非门2014的输出端接非门2015的输入端，非门2015的输出端连接与非门2021的其中一个输入端；非门2016的输出端接电阻2020的一端和模拟开关2011的选择端；电阻2020的另一端接电容2019的一端、非门2017的输入端；非门2017的输出端接非门2018的输入端，非门2018的输出端接与非门2021的另一输入端，电容2019的另一端接GND。

模拟开关2011的固定端接RS触发器2009的S端；RS触发器2009的Q端接模拟开关2003的控制端和非门2004的输入端；非门2004的输出端接非门2005的输入端；非门2005的输出端接电阻2006的一端；电阻2006的另一端接电容2013的一端和非门2007的输入端；电容2013的另一端接GND；非门2007的输出端接非门2008的输入端；非门2008的输出端接RS触发器2009的R端和RS触发器2010的S端；RS触发器2010的R端接GND，RS触发器2010的Q端接模拟开关2011的控制端。

非门2023的输出端接与非门2028的其中一个输入端；非门2024的输出端接电阻2027的一端，电阻2027的另一端接电容2026的一端和非门2025的输入端；电容2026的另一端接GND；非门2025的输出端接与非门2028的另一输入端；与非门2021的输出端接非门2022的输入端，非门2022的输出端接高压DMOS管2031的栅极；高压DMOS管2031的衬底与源极相连并接GND；高压DMOS管2031的漏极与输出电路2032的第一输入端相连。

与非门2028的输出端接非门2029的输入端，非门2029的输出端接高压DMOS管2030的栅极；高压DMOS管2030的衬底与源极相连并接GND；高压DMOS管2030的漏极与输出电路2032的第二输入端相连；输出电路2032的供电电源正端接VB1；输出电路2032的供电电源负端接VS1；输出电路2032的输出端接HO1。

以下说明上述实施例的工作原理及关键参数取值：

系统刚上电时，RS触发器2009和RS触发器2010的输出都为低电平，因此，模拟开关2003的固定端与0选择端相连，模拟开关2011的固定端与选择端相连。

当HIN1刚开始有高电平信号输入时，证明智能功率模块处于起始工作状态，输入电路2001的作用是进行杂波过滤，输入信号经过输入电路2001处理后，在HIN1输入信号的上升沿，非门2022产生一个高电平脉冲Pon，在HIN1输入信号的下降沿，非门2022产生一个高电平脉冲Poff，而此脉冲的宽度分别由非门2016、电容2019、电阻2020、非门2017和非门2024、电容2026、电阻2027、非门2025这两个网络产生的延时决定。

上述两个网络对应器件的取值完全相同，其中非门2016、非门2024和非门2017、非门2025都取工艺允许的最小尺寸，而电容2019和电容2026取10pF，电阻2020和电阻2027取10mΩ左右，则Pon和Poff的值约为300ns，这个值比HIN1的输入信号高电平的宽度小得多，HIN1的输入信号高电平的宽度一般为2μs以上，这可以确保高压DMOS管2031和高压DMOS管2030的导通时间非常短，从而使高压DMOS管2031和高压DMOS管2030的发热非常小。

而在非门2016首次通过电阻2020对电容2019充电时，电阻2020对地的压降瞬时非常大，使RS触发器2009的S端为高电平，从而使模拟开关2003的固定端与1选择端相连。从开始为电容2019充电到模拟开关2003的选择端切换的时间一般只需1～2ns，而输入信号最终传送给到HO1的时间一般在800ns～1μs，所以在智能功率模块正式驱动后续负载工作前，ITRIP已经获得了由电阻2003和电容2012组成的滤波网络，在后续负载开始工作后产生的电压噪声，将被上述滤波网络吸收。

在RS触发器2009的Q输出端变为高电平后，由于电阻2006与电容2013的存在，经过一段时间Td后，RS触发器2009的R端才会获得高电平，关于Td的设定，根据智能功率模块的实际应用场合中的系统启动时间的长短而定，一般来讲，Td不应小于1ms，这时，电阻2006可设计为10kΩ，电容2013可设计为1nF。

当RS触发器2009的R端变为高电平后，RS触发器2009的Q输出端输出低电平使模拟开关2003的固定端与0选择端相连，滤波网络不再与ITRIP相连；RS触发器2010的Q输出端变为高电平使模拟开关2011断开从而RS触发器2009的S端不再受电阻2020的电压控制。即在系统启动1ms的时间内，ITRIP具有滤波网络滤去系统启动噪声，1ms后，系统工作稳定，ITRIP不再具有滤波网络，而对ITRIP的电压做出迅速反应避免过流对智能功率模块造成损害。

输出电路2032的作用是将输出电路2032第一输入端的脉冲信号和第二输入端的脉冲信号重新合成以VS1为基准的与HIN1输入信号相位一致的连续信号进行输出。

由上述实施例的技术方案可知，本发明提出的智能功率模块与现行智能功率模块完全兼容，可以直接与现行智能功率模块进行替换，并且通过自动判断智能功率模块是否处于起始工作状态的机能，在智能功率模块起始工作瞬间对噪声进行抑制，避免了因起始工作时噪声过大而引起的误触发而导致的系统无法正常工作，而在系统进入稳定工作状态后，噪声抑制机能撤销可对引脚的电压变化做出及时反应从而对智能功率模块提供及时保护。

以上结合附图详细说明了本发明的技术方案，本发明提出了一种新的智能功率模块，可以在确保智能功率模块具有高可靠性和高适应性的前提下，提高智能功率模块系统的启动成功率。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种智能功率模块，其特征在于，包括：

三相上桥臂信号输入端、三相下桥臂信号输入端、三相低电压参考端和电流检测端；

HVIC管，所述HVIC管上设置有分别连接至所述三相上桥臂信号输入端和所述三相下桥臂信号输入端的接线端，以及对应于所述电流检测端的第一端口，所述第一端口通过连接线与所述电流检测端相连；

采样电阻，所述三相低电压参考端中的每一相低电压参考端和所述电流检测端均连接至所述采样电阻的第一端，所述采样电阻的第二端连接至所述智能功率模块的低压区供电电源负端；

自检电路，所述自检电路的低压区供电电源正极和负极分别连接至所述智能功率模块的低压区供电电源正端和负端，所述自检电路的高压区供电电源正极和负极分别连接至所述智能功率模块的U相高压区供电电源正端和负端，所述自检电路的第一输入端连接至所述智能功率模块的U相上桥臂信号输入端，所述自检电路的输出端连接至所述HVIC管的U相高压区信号输出端，所述自检电路的第二输入端连接至所述第一端口，所述自检电路用于将所述U相上桥臂信号输入端的信号传送至所述U相高压区信号输出端，并在所述HVIC管起始工作时，抑制所述第一端口产生的电压噪声；

所述自检电路包括：

第一电阻，所述第一电阻的第一端作为所述自检电路的第二输入端，并连接至第一模拟开关的第一选择端，所述第一电阻的第二端连接至所述第一模拟开关的第二选择端和第一电容的第一端，所述第一电容的第二端连接至所述智能功率模块的低压区供电电源负端；

输入电路，所述输入电路的供电电源正极和负极分别作为所述自检电路的低压区供电电源正极和负极，所述输入电路的第一输入端作为所述自检电路的第一输入端，所述输入电路的第二输入端连接至所述第一模拟开关的固定端，所述输入电路的输出端连接至第一非门的输入端，所述第一非门的输出端连接至第二非门的输入端，所述第二非门的输出端连接至第一与非门的第一输入端，所述输入电路用于对输入的信号进行杂波过滤处理；

第三非门，所述第三非门的输入端连接至所述第一非门的输入端，所述第三非门的输出端连接至第二电阻的输入端，所述第二电阻的输出端连接至第四非门的输入端，所述第四非门的输出端连接至第五非门的输入端，所述第五非门的输出端连接至所述第一与非门的第二输入端，所述第一与非门的输出端连接至第六非门的输入端，所述第六非门的输出端连接至第一DMOS管的栅极，所述第一DMOS管的衬底与源极相连后连接至所述智能功率模块的低压区供电电源负端；

第二电容，所述第二电容的第一端连接至所述第四非门的输入端，所述第二电容的第二端连接至所述智能功率模块的低压区供电电源负端；

第七非门，所述第七非门的输入端连接至所述第一模拟开关的控制端，所述第七非门的输出端连接至第八非门的输入端，所述第八非门的输出端连接至第三电阻的第一端，所述第三电阻的第二端连接至第九非门的输入端，所述第九非门的输出端连接至第十非门的输入端，所述第十非门的输出端连接至第一RS触发器的S端，所述第一RS触发器的R端连接至所述智能功率模块的低压区供电电源负端，所述第一RS触发器的Q端连接至第二模拟开关的控制端；

第三电容，所述第三电容的第一端连接至所述第九非门的输入端，所述第三电容的第二端连接至所述智能功率模块的低压区供电电源负端；

第二RS触发器，所述第二RS触发器的Q端连接至所述第一模拟开关的控制端，所述第二RS触发器的R端连接至所述第一RS触发器的S端，所述第二RS触发器的S端连接至所述第二模拟开关的固定端，所述第二模拟开关的选择端连接至所述第三非门的输出端；

第十一非门，所述第十一非门的输入端连接至所述输入电路的输出端，所述第十一非门的输出端连接至第二与非门的第一输入端；

第十二非门，所述第十二非门的输入端连接至所述输入电路的输出端，所述第十二非门的输出端连接至第四电阻的第一端，所述第四电阻的第二端连接至第十三非门的输入端，所述第十三非门的输出端连接至所述第二与非门的第二输入端，所述第二与非门的输出端连接至第十四非门的输入端，所述第十四非门的输出端连接至第二DMOS管的栅极，所述第二DMOS管的衬底与源极相连后连接至所述智能功率模块的低压区供电电源负端；

第四电容，所述第四电容的第一端连接至所述第十三非门的输入端，所述第四电容的第二端连接至所述智能功率模块的低压区供电电源负端；

输出电路，所述输出电路的供电电源正极和负极分别作为所述自检电路的高压区供电电源正极和负极，所述输出电路的第一输入端连接至所述第一DMOS管的漏极，所述输出电路的第二输入端连接至所述第二DMOS管的漏极，所述输出电路的输出端作为所述自检电路的输出端，所述输出电路用于将所述输出电路第一输入端的脉冲信号和第二输入端的脉冲信号处理为以所述智能功率模块的U相高压区供电电源负端为基准的且与所述智能功率模块的U相上桥臂信号输入端的输入信号相位一致的连续信号。

2.根据权利要求1所述的智能功率模块，其特征在于，还包括自举电路，所述自举电路包括：

第一自举二极管，所述第一自举二极管的阳极连接至所述智能功率模块的低压区供电电源正端，所述第一自举二极管的阴极连接至所述U相高压区供电电源正端；

第二自举二极管，所述第二自举二极管的阳极连接至所述智能功率模块的低压区供电电源正端，所述第二自举二极管的阴极连接至所述智能功率模块的V相高压区供电电源正端；

第三自举二极管，所述第三自举二极管的阳极连接至所述智能功率模块的低压区供电电源正端，所述第三自举二极管的阴极连接至所述智能功率模块的W相高压区供电电源正端。

3.根据权利要求1所述的智能功率模块，其特征在于，还包括：

三相上桥臂电路，所述三相上桥臂电路中的每一相上桥臂电路的输入端连接至所述HVIC管的三相高压区中对应相的信号输出端；

三相下桥臂电路，所述三相下桥臂电路中的每一相下桥臂电路的输入端连接至所述HVIC管的三相低压区中对应相的信号输出端。

4.根据权利要求3所述的智能功率模块，其特征在于，所述每一相上桥臂电路包括：

第一功率开关管和第一二极管，所述第一二极管的阳极连接至所述第一功率开关管的发射极，所述第一二极管的阴极连接至所述第一功率开关管的集电极，所述第一功率开关管的集电极连接至所述智能功率模块的高电压输入端，所述第一功率开关管的基极作为所述每一相上桥臂电路的输入端，所述第一功率开关管的发射极连接至所述智能功率模块对应相的高压区供电电源负端。

5.根据权利要求4所述的智能功率模块，其特征在于，所述每一相下桥臂电路包括：

第二功率开关管和第二二极管，所述第二二极管的阳极连接至所述第二功率开关管的发射极，所述第二二极管的阴极连接至所述第二功率开关管的集电极，所述第二功率开关管的集电极连接至对应的上桥臂电路中的所述第一二极管的阳极，所述第二功率开关管的基极作为所述每一相下桥臂电路的输入端。

6.根据权利要求5所述的智能功率模块，其特征在于，所述每一相下桥臂电路中的所述第二功率开关管的发射极作为所述智能功率模块的对应相的低电压参考端。

7.根据权利要求4至6中任一项所述的智能功率模块，其特征在于，所述智能功率模块的高电压输入端的电压为300V。

8.根据权利要求4至6中任一项所述的智能功率模块，其特征在于，所述HVIC管中每一相的高压区供电电源正端和高压区供电电源负端之间连接有滤波电容。

9.一种空调器，其特征在于，包括：如权利要求1至8中任一项所述的智能功率模块。