CN106849632A - 智能功率模块及其控制方法、空调器 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及一种智能功率模块及其控制方法、空调器。该智能功率模块包括：所述电流采样电路连接所述功率驱动电路，用于采集所述功率驱动电路的实时电流值并转换成实时电压值；所述调整电路分别连接所述电流采样电路和所述功率驱动电路，用于根据控制信号生成预设电压值，并比较所述预设电压值和所述实时电压值以生成开关控制信号发送给所述功率驱动电路。本发明提供的控制方法用于上述智能功率模块。本发明提供的空调器包括上述智能功率模块和采用上述控制方法的MCU。本发明可以调整智能功率模块的有效工作范围，从而避免停止工作所带来的用户体验低以及增大电流余量所带来成本增加的问题。

Description

智能功率模块及其控制方法、空调器

技术领域

本发明涉及电源技术领域，具体涉及一种智能功率模块及其控制方法、空调器。

背景技术

智能功率模块(Intelligent Power Module，IPM)是一种利用电力电子器件和集成电路输出预设电压和预设功率的功率驱动产品。实际应用中，智能功率模块与微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)配合使用，即该智能功率模块一方面接收MCU的控制信号驱动后续电路工作，另一方面将后续电路的检测信号反馈给MCU，以方便MCU调整控制信号。上述智能功率模块由于集成度高、可靠性高等优势在适合于驱动电机的变频器及各种逆变电源(例如变频调速、冶金机械、电力牵引、伺服驱动、变频家电等)等领域得到广泛应用。

为保证其正常工作，智能功率模块中通常设置有过电压、过电流和过热等故障检测电路。该故障检测电路的工作性能将影响到智能功率模块以及后续电路的工作可靠性。下面以上述智能功率模块应用于变频空调为例进行说明。

如图1(A)和图1(B)所示，电阻138作为过电流故障检测电路的一部分，MCU检测电阻138的电压变化并控制该智能功率模块100的工作状态：

当电阻138的电压值小于某一电压预设值即流过智能功率模块100的电流小于某一预设电流值时，说明该智能功率模块100处于安全工作状态，MCU200的PIN1～PIN6管脚输出正常控制信号，控制智能功率模块100正常工作。

当所述电阻138的电压值大于某一电压预设值即流过智能功率模块100的电流大于某一预设电流值时，说明该智能功率模块100存在过负荷工作异常发热的风险，此时，MCU200的PIN1～PIN6管脚同时输出低电平，控制所述智能功率模块100停止动作。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明实施例提供一种智能功率模块及其控制方法、空调器，以解决现有技术中智能功率模块预设电压值或者预设电流值设置过低，导致该智能功率模块所驱动后续电路过早停止工作的技术问题。

第一方面，本发明提供了一种智能功率模块，包括功率驱动电路、调整电路和电流采样电路；其中，

所述电流采样电路连接所述功率驱动电路，用于采集所述功率驱动电路的实时电流值并转换成实时电压值；

所述调整电路分别连接所述电流采样电路和所述功率驱动电路，用于根据控制信号生成预设电压值，并比较所述预设电压值和所述实时电压值以生成开关控制信号发送给所述功率驱动电路。

可选地，所述电流采样电路包括第一电阻；所述第一电阻的第一端通过所述电流采样电路的第一端连接所述功率驱动电路的U相低电压参考端、V相低电压参考端、W相低电压参考端和所述调整电路的输入端，所述第一电阻的第二端通过所述电流采样电路的第二端连接公共电压端。

可选地，所述调整电路具有第一电源端、第二电源端、控制端、输入端和输出端；其中，

所述电流采样电路的第一端连接所述调整电路的输入端，所述电流采样电路的第二端连接公共电压端；

所述调整电路的第一电源端连接供电电源，所述调整电路的第二电源端连接所述公共电压端，所述调整电路的控制端用于接收控制信号，所述调整电路的输出端连接所述功率驱动电路。

可选地，所述调整电路包括调整单元和比较单元；

所述调整单元连接所述调整电路的第一电源端、第二电源端和控制端，用于根据输入的控制信号输出不同幅值的预设电压值至所述比较单元；

所述比较单元连接所述调整电路的输入端和输出端，用于比较该调整电路的输入端接收的实时电压值和所述预设电压值以生成开关控制信号。

可选地，所述调整单元包括第二电阻、第三电阻、稳压二极管、第四电阻和数字电位器；

所述第二电阻的第一端连接所述调整电路的第一电源端，所述第二电阻的第二端连接所述第三电阻的第一端；

所述稳压二极管的第一极连接所述第三电阻的第二端于第一节点，所述稳压二极管的第二极连接所述调整电路的第二电源端；

所述第四电阻的第一端连接所述第一节点，所述第四电阻的第二端连接所述数字电位器的第一端和所述调整单元的输出端于第二节点；

所述数字电位器的第二端连接所述调整电路的第二电源端，所述数字电位器的控制端连接所述调整电路的控制端。

可选地，所述第三电阻为负温度系数热敏电阻并且所述第二电阻为正温度系数热敏电阻。

可选地，在第三电阻所处环境温度发生变化时，所述第三电阻的电阻值变化量与所述第二电阻的电阻值变化量相同。

可选地，所述比较单元包括运算放大器；所述运算放大器的反相输入端连接所述电流采样电路的第一端，所述运算放大器的正相输入端连接所述调整单元中数字电位器的第一端，所述运算放大器的输出端连接所述调整电路的输出端。

第二方面，本发明实施例还提供了一种用于第一方面所述的智能功率模块的控制方法，所述控制方法包括：

获取来自电流采样电路所采集功率驱动电路的实时电流值并转换成实时电压值；

获取所述功率驱动电路以及所驱动后续电路的实际工况得到所需要的预设电流值以及预设电压值；

根据所述预设电压值以及所述实时电压值的关系输出控制信号到控制信号输入端；

所述实际工况是指所述后续电路在不同工作情况下，该后续电路所需要的预设电流值。

第三方面，本发明实施例又提供了一种空调器，包括第一方面所述的智能功率模块、用于执行第二方面所述的控制方法的微控制单元MCU和存储模块；

所述MCU连接所述智能功率模块，用于获取来自所述智能功率模块的实时电压值；所述电压值由所述智能功率模块的实时电流值转换而成；

所述MCU连接所述存储模块，用于获取空调器的实际工况及其对应的预设电流值和预设电压值；

所述MCU还用于根据所述预设电压值以及所述实时电压值的关系输出控制信号到控制信号输入端。

由上述技术方案可知，本发明实施例通过在智能功率模块中设置调整电路和电流采样电路；电流采样电路该采集功率驱动电路的实时电流值并转换成实时电压值；调整电路根据控制信号生成预设电压值，并比较所述预设电压值和所述实时电压值以生成开关控制信号发送给所述功率驱动电路，这样功率驱动电路可以输出相应的电流及功率。与现有技术相比较，本发明实施例中智能功率模块可以调整其电流保护点即根据智能功率模块或其驱动后续电路所处环境的情况设置预设电流值的大小。例如智能功率模块工作在较大电流下仍然安全时，智能功率模块可以将预设电压值调高，否则调低，从而可以调整智能功率模块的有效工作范围，从而避免停止工作所带来的用户体验低以及增大电流余量所带来成本增加的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1(A)～图1(B)是现有技术中智能功率模块的电路结构图；

图2是本发明实施例提供的一种智能功率模块的电路结构图；

图3是图2所示智能功率模块的电路图；

图4是本发明实施例提供的一种用于图3所示智能功率模块的控制方法流程示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1(A)和图1(B)所示，现有技术中智能功率模块100的电路结构图，包括高压集成电路芯片(High Voltage Integrated Circuit，HVIC管)110、晶体管IGBT(InsulatedGate Bipolar Transistor，IGBT)(图1(A)中标号121～126所示)及其快恢复二极管(FastRecovery Diode，FRD)(图1(A)中标号111～116所示)。

参见图1(A)，HVIC管110的VCC端连接智能功率模块100的供电电源正端VDD(VDD处电压一般为设置15V)。

HVIC管110的HIN1端连接智能功率模块100的U相上桥臂输入端UHIN，在HVIC管110内部连接UH驱动电路101的输入端。

HVIC管110的HIN2端连接智能功率模块100的V相上桥臂输入端VHIN，在HVIC管110内部连接VH驱动电路102的输入端。

HVIC管110的HIN3端连接智能功率模块100的W相上桥臂输入端WHIN，在HVIC管110内部连接WH驱动电路103的输入端。

HVIC管110的LIN1端连接智能功率模块100的U相下桥臂输入端ULIN，在HVIC管110内部连接UL驱动电路104的输入端。

HVIC管110的LIN2端连接智能功率模块100的V相下桥臂输入端VLIN，在HVIC管110内部连接VL驱动电路105的输入端。

HVIC管110的LIN3端连接智能功率模块100的W相下桥臂输入端WLIN，在HVIC管110内部连接WL驱动电路106的输入端。

实际应用中，该智能功率模块100的U、V、W三相的六路输入接收0V或5V的输入信号。当然，根据实际需要还可以接收其他电压幅值的输入信号。可理解的是，上述输入信号的幅值可以根据电路的实际器件进行选择。

HVIC管110的GND端连接智能功率模块100的供电电源负端COM，并分别连接UH驱动电路101、VH驱动电路102、WH驱动电路103、UL驱动电路104、VL驱动电路105、WL驱动电路106的供电电源负端(图中未示出)。

HVIC管110的VB1端连接UH驱动电路101的供电电源正端(输出侧)，在HVIC管110外部连接电容131的一端，并连接智能功率模块100的U相供电电源正端UVB(输出侧)。

HVIC管110的HO1端连接UH驱动电路101的输出端，并连接U相上桥臂晶体管IGBT121的栅极。

HVIC管110的VS1端连接UH驱动电路101的供电电源负端(输出侧)，并且连接晶体管IGBT121的射极、FRD管111的阳极、U相下桥臂晶体管IGBT124的集电极、FRD管114的阴极和电容131的另一端。此外，该VS1端还连接智能功率模块100的U相供电电源负端UVS(输出侧)。

HVIC管110的VB2端连接VH驱动电路102的供电电源正端(输出侧)，以及连接电容132的一端。此外，该VB2端还连接智能功率模块100的U相供电电源正端VVB(输出侧)。

HVIC管110的HO2端连接VH驱动电路102的输出端，以及连接V相上桥臂晶体管IGBT123的栅极。

HVIC管110的VS2端连接VH驱动电路102的供电电源负端，以及连接晶体管IGBT122的射极、FRD管112的阳极、V相下桥臂晶体管IGBT125的集电极、FRD管115的阴极和电容132的另一端。此外，该VS2端还连接智能功率模块100的W相供电电源负端VVS(输出侧)。

HVIC管110的VB3端连接WH驱动电路103的供电电源正端(输出侧)，以及连接电容133的一端。此外，该VB3端还连接智能功率模块100的W相供电电源正端WVB。

HVIC管110的HO3端连接WH驱动电路101的输出端，以及连接W相上桥臂晶体管IGBT123的栅极。

HVIC管110的VS3端连接WH驱动电路103的供电电源负端(输出侧)，以及连接晶体管IGBT123的射极、FRD管113的阳极、W相下桥臂晶体管IGBT126的集电极、FRD管116的阴极和电容133的另一端。此外该VS3端还连接智能功率模块100的W相供电电源负端WVS(输出侧)。

HVIC管110的LO1端连接晶体管IGBT124的栅极。

HVIC管110的LO2端连接晶体管IGBT125的栅极。

HVIC管110的LO3端连接晶体管IGBT126的栅极。

晶体管IGBT124的射极连接FRD管114的阳极，以及连接智能功率模块100的U相低电压参考端UN。

晶体管IGBT125的射极连接FRD管115的阳极，以及连接智能功率模块100的V相低电压参考端VN。

晶体管IGBT126的射极连接FRD管116的阳极，以及连接智能功率模块100的W相低电压参考端WN。

晶体管IGBT121的集电极分别连接FRD管111的阴极、晶体管IGBT122的集电极、FRD管112的阴极、晶体管IGBT123的集电极和FRD管113的阴极，以及连接智能功率模块100的输入端P。输入端P处电压一般设置为300V。

上述HVIC管110的采用以下连接方式：

VDD端为HVIC管110的供电电源正端，GND端为HVIC管110的供电电源负端；VDD端与GND端之间电压一般设置为15V。

VB1端和VS1端为U相供电电源的正极和负极，HO1为U相电源输出端。VB2端和VS2端为V相供电电源的正极和负极，HO2为V相电源输出端。VB3端和VS3端为U相供电电源的正极和负极，HO3为W相电源输出端。LO1、LO2、LO3分别为U相、V相、W相低压区的输出端。

当HIN1端、HIN2端、HIN3端和LIN1端、LIN2端、LIN3端输入0或5V的输入信号时，然后经过UH驱动电路、VH驱动电路、WH驱动电路、UL驱动电路、VL驱动电路、WL驱动电路输出至HO1端、HO2端、HO3端和LO1端、LO2端、LO3端。其中，HO1端处输出信号等于VS1端处输出信号，或者等于VS1端处输出信号+15V的和。HO2端处输出信号等于VS2端处输出信号，或者等于VS2端处输出信号+15V的和。HO3端处输出信号等于VS3端处输出信号，或者等于VS3端处输出信号+15V的和。LO1端、LO2端、LO3端处为0或15V的输出信号。

需要说明的是，上述HIN1端处和LIN1端处，HIN2端处和LIN2端处，HIN3端处和LIN3端处不能同时为高电平，即同一相的两个端子处不能同时为高电平。

如图1(B)所示，上述智能功率模块的具体电路结构。其中，UVB端与UVS端之间连接电容135，VVB端与VVS端之间连接电容136，WVB端与WVS端之间连接电容137。上述电容135、136、137用于存储电量。在UVB端与UVS端之间连接电容133，VVB端与VVS端之间连接电容132，WVB端与WVS端之间连接电容131，用于滤波。

UN端、VN端、WN端连接电阻138的一端，然后连接MCU200的管脚Pin7。上述电阻138的另一端接公共电压端COM。

另外，MCU200的管脚Pin1连接智能功率模块100的UHIN端；MCU200的管脚Pin2连接智能功率模块100的VHIN端；MCU200的管脚Pin3连接智能功率模块100的WHIN端；MCU200的管脚Pin4连接智能功率模块100的ULIN端；MCU200的管脚Pin5连接智能功率模块100的VLIN端；MCU200的管脚Pin6连接智能功率模块100的WLIN端。

以U相为例说明智能功率模块100的工作过程：

1、当MCU200的管脚Pin4处为高电平信号时，这时MCU200的管脚Pin1处必须为低电平信号，从而使LIN1端处为高电平、HIN1端处为低电平。这时，LO1端处为高电平而HO1端处为低电平，从而晶体管IGBT124导通而晶体管IGBT121截止，VS1端处电压约为0V。此时，VCC端向电容133及电容135充电，当时间足够长或使电容133及电容135充电前的剩余电量足够多时，VB1端与VS1端之间电压接近15V。

2、当MCU200的管脚Pin1处为高电平信号，这时MCU200的管脚Pin4处必须为低电平信号，从而使LIN1端处为低电平、HIN1端处为高电平。这时，LO1端处为低电平而HO1端处为高电平，从而晶体管IGBT124截止而晶体管IGBT121导通，从而VS1端处电压约为300V，VB1端处电压被抬高到315V左右，通过电容133及电容135的电量，维持U相处于高电压状态。U相处于高电压状态时，若HIN1端处为高电平的持续时间足够短或电容133及电容135存储的电量足够多，VB1端与VS1端之间电压可保持在14V以上。

实际应用中，例如上述智能功率模块应用于变频空调器时，根据空调器所处环境变化，MCU检测电阻138的电压变化调整控制智能功率模块100的工作状态：

当电阻138的电压值小于某一特定值，即流过智能功率模块100的电流小于某一特定值时，证明智能功率模块100处于安全工作状态，MCU200的管脚PIN1～PIN6端输出正常控制信号，控制智能功率模块100正常工作；

当电阻138的电压值大于某一特定值，即流过智能功率模块100的电流大于某一特定值时，证明智能功率模块100存在过负荷工作异常发热的风险，MCU200的PIN1～PIN6端同时输出低电平，控制智能功率模块100停止动作。

可见，为保证上述智能功率模块的正常工作，需要将预设电流值或者预设电压值设置得比较低，由于空调器所处环境经常发生变化，导致功率模块过早停止工作，降低了用户体验。或者，提高上述智能功率模块中的晶体管IGBT的电流能力，这样又会大幅增加智能功率模块的原材料成本，不利于变频家电的普及使用。

图2和图3示出了本发明实施例提供的一种智能功率模块的电路图。参见图2和图3，本发明实施例中智能功率模块包括功率驱动电路、调整电路和电流采样电路。其中，

上述电流采样电路连接上述功率驱动电路，用于采集功率驱动电路的实时电流值并转换成实时电压值；

上述调整电路分别连接电流采样电路和功率驱动电路，用于根据控制信号生成预设电压值，并比较上述预设电压值和上述实时电压值以生成开关控制信号发送给功率驱动电路。

需要说明的是，本发明实施例中功率驱动电路同样包括晶体管IGBT(图3中标号4121～4126所示)、FRD管(图3中标号4111～4116)、UVW三相驱动电路(图3中标号4101～4106所示)以及电容(图3中标号4131～4133所示)，上述各器件的连接关系与图1中功率驱动电路的连接关系相同。即该部分内容为现有技术中，本领域技术人员可以参考本发明实施例中对图1(A)或者图1(B)的描述，在此不再赘述。

下面着重介绍本发明实施例中电流采样电路和调整电路。

参见图3，本发明一实施例中，电流采样电路包括第一电阻4301。该第一电阻4301的第一端连接功率驱动电路的U相低电压参考端UN、V相低电压参考端VN、W相低电压参考端VN和调整电路的输入端ITRIP，第一电阻4301的第二端连接公共电压端COM。本发明实施例中上述公共电压端连接地GND。

参见图3，本发明一实施例中，调整电路具有第一电源端、第二电源端、控制端、输入端和输出端；其中，

该调整电路的输入端连接上述电流采样电路的第一端，该调整电路的第一电源端连接供电电源VDD，该调整电路的第二电源端连接公共电压端COM，该调整电路的控制端连接用于接收控制信号的控制信号输入端USO(设置在MCU上)，调整电路的输出端连接功率驱动电路。

更具体地，本发明一实施例中该调整电路包括调整单元4302和比较单元。其中，

上述比较单元包括运算放大器4107。该运算放大器4107的反相输入端连接电流采样电路的第一端(即第一电阻4301的第一端)，运算放大器4107的正相输入端连接调整单元4302中第三电阻4304的第一端即第一节点A，运算放大器4107的输出端连接调整电路的输出端。参见图3，该调整电路的输出端分别连接UH驱动电路、VH驱动电路、WH驱动电路、UL驱动电路、VL驱动电路、WL驱动电路的控制端(或者使能端)。

调整单元4302包括第二电阻4303、第三电阻4304、稳压二极管4305、第四电阻4306和数字电位器4307。第二电阻4303的第一端连接调整电路的第一电源端即连接供电电源VDD，第二电阻4303的第二端连接第三电阻4304的第一端。稳压二极管4306的第一极连接第三电阻4304的第二端于第一节点A，该稳压二极管4306的第二极连接调整电路的第二电源端即连接公共电压端COM。第四电阻4306的第一端连接第一节点A，第四电阻4306的第二端连接数字电位器4307的第一端和调整单元的输出端于第二节点(运算放大器4107的正相输入端经过VTRIP端连接至第二节点处)。数字电位器4307的第二端连接调整电路的第二电源端即连接公共电压端COM(即稳压二极管4305的第二极与数字电位器的第二端连接)，数字电位器4307的控制端连接调整电路的控制端。

该调整电路的工作原理为：

当供电电源VDD与公共电压端恒定时，第二电阻4303、第三电阻4304和稳压二极管4305串联，由于稳压二极管4305的稳压作用，第一节点A处的电压稳定在某一数值Va。

第四电阻4306和数字电位器4307串联，并且该串联支路与稳压二极管4305并联，即第四电阻4306和数字电位器4307分压上述Va，第二节点处的电压为预设电压值。然后通过VTRIP端输入到运算放大器4107的正相输入端。

由于上述数字电位器4307的电阻值会根据USO处输入的控制信号进行改变，从而导致第二节点处预设电压值也发生变化，即通过控制信号达到了调节预设电压值(在确实第一电阻4301的电阻值的基础上，预设电流值与预设电压值一一对应)的目的。

实际应用中，由于该智能功率模块及其所驱动的后续电路所处环境会发生变化，与其相关性最大的就是环境温度。当环境温度发生变化时，第二电阻4303和第三电阻4304的电阻值会发生变化，导致第一节点A处的电压值Va不再固定，从而引起第二节点处的预设电压值发生变化，降低控制精度。为解决上述问题，本发明实施例中，第三电阻4304为负温度系数热敏电阻并且第二电阻4303为正温度系数热敏电阻。

需要说明的是，上述负温度系数热敏电阻是指，随着温度的变化其阻值线性减小或者发生可预知的减小。上述正温度系数热敏电阻是指，随着温度的变化其阻值线性增大或者发生可预知的增大。

最优地，在温度发生变化时，第三电阻4304的电阻值变化量和第二电阻4303的电阻值变化量相等(或者相近，由于制造工艺，允许存在一定的误差，但是变化量的差异对第一节点A处电压值的影响不大)。

可见，当该智能功率模块及其所驱动的后续电路所处环境发生变化时，第二电阻4303和第三电阻4304的电阻值发生相应的变化。例如，当温度升高时，第二电阻4303的电阻值增加，第三电阻4304的电阻值减小，并且增加量与减小量相抵消，即第二电阻4303和第二电阻4304的电阻值之和未发生变化(或者变化量在误差范围内)，则第一节点A处的电压值Va继续保持稳定，这样调整单元的输出端所输出的预设电压值不变。也就是说，通过对第二电阻4303和第三电阻4304的调整，可以使预设电压值对环境温度的敏感度降低。

当后续电路的工况发生变化时，再通过USO端输入相应的控制信号调整数字电位器4307，从而达到了精准调节预设电压值的目的。例如当所处环境的温度变高时，通过控制信号调低数字电位器4307的电阻值，从而使预设电压值降低即过流保护点降低；或者，当所处环境的温度变低时，预设电压值变大即过流保护点变高。

需要说明的是，数字电位器4307的电阻值与控制端接收的控制信号(实际应用中，控制信号可以是一组逻辑数字)一一对应。上述对应关系可以预先存储在存储器中。

然后运算放大器4107再比较第一电阻4301采集的实时电压值和上述预设电压值。V_ITRIP<V_VTRIP(包含相等)时，运算放大器4107输出端输出高电平，此时UH驱动电路、VH驱动电路、WH驱动电路、UL驱动电路、VL驱动电路、WL驱动电路正常输出脉冲信号驱动晶体管IGBT4121～4126正常导通与关断，此时智能功率模块根据后续电路的实际需求输出电压及功率。V_ITRIP>V_VTRIP时，运算放大器4107输出端输出低电平，此时UH驱动电路、VH驱动电路、WH驱动电路、UL驱动电路、VL驱动电路、WL驱动电路的控制端(或者使能端)有效，无法输出开关控制信号。同时UHIN端、VHIN端、WHIN端、ULIN端、VLIN端、WLIN端同时输入信号0。

为验证本发明提供的智能功率模块的优越性，下面以一款能够提供15A电流能力的智能功率模块为例进行说明。

本发明实施例中设置第二电阻4303为PCT电阻(positive temperaturecoefficient)即正温度系数电阻，在25℃下的阻值为10kΩ。设置第三电阻4304为NTC电阻(Negative Temperature Coefficient，负温度系数电阻)，该NTC电阻在25℃时电阻值为10kΩ。

本发明在25℃时，流过所述稳压二极管4305的电流为：

本发明实施例中，稳压二极管4305在工作电流为0.5mA～0.8mA时，其稳压值为6.4V。也就是说，在环境温度25℃时，第一节点A处电压值为6.4V。由于第二电阻4303为PCT电阻而第三电阻4304为NTC电阻，在第三电阻所处环境温度发生变化时时，流过稳压二极管4305的电流基本维持在0.75mA左右，从而第一节点A处的电压值基本稳定。

本发明实施例中设置第四电阻4306的电阻值为11.8kΩ。数字电位器4307采用如下逻辑真值表，如图1所示。

表1 数字电位器4307逻辑真值表

	R(kΩ)
		0101000	1
0100000	0.85
		0111000	1.15

本发明实施例中微控制单元MCU通过控制信号输入端经过USO端处向调整电路输出不同的控制信号，从而控制数字电位器4307的第一端和第二端间呈现不同的阻值。

当该数字电位器的电阻值为1kΩ时，调整单元输出的预设电压值(采用V_VTRIP表示)：

V_VTRIP＝6.4×1/(11.8+1)＝0.50V。

当该数字电位器的电阻值为0.85kΩ时，调整单元输出的预设电压值为：

V_VTRIP＝6.4×0.85/(11.8+0.85)＝0.43V。

当该数字电位器的电阻值为1.15kΩ时，调整单元输出的预设电压值为：

V_VTRIP＝6.4×1.15/(11.8+1.15)＝0.57V。

本发明实施例中第一电阻4301设置为33mΩ，则：

当流过第一电阻4301的实时电流值为15.0A时，ITRIP端处实时电压值为0.50V；

当流过第一电阻4301的实时电流值为12.9A电流时，ITRIP端处实时电压值电压为0.43V；

当流过第一电阻4301的实时电流值为17.1A电流时，ITRIP端处实时电压值电压为0.57V。

可见，本发明实施例中通过向USO端处输出不同的控制信号，实际应用中可以为I²C总线输出不同的逻辑数字信息，控制不同数字电阻器具有不同的电阻值，从而使调整电路生成不同的预设电压值，进而使该智能功率模块的过流保护电流值发生变化。

针对上述智能功率模块，本发明实施例还提供了一种控制方法，参见图4，包括：

S1、获取来自电流采样电路所采集功率驱动电路的实时电流值并转换成实时电压值；

S2、获取所述功率驱动电路以及所驱动后续电路的实际工况得到所需要的预设电流值以及预设电压值；

S3、根据所述预设电压值以及所述实时电压值的关系输出控制信号到控制信号输入端；

所述实际工况是指所述后续电路在不同工作情况下，该后续电路所需要的预设电流值。

实际应用中，上述控制方法可以采用硬件实现，也可以采用软件实现。本发明一实施例中将上述控制方法拷贝到微控制单元MCU中。如图2所示，该MCU200与上述智能功率控制模块相配合，从而为后续电路的工作提供所需求的功率。

第三方面，本发明实施例还提供了一种空调器，包括本发明实施例提供智能功率模块、用于执行本发明实施例提供的控制方法的微控制单元MCU和存储模块(图中未示出)。

上述MCU连接智能功率模块，用于获取来自智能功率模块的实时电压值；上述电压值由智能功率模块的实时电流值转换而成；

上述MCU连接存储模块，用于获取空调器的实际工况及其对应的预设电流值和预设电压值；

上述MCU还用于根据预设电压值以及实时电压值的关系输出控制信号到控制信号输入端。

实际应用中，存储模块可以采用现有技术的硬盘、U盘、SD卡等实现。并且该存储模块设置位置可以设置在上述MCU中、空调器的控制器或者单独的存储设备中，本发明不作限定。

具体地，本发明实施例中将上述控制方法拷贝到MCU中。该MCU与存储模块相连接，可以根据空调器的实际工况(可以直接从空调器的相应控制器直接读取，或者根据温度所处温度区间计算得到，本文中以直接读取为例)从存储模块中读取对应的预设电流值及预设电压值。智能功率模块中电流采样电路实时采集当前情况下的实时电流值，然后经过第一电阻4301转换成实时电压值，并通过ISO端传输到MCU中，即MCU获取来自智能功率模块的实时电压值。最后，MCU根据实实时电压值和预设电压值的关系输出相应的控制信号即直接从存储模块中读取预设电流值或者预设电压值即可。

综上所述，本发明实施例提供的智能功率模块及其控制方法、空调器，通过在智能功率模块中增加调整电路和电流采样电路，并且使电流采样电路连接功率驱动电路，调整电路分别连接电流采样电路和功率驱动电路。在上述电路基础之上，电流采样电路可以采集所述功率驱动电路的实时电流值并转换成实时电压值；调整电路根据控制信号生成预设电压值，并比较所述预设电压值和所述实时电压值生成高电平或者低电平信号发送给功率驱动电路。本发明实施例中智能功率模块可以动态调整其电流保护点即根据智能功率模块或其驱动后续电路所处环境的情况设置预设电流值的大小，例如在智能功率模块工作在较大的电流下仍然安全时，智能功率模块可以根据控制信号将预设电流值调高，否则调低。可见，本发明实施例通过调整预设电流值，可以调整智能功率模块的有效工作范围，从而避免停止工作所带来的用户体验低以及增大电流余量所带来成本增加的问题。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，其本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (10)

1.一种智能功率模块，包括功率驱动电路，其特征在于，还包括调整电路和电流采样电路；其中，

所述电流采样电路连接所述功率驱动电路，用于采集所述功率驱动电路的实时电流值并转换成实时电压值；

所述调整电路分别连接所述电流采样电路和所述功率驱动电路，用于根据控制信号生成预设电压值，并比较所述预设电压值和所述实时电压值以生成开关控制信号发送给所述功率驱动电路。

2.根据权利要求1所述的智能功率模块，其特征在于，所述电流采样电路包括第一电阻；所述第一电阻的第一端通过所述电流采样电路的第一端连接所述功率驱动电路的U相低电压参考端、V相低电压参考端、W相低电压参考端和所述调整电路的输入端，所述第一电阻的第二端通过所述电流采样电路的第二端连接公共电压端。

3.根据权利要求1所述的智能功率模块，其特征在于，所述调整电路具有第一电源端、第二电源端、控制端、输入端和输出端；其中，

所述电流采样电路的第一端连接所述调整电路的输入端，所述电流采样电路的第二端连接公共电压端；

所述调整电路的第一电源端连接供电电源，所述调整电路的第二电源端连接所述公共电压端，所述调整电路的控制端用于接收控制信号，所述调整电路的输出端连接所述功率驱动电路。

4.根据权利要求1～3任一项所述的智能功率模块，其特征在于，所述调整电路包括调整单元和比较单元；

所述调整单元连接所述调整电路的第一电源端、第二电源端和控制端，用于根据输入的控制信号输出不同幅值的预设电压值至所述比较单元；

所述比较单元连接所述调整电路的输入端和输出端，用于比较该调整电路的输入端接收的实时电压值和所述预设电压值以生成开关控制信号。

5.根据权利要求4所述的智能功率模块，其特征在于，所述调整单元包括第二电阻、第三电阻、稳压二极管、第四电阻和数字电位器；

所述第二电阻的第一端连接所述调整电路的第一电源端，所述第二电阻的第二端连接所述第三电阻的第一端；

所述稳压二极管的第一极连接所述第三电阻的第二端于第一节点，所述稳压二极管的第二极连接所述调整电路的第二电源端；

所述第四电阻的第一端连接到所述第一节点，所述第四电阻的第二端连接所述数字电位器的第一端和所述调整单元的输出端于第二节点；

所述数字电位器的第二端连接所述调整电路的第二电源端，所述数字电位器的控制端连接所述调整电路的控制端。

6.根据权利要求5所述的智能功率模块，其特征在于，所述第三电阻为负温度系数热敏电阻并且所述第二电阻为正温度系数热敏电阻。

7.根据权利要求6所述的智能功率模块，其特征在于，在第三电阻所处环境温度发生变化时，所述第三电阻的电阻值变化量与所述第二电阻的电阻值变化量相同。

8.根据权利要求4所述的智能功率模块，其特征在于，所述比较单元包括运算放大器；所述运算放大器的反相输入端连接所述电流采样电路的第一端，所述运算放大器的正相输入端连接所述调整单元中数字电位器的第一端，所述运算放大器的输出端连接所述调整电路的输出端。

9.一种用于权利要求1～8任一项所述的智能功率模块的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：

获取来自电流采样电路所采集功率驱动电路的实时电流值并转换成实时电压值；

获取所述功率驱动电路以及所驱动后续电路的实际工况得到所需要的预设电流值以及预设电压值；

根据所述预设电压值以及所述实时电压值的关系输出控制信号到控制信号输入端；

所述实际工况是指所述后续电路在不同工作情况下，该后续电路所需要的预设电流值。

10.一种空调器，其特征在于，包括权利要求1～8任一项所述的智能功率模块、用于执行权利要求9所述的控制方法的微控制单元MCU和存储模块；

所述MCU连接所述智能功率模块，用于获取来自所述智能功率模块的实时电压值；所述电压值由所述智能功率模块的实时电流值转换而成；

所述MCU连接所述存储模块，用于获取空调器的实际工况及其对应的预设电流值和预设电压值；

所述MCU还用于根据所述预设电压值以及所述实时电压值的关系输出控制信号到控制信号输入端。