CN109600025A - 可负压栅极驱动的智能功率模块 - Google Patents
可负压栅极驱动的智能功率模块 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109600025A CN109600025A CN201710915494.XA CN201710915494A CN109600025A CN 109600025 A CN109600025 A CN 109600025A CN 201710915494 A CN201710915494 A CN 201710915494A CN 109600025 A CN109600025 A CN 109600025A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- unit
- energy gap
- wide energy
- gap semiconductor
- semiconductor power
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/08—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
- Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Power Conversion In General (AREA)
Abstract
本发明揭示一种可负压栅极驱动的智能功率模块,是将一宽能隙半导体功率单元、一调整单元、以及一驱动单元整合使该驱动单元的一电压准位可通过该调整单元而调整,据此,该宽能隙半导体功率单元在驱动状态下分别具有一正压与负压交替的驱动电压准位。
Description
技术领域
本发明为涉及一种用在能源转换的功率模块,尤指一种可负压栅极驱动的碳化硅智能功率模块。
背景技术
智能功率模块(Intelligent Power Module,IPM)是一种功率开关组件,将晶体管及其驱动电路加以整合,具有高耐压、高输入阻抗、高开关频率、低驱动功率等等优点,且在智能功率模块中具有欠电压、过电流、短路及过热等故障检测电路,故能大幅提高系统的可靠性。目前智能功率模块广泛地应用在变频家电、逆变电源、工业控制等领域,具有可观的经济效益。
有鉴于此,许多厂商对于其结构或电路设计上加以改良,从强化组件本身的整合度、减少走线、或者降低组装复杂性等,无非期盼能通过效能的提升、尺寸的减薄以符合消费者需求。
举例来说,譬如美国专利号US9,530,724B2揭示的PQFN半导体封装中将一驱动电路与一引线框架耦合,并将多个垂直传导功率装置耦合至该引线框架,其中并包括多个用来提供电性连接的接合线,其中至少一接合线从该多个垂直传导功率装置的其中之一的一顶面连至该引线框架的一部分,使得该联机框架的一部分电性连接多个垂直传导功率装置的底面的电极,据此,可通过低成本的引线框架以在PQFN封装中提供有效的电路互联。
此外,美国专利号US9,252,028B2揭示的功率半导体模块整合栅极驱动芯片及功率模块,包括一第一框架以及一第二框架,该第一框架具有彼此相对的一第一表面以及一第二表面,且在该第一表面上设有一绝缘栅双极晶体管(IGBT)及一飞轮二极管(freewheeling diode,FWD);该第二框架则具有彼此相对的第三表面以及第四表面并包括控制电路、一导线以及一绝缘体部,该控制电路设置在该第三表面上。通过该导线连接该功率半导体组件以及该控制电路,再以该绝缘体部将该功率半导体组件、该第一框架、该控制电路、该第二框架、以及该导线进行封装,使得与第一框架的一表面垂直的方向上,第一框架的该表面与第二框架的第三表面位在相同的高度,经此结构使导线稳定性提升,从而抑制该导线的断线或短路,获得可靠性更好的功率半导体模块。
发明内容
本发明的主要目的,在于解决已知的智能功率模块,特别是在该模块中使用碳化硅宽能隙半导体功率单元时,因碳化硅宽能隙半导体功率单元接口存有缺陷,致使该模块产生正偏压阈值(positive bias threshold)及负偏压阈值(negative bias threshold)不稳定的缺点。
本发明的另一目的,在于解决已知技术中使用碳化硅宽能隙半导体功率单元时必须开发专用的栅极驱动器(gate driver)以搭配该宽能隙半导体功率单元使用,推升该智能功率模块的制造成本的问题。
为达到上述目的,本发明提供一种可负压栅极驱动的智能功率模块,其包括:一上桥电路,包括一第一驱动单元、以及一与该第一驱动单元电性连接的第一宽能隙半导体功率单元,该第一宽能隙半导体功率单元具有一第一漏极端、一第一栅极端、以及一第一源极端;一下桥电路,包括一第二驱动单元、以及一与该第二驱动单元电性连接的第二宽能隙半导体功率单元,该第二宽能隙半导体功率单元具有一与该第一宽能隙半导体功率单元的该第一源极端电性连接的第二漏极端、一第二栅极端以及一第二源极端;一第一调整单元,该第一调整单元包括一电性连接该第一驱动单元的第一电阻与一电性连接该第一电阻的第一齐纳二极管,该第一齐纳二极管分别与该第一宽能隙半导体功率单元的该第一源极端和该第二宽能隙半导体功率单元的该第二漏极端之间的一第一输出节点、以及与该第一驱动单元的一第一高侧电性连接;以及一第二调整单元,该第二调整单元包括一电性连接该第二驱动单元的第二电阻与一第二齐纳二极管,且该第二齐纳二极管分别与该第二宽能隙半导体功率单元的该第二源极端、以及与该第二驱动单元的一第一低侧电性连接。
本发明一实施例中,该第一调整单元电性连接至该第一驱动芯片的一高侧地端和一高侧电源端,且第二调整单元电性连接至该第二驱动芯片的一低侧地端和一低侧电源端。更具体地,该第一齐纳二极管的负极电性连接该第一输出节点、且该第一齐纳二极管的正极电性连接该高侧地端;该第二齐纳二极管的负极电性连接一与该第二宽能隙半导体功率单元的该第二源极端电性连接的第一接地端、且该第二齐纳二极管的正极电性连接该低侧地端。据此,该第一驱动单元以及该第二驱动单元的一电压准位分别通过该第一调整单元以及该第二调整单元提供一位移电压而调整,令该第一宽能隙半导体功率单元以及该第二宽能隙半导体功率单元在驱动状态下分别具有一正压与负压交替的栅极驱动电压准位,故本发明相较于已知技术所能达到的功效在于:
本发明的该智能功率模块为一种可负压栅极驱动的智能功率模块,故能克服已知的智能功率模块,特别是在该模块中使用碳化硅宽能隙半导体功率单元时,因碳化硅宽能隙半导体功率单元接口存有缺陷,致使该模块产生正偏压阈值(positive biasthreshold)及负偏压阈值(negative bias threshold)不稳定的缺点,进而增加该智能功率模块的可靠度。
本发明的智能功率模块搭配一般的绝缘栅双极晶体管驱动器(IGBT driver)即可使用,而不需搭配专用的栅极驱动器(gate driver),将可大幅降低该智能功率模块的制造成本,有利产业应用。
本发明的智能功率模块因组件采用内连接方式整合在一单一封装结构之中,故对于该智能功率模块外部而言具有引脚兼容性(pin-to-pin compatible),使其得以广泛地取代其它已知的智能功率模块产品而被使用。
附图说明
图1A为本发明一实施例的可负压栅极驱动的智能功率模块示意图。
图1B为图1A中第一调整单元的放大示意图。
图1C为图1A中第二调整单元的放大示意图。
图2A为本发明另一实施例的可负压栅极驱动的智能功率模块示意图。
图2B为图2A中第三调整单元的放大示意图。
图2C为图2A中第四调整单元的放大示意图。
图3为本发明又一实施例的可负压栅极驱动的智能功率模块示意图。
图4为图3中第五调整单元的放大示意图。
图5为图3中第六调整单元的放大示意图。
图6为本发明一实施例中第一宽能隙半导体功率单元的其它态样。
图7为在驱动状态下,驱动电压准位无正压与负压交替对于阈值稳定性的影响的实验结果。
图8为在驱动状态下,驱动电压准位有正压与负压交替对于阈值稳定性的影响的实验结果。
具体实施方式
涉及本发明的详细说明及技术内容,现就配合图式说明如下:
图1A为本发明一实施例的可负压栅极驱动的智能功率模块1示意图,主要包括一上桥电路10以及一下桥电路20。
该上桥电路10包括一第一驱动单元101a以及一第一宽能隙半导体功率单元102a,该第一宽能隙半导体功率单元102a具有一第一源极端1021a、一第一漏极端1022a、以及一第一栅极端1023a,且该第一宽能隙半导体功率单元102a通过该第一栅极端1023a电性连接该第一驱动单元101a的一高侧输出控制端1013a,使得该第一驱动单元101a得以输出高低的控制信号至该第一栅极端1023a。
该下桥电路20则包括一第二驱动单元201a以及一第二宽能隙半导体功率单元202a,该第二宽能隙半导体功率单元202a与该第二驱动单元201a电性连接,并且具有一与该第一宽能隙半导体功率单元102a的该第一源极端1021a电性连接的第二漏极端2022a、一第二栅极端2023a以及一第二源极端2021a,其中该第二栅极端连接该第二驱动单元201a的一低侧输出控制端2013a。
在该第一驱动单元101a与该第一宽能隙半导体功率单元102a之间设置一第一调整单元103a。该第一调整单元103a分别与该第一宽能隙半导体功率单元102a的该第一源极端1021a以及该第二宽能隙半导体功率单元202a的该第二漏极端2022a之间的一第一输出节点104a、以及与该第一驱动单元101a的一第一高侧电性连接。进一步来说,该第一高侧包括一高侧电源端1011a以及一高侧地端1012a,请续参阅图1B,该第一调整单元103a包括一第一电阻1031a与一第一齐纳二极管1032a,该第一齐纳二极管1032a的正极电性连接该第一驱动单元101a的该高侧地端1012a,负极则与该第一输出节点104a电性连接;而该第一电阻1031a的一端电性连接该第一驱动单元101a的该高侧电源端1011a,另一端则与该第一输出节点104a电性连接,藉此将该高侧地端1012a与该第一输出节点104a之间电位,通过该第一齐纳二极管1032a的崩溃电压而有了一位移的电压,本发明可选择不同规格的齐纳二极管作为该第一齐纳二极管1032a使用,该位移的电压可以达到约5V~10V的范围,故在栅极驱动上可使栅极对源级电压(Vgs)有了负压驱动的效果。
回到图1A,同样地,在该第二驱动单元201a与该第二宽能隙半导体功率单元202a之间也设置一第二调整单元203a。该第二调整单元203a分别与该第二宽能隙半导体功率单元202a中一电性连接其第二源极端2021a的第一接地端205a、以及与该第二驱动单元201a的一第一低测电性连接,以使本发明的该智能功率模块得以在负压驱动,其原理如前文所述,在此不再赘述。
该第一低侧包括一低侧电源端2011a以及一低侧地端2012a,请续参阅图1C,该第二调整单元203a包括一第二电阻2031a与一第二齐纳二极管2032a,且该第二齐纳二极管2032a的正极电性连接该第二驱动单元的该低侧地端2012a,负极则与该第一接地端205a电性连接;而该第二电阻2031a的一端电性连接该第二驱动单元201a的该低侧电源端2011a,另一端则与该第一接地端205a电性连接。
在本发明一实施例中,该可负压栅极驱动的智能功率模块1中的该第一驱动单元101a、该第一宽能隙半导体功率单元102a、该第一调整单元103a、该第二驱动单元201a、该第二宽能隙半导体功率单元202a、以及该第二调整单元203a较佳地整合在一单一封装结构之中而形成在一基板上;然而在其它实施例中,也可视需求将上述组件个别封装。
本实施例中,该第一驱动单元101a与该第二驱动单元201a分别形成在两芯片上,然而,在本发明其它实施例中,也可将该第一驱动单元101a与该第二驱动单元201a整合在一单一驱动芯片之中,本发明对此并无特别限制。
请续参考图2A,为本发明另一实施例的可负压栅极驱动的智能功率模块1示意图。此实施例中,除了图1A所述的组件之外,该上桥电路10还包括一第三驱动单元101b;一第三宽能隙半导体功率单元102b、以及一第三调整单元103b。而该下桥电路20还包括一第四驱动单元201b、一第四宽能隙半导体功率单元202b、以及一第四调整单元203b。
本实施例中,该第三宽能隙半导体功率单元102b具有一第三源极端1021b、一第三漏极端1022b、以及一连接该第三驱动单元101b的一高侧输出控制端的第三栅极端1023b;该第四宽能隙半导体功率单元202b也具有一第四源极端2021b、一第四漏极端2022b、以及一连接该第四驱动单元201b的一低侧输出控制端的第四栅极端2023b,且该第四漏极端2022b与该第三宽能隙半导体功率单元102b的该第三源极端1021b电性连接。
本实施例中,该第三调整单元103b分别与该第三宽能隙半导体功率单元102b的该第三源极端1021b以及该第四宽能隙半导体功率单元202b的该第四漏极端2022b之间的一第三输出节点104b、以及与该第三驱动单元101b的一第二高侧电性连接;而该第四调整单元203b则分别与该第四宽能隙半导体功率单元202b的该第四源极端2021b、以及与该第四驱动单元201b的一第二低侧电性连接。
本实施例中,该第一宽能隙半导体功率单元102a的该第一漏极端1022a与该第三宽能隙半导体功率单元102b的该第三漏极端1022b均电性连接一直流母线正极30。
请续参阅图2B,该第三驱动单元101b的该第二高侧包括一高侧电源端1011b以及一高侧地端1012b。该第三调整单元103b的一第三齐纳二极管1032b的正极电性连接该高侧地端1012b,负极则与该第二输出节点104b电性连接;而该第三调整单元103b的一第三电阻1031b的一端则电性连接该高侧电源端1011b,另一端则与该第二输出节点104b电性连接。
请续参阅图2C,该第四驱动单元201b的该第二低侧包括一低侧电源端2011b以及一低侧地端2012b。该第四调整单元203b的一第四齐纳二极管2032b的正极电性连接该低侧地端2012b,负极则与该第四宽能隙半导体功率单元202b中一电性连接其第四源极端2021b的第二接地端205b电性连接;而该第四调整单元203b的一第四电阻2031b的一端则电性连接该第四驱动单元201b的该低侧电源端2011b,另一端则与该第二接地端205b电性连接。
同样地,本实施例中,该第一驱动单元101a、该第二驱动单元201a、该第三驱动单元101b、以及该第四驱动单元201b分别形成在不同的芯片上,然而,在本发明其它实施例中,也可将该第一驱动单元101a与该第三驱动单元101b整合在一单一驱动芯片、并将该第二驱动单元201a与该第四驱动单元201b整合在另一单一驱动芯片之中,或将该第一驱动单元101a、该第二驱动单元201a、该第三驱动单元101b、以及该第四驱动单元201b整合在同一驱动芯片,本发明对此并无特别限制。
在本发明又一实施例的可负压栅极驱动的智能功率模块1,如图3所示,为一三相桥拓朴的智能功率模块。除了图2A的组件外,本实施例中该上桥电路10还包括一第五驱动单元101c、一第五宽能隙半导体功率单元102c、以及一第五调整单元103c。而该下桥电路20还包括一第六驱动单元201c、一第六宽能隙半导体功率单元202c、以及一第六调整单元203c。
本实施例中,该第五宽能隙半导体功率单元102c具有一第五源极端1021c、一第五漏极端1022c、以及一连接该第五驱动单元101c的一高侧输出控制端的第五栅极端1023c;该第六宽能隙半导体功率单元202c也具有一第六源极端2021c、一第六漏极端2022c、以及一连接该第六驱动单元201c的一低侧输出控制端的第六栅极端2023c,且该第六漏极端2022c与该第五宽能隙半导体功率单元102c的该第五源极端1021c电性连接。
本实施例中,该第五调整单元103c分别与该第五宽能隙半导体功率单元102c的该第五源极端1021c和该第六宽能隙半导体功率单元202c的该第六漏极端2022c之间的一第三输出节点104c、以及与该第五驱动单元101c的一第三高侧电性连接;而该第六调整单元203c则分别与该第六宽能隙半导体功率单元202c中一电性连接该第六源极端2021c的第三接地端205c、以及与该第六驱动单元201c的一第三低侧电性连接。
请搭配图2A及图3,本实施例中,该第一宽能隙半导体功率单元102a的该第一漏极端1022a、该第三宽能隙半导体功率单元102b的该第三漏极端1022b、以及该第五宽能隙半导体功率单元102c的该第五漏极端1022c均电性连接该直流母线正极30。
请续参阅图4,该第五驱动单元101c的该第三高侧包括一高侧电源端1011c以及一高侧地端1012c。该第五调整单元103c的一第五齐纳二极管1032c的正极电性连接该高侧地端1012c,负极则与该第三输出节点104c电性连接;而该第五调整单元103c的一第五电阻1031c的一端电性连接该第五驱动单元101c的该高侧电源端1011c,另一端则与该第三输出节点104c电性连接。
请续参阅图5,该第五驱动单元101c的该第三低侧包括一低侧电源端2011c以及一低侧地端2012c。该第六调整单元203c的一第六齐纳二极管2032c的正极电性连接该第六驱动单元的该低侧地端2012c,负极则与该第三接地端205c电性连接;而该第六调整单元203c的一第六电阻2031c的一端电性连接该低侧电源端2011c,另一端则与该第三接地端205c电性连接。
同样地,请参考图1A、图2A、以及图3,本实施例中,该第一驱动单元101a、该第二驱动单元201a、该第三驱动单元101b、该第四驱动单元201b、该第五驱动单元101c、该第六驱动单元201c分别形成在不同的芯片上,然而,在本发明其它实施例中,也可将该第一驱动单元101a与该第二驱动单元201a整合在一单一驱动芯片、将该第三驱动单元101b与该第四驱动单元201b整合在另一单一驱动芯片、且该第五驱动单元101c与该第六驱动单元201c整合在又一单一驱动芯片之中,或将该第一驱动单元101a、该第二驱动单元201a、该第三驱动单元101b、该第四驱动单元201b、该第五驱动单元101c、以及该第六驱动单元201c整合在同一驱动芯片,本发明对此并无特别限制。
本发明中,该些宽能隙半导体功率单元102a、102b、102c、202a、202b、以及202c可彼此相同或不同地选自一金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)、一结型场效应晶体管(JFET)、一高电子迁移率晶体管(HEMT)、或一绝缘栅双极晶体管(IGBT)。在本实施例中该些宽能隙半导体功率单元102a、102b、102c、202a、202b、以及202c均为该碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管(SiC MOSFET),以组成一全碳化硅智能功率模块,不仅可有效降低切换损耗,发热量也较小。
本发明一实施例中,为了达到更低的功率损耗,该碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管可更包括一与该碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管并联连接的碳化硅飞轮二极管105a(freewheeling diode,FWD),如图6。该碳化硅飞轮二极管105a的导通电压,相较于碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管的内建二极管(built-in body diode)105b(请参考图1)有更低的导通电压,可在该可负压栅极驱动的智能功率模块1操作的时候导通由感性负载回流的电流,可拥有更低的功率损耗。
据此,该些驱动单元101a、101b、101c、201a、201b、201c的一电压准位分别通过该些调整单元103a、103b、103c、203a、203b、203c提供一位移电压而调整,令该些宽能隙半导体功率单元102a、102b、102c、202a、202b、202c在驱动状态下分别具有一介于20V至-10V之间的正压与负压交替的驱动电压准位。
请续参考图7及图8分别代表在驱动状态下,驱动电压准位无正压与负压交替以及有正压与负压交替对于阈值稳定性的影响的实验结果。图7的驱动电压准位介于0V至20V之间,在操作过程中临界电压(threshold voltage,Vth)不稳定;而当驱动电压准位介于-5V至20V之间的时候,操作过程中临界电压(threshold voltage,Vth)稳定,故能增加该智能功率模块的可靠度。
是以,相较于已知技术而言,本发明的智能功率模块具有以下特点:
本发明的智能功率模块为一种可负压栅极驱动的智能功率模块,故能克服已知用在能源转换的功率模块,特别是碳化硅宽能隙半导体功率单元,因其接口存在缺陷致使其正偏压后的阈值(positive bias threshold)及负偏压后的阈值(negative biasthreshold)不稳定的缺点,从而增加该智能功率模块的可靠度。
本发明的智能功率模块搭配一般的绝缘栅双极晶体管驱动器(IGBT driver)即可使用。由于不需搭配专用的栅极驱动器(gate driver),可大幅降低该智能功率模块的制造成本,有利产业应用。
本发明的智能功率模块因组件采用内连接方式整合在一单一封装结构之中,故对于该智能功率模块外部而言具有引脚兼容性(pin-to-pin compatible),使其得以广泛地取代其它的智能功率模块产品而被使用。
以上已将本发明做一详细说明,惟以上所述者,仅为本发明的一较佳实施例而已,当不能限定本发明实施的范围。即凡依本发明申请范围所作的均等变化与修饰等,皆应仍属本发明的专利涵盖范围内。
Claims (12)
1.一种可负压栅极驱动的智能功率模块,其特征在于,包括:
一上桥电路,包括一第一驱动单元、以及一与该第一驱动单元电性连接的第一宽能隙半导体功率单元,该第一宽能隙半导体功率单元具有一第一漏极端、一第一栅极端、以及一第一源极端;
一下桥电路,包括一第二驱动单元、以及一与该第二驱动单元电性连接的第二宽能隙半导体功率单元,该第二宽能隙半导体功率单元具有一第二栅极端、一第二源极端、以及一与该第一宽能隙半导体功率单元的该第一源极端电性连接的第二漏极端;
一第一调整单元,该第一调整单元包括一电性连接该第一驱动单元的第一电阻与一电性连接该第一电阻的第一齐纳二极管,该第一齐纳二极管分别与该第一宽能隙半导体功率单元的该第一源极端和该第二宽能隙半导体功率单元的该第二漏极端之间的一第一输出节点、以及与该第一驱动单元的一第一高侧电性连接;以及
一第二调整单元,该第二调整单元包括一电性连接该第二驱动单元的第二电阻与一第二齐纳二极管,且该第二齐纳二极管分别与该第二宽能隙半导体功率单元的该第二源极端、以及与该第二驱动单元的一第一低侧电性连接;
其中,该第一驱动单元以及该第二驱动单元的一电压准位分别通过该第一调整单元以及该第二调整单元提供一位移电压而调整,令该第一宽能隙半导体功率单元以及该第二宽能隙半导体功率单元在驱动状态下分别具有一正压与负压交替的驱动电压准位。
2.根据权利要求1所述的智能功率模块,其特征在于,该第一宽能隙半导体功率单元以及该第二宽能隙半导体功率单元分别独立地选自由金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)、结型场效应晶体管(JFET)、高电子迁移率晶体管(HEMT)、绝缘栅双极晶体管(IGBT)所组成的群组。
3.根据权利要求1所述的智能功率模块,其特征在于,该第一驱动单元与该第二驱动单元整合在一单一驱动单元之中。
4.根据权利要求1所述的智能功率模块,其特征在于,该第一调整单元电性连接至该第一驱动单元的一高侧地端和一高侧电源端,且第二调整单元电性连接至该第二驱动单元的一低侧地端和一低侧电源端。
5.根据权利要求4所述的智能功率模块,其特征在于,该第二宽能隙半导体功率单元包括一电性连接该第二源极端的第一接地端,该第一齐纳二极管的负极电性连接该第一输出节点、且该第一齐纳二极管的正极电性电性连接该高侧地端;该第二齐纳二极管的负极电性连接该第一接地端、且该第二齐纳二极管的正极电性连接该低侧地端。
6.根据权利要求1所述的智能功率模块,其特征在于,该上桥电路还包括:
一第三驱动单元;一与该第三驱动单元电性连接的第三宽能隙半导体功率单元,该第三宽能隙半导体功率单元具有一第三源极端以及一与该第三源极端电性连接的第三漏极端;以及一分别与该第三宽能隙半导体功率单元的该第三源极端以及该第三驱动单元电性连接的第三调整单元,该第三调整单元包括一电性连接该第三驱动单元的第三电阻与一电性连接该第三电阻的第三齐纳二极管;且
该下桥电路还包括:
一第四驱动单元;一与该第四驱动单元电性连接的第四宽能隙半导体功率单元,该第四宽能隙半导体功率单元具有一第四源极端以及一分别与该第四源极端以及该第三宽能隙半导体功率单元的该第三源极端电性连接的第四漏极端;以及一分别与该第四宽能隙半导体功率单元的该第四源极端以及该第四驱动单元电性连接的第四调整单元,该第四调整单元包括一电性连接该第四驱动单元的第四电阻与一电性连接该第四电阻的第四齐纳二极管;
其中,该第一宽能隙半导体功率单元的该第一漏极端与该第三宽能隙半导体功率单元的该第三漏极端均电性连接一直流母线正极。
7.根据权利要求6所述的智能功率模块,其特征在于,该上桥电路还包括:
一第五驱动单元;一与该第五驱动单元电性连接的第五宽能隙半导体功率单元,该第五宽能隙半导体功率单元具有一第五源极端以及一与该第五源极端电性连接的第五漏极端;以及一分别与该第五宽能隙半导体功率单元的该第五源极端以及该第五驱动单元电性连接的第五调整单元,该第五调整单元包括一电性连接该第五驱动单元的第五电阻与一电性连接该第五电阻的第五齐纳二极管;且
该下桥电路还包括:
一第六驱动单元;一与该第六驱动单元电性连接的第六宽能隙半导体功率单元,该第六宽能隙半导体功率单元具有一第六源极端以及一分别与该第六源极端以及该第五宽能隙半导体功率单元的该第五源极端电性连接的第六漏极端;以及一分别与该第六宽能隙半导体功率单元的该第六源极端以及该第六驱动单元电性连接的第六调整单元,该第六调整单元包括一电性连接该第六驱动单元的第六电阻与一电性连接该第六电阻的第六齐纳二极管;
其中,该第三宽能隙半导体功率单元的该第三漏极端与该第五宽能隙半导体功率单元的该第五漏极端均电性连接该直流母线正极。
8.根据权利要求1所述的智能功率模块,其特征在于,该第一宽能隙半导体功率单元以及该第二宽能隙半导体功率单元均为一碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管(SiCMOSFET)。
9.根据权利要求8所述的智能功率模块,其特征在于,该碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管还包括一与该碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管并联连接的飞轮二极管(freewheeling diode,FWD)。
10.根据权利要求1所述的智能功率模块,其特征在于,该第一驱动单元、该第一宽能隙半导体功率单元、该第一调整单元、该第二驱动单元、该第二宽能隙半导体功率单元、以及该第二调整单元整合在一单一封装结构之中。
11.根据权利要求1所述的智能功率模块,其特征在于,该第一宽能隙半导体功率单元以该第一栅极端连接该第一驱动单元;且该第二宽能隙半导体功率单元以该第二栅极端连接该第二驱动单元。
12.根据权利要求1所述的智能功率模块,其特征在于,该正压与负压交替的驱动电压准位介于20V至-10V之间。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201710915494.XA CN109600025B (zh) | 2017-09-30 | 2017-09-30 | 可负压栅极驱动的智能功率模块 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201710915494.XA CN109600025B (zh) | 2017-09-30 | 2017-09-30 | 可负压栅极驱动的智能功率模块 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN109600025A true CN109600025A (zh) | 2019-04-09 |
CN109600025B CN109600025B (zh) | 2020-06-12 |
Family
ID=65955514
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201710915494.XA Active CN109600025B (zh) | 2017-09-30 | 2017-09-30 | 可负压栅极驱动的智能功率模块 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN109600025B (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020220590A1 (zh) * | 2019-04-29 | 2020-11-05 | 广东美的制冷设备有限公司 | 智能功率模块和空调器 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20090273959A1 (en) * | 2005-11-22 | 2009-11-05 | Harris Corporation | Biased-mosfet active bridge with active gate drive |
CN102957306A (zh) * | 2011-08-19 | 2013-03-06 | 株式会社安川电机 | 栅极驱动电路和功率变换装置 |
CN103124170A (zh) * | 2011-11-18 | 2013-05-29 | 株式会社电装 | 功率半导体器件驱动电路 |
US20140307495A1 (en) * | 2013-04-15 | 2014-10-16 | Denso Corporation | Driver for target switching element and control system for machine using the same |
KR20160145867A (ko) * | 2015-06-10 | 2016-12-21 | (주)하이브론 | 지능형 파워 모듈 및 그의 전원구동모듈 |
-
2017
- 2017-09-30 CN CN201710915494.XA patent/CN109600025B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20090273959A1 (en) * | 2005-11-22 | 2009-11-05 | Harris Corporation | Biased-mosfet active bridge with active gate drive |
CN102957306A (zh) * | 2011-08-19 | 2013-03-06 | 株式会社安川电机 | 栅极驱动电路和功率变换装置 |
CN103124170A (zh) * | 2011-11-18 | 2013-05-29 | 株式会社电装 | 功率半导体器件驱动电路 |
US20140307495A1 (en) * | 2013-04-15 | 2014-10-16 | Denso Corporation | Driver for target switching element and control system for machine using the same |
KR20160145867A (ko) * | 2015-06-10 | 2016-12-21 | (주)하이브론 | 지능형 파워 모듈 및 그의 전원구동모듈 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020220590A1 (zh) * | 2019-04-29 | 2020-11-05 | 广东美的制冷设备有限公司 | 智能功率模块和空调器 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN109600025B (zh) | 2020-06-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN105742278B (zh) | 半导体装置 | |
US8546937B2 (en) | Semiconductor device | |
CN203165891U (zh) | 半导体模块 | |
CN105391440A (zh) | 半导体装置、功率控制装置和电子系统 | |
EP3139480A2 (en) | Power conversion device and drive device | |
US6657874B2 (en) | Semiconductor converter circuit and circuit module | |
US10199376B2 (en) | Monolithic cell for an integrated circuit and especially a monolithic switching cell | |
US6249024B1 (en) | Power module with repositioned positive and reduced inductance and capacitance | |
CN109768727B (zh) | 功率器件及电器 | |
CN109768694A (zh) | 一种具有熔断器的功率模块 | |
CN102024814B (zh) | Mos-栅功率半导体器件 | |
CN109075693A (zh) | 功率元件的驱动电路 | |
CN109768039A (zh) | 一种双面散热功率模块 | |
CN109600025A (zh) | 可负压栅极驱动的智能功率模块 | |
TWI640151B (zh) | Negative voltage gate driven smart power module | |
EP3934077B1 (en) | Power device and electrical appliance | |
CN116317635A (zh) | 一种半导体电路 | |
CN106298737A (zh) | 功率模块封装结构及其制造方法 | |
CN109585436A (zh) | 一种穿插分支布局的功率模块 | |
US10396774B2 (en) | Intelligent power module operable to be driven by negative gate voltage | |
JPH03147378A (ja) | ソリッド・ステート・リレー | |
CN218548435U (zh) | 一种半导体电路及智能功率模块 | |
CN109560066A (zh) | 一种具有过桥导电层的功率模块 | |
CN109585437A (zh) | 一种多层功率模块 | |
US10855274B2 (en) | Semiconductor device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20200619 Address after: Room 1225, area B, 12 / F, block B, Lane 2855, Huqingping highway, Qingpu District, Shanghai Patentee after: Shanghai hanqian Technology Co., Ltd Address before: 2, 10 / F, 27 Guanxin Road, Xinzhu City Patentee before: HESTIA POWER Inc. |
|
TR01 | Transfer of patent right |