CN109980977A - 功率器件和电器 - Google Patents

功率器件和电器 Download PDF

Info

Publication number
CN109980977A
CN109980977A CN201910250493.7A CN201910250493A CN109980977A CN 109980977 A CN109980977 A CN 109980977A CN 201910250493 A CN201910250493 A CN 201910250493A CN 109980977 A CN109980977 A CN 109980977A
Authority
CN
China
Prior art keywords
transistor
power device
phase
connect
bridge arm
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
Application number
CN201910250493.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109980977B (zh
Inventor
冯宇翔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Midea Group Co Ltd
GD Midea Air Conditioning Equipment Co Ltd
Original Assignee
Midea Group Co Ltd
Guangdong Midea Refrigeration Equipment Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Midea Group Co Ltd, Guangdong Midea Refrigeration Equipment Co Ltd filed Critical Midea Group Co Ltd
Priority to CN201910250493.7A priority Critical patent/CN109980977B/zh
Publication of CN109980977A publication Critical patent/CN109980977A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109980977B publication Critical patent/CN109980977B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS 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
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/08Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters
    • H02M1/088Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters for the simultaneous control of series or parallel connected semiconductor devices
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS 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
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32Means for protecting converters other than automatic disconnection
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS 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
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/5387Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration
    • H02M7/53871Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration with automatic control of output voltage or current
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
    • H02P27/06Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Power Conversion In General (AREA)

Abstract

本申请公开了一种功率器件和电器,所述功率器件,包括:U相控制电路;V相控制电路;W相控制电路;第一晶体管至第三晶体管;第一电压判断电路至第三电压判断电路;其中,第一电压判断电路用于当第一晶体管的第二端的电压大于第一晶体管的第一端的电压时,控制U相控制电路关断第一晶体管;第二电压判断电路用于当第二晶体管的第二端的电压大于第二晶体管的第一端的电压时,控制V相控制电路关断第二晶体管;第三电压判断电路,用于当第三晶体管的第二端的电压大于第三晶体管的第一端的电压时,控制W相控制电路关断第三晶体管。本申请的功率器件,能够有效地避免功率器件失效。

Description

功率器件和电器
技术领域
本申请涉及电器技术领域,特别涉及一种功率器件和一种具有该功率器件的电器。
背景技术
智能功率模块,即IPM(Intelligent Power Module),是一种将电力电子和集成电路技术结合的功率驱动类产品(功率器件)。智能功率模块把功率开关器件和HVIC(HighVoltage Integrated Circuit,高压集成电路)集成在一起,并内藏有过电压、过电流和过热等故障检测电路。智能功率模块一方面接收MCU(Micro Controller Unit,微控制单元)的控制信号,驱动后续电路工作,另一方面将系统的状态检测信号送回MCU。与传统分立方案相比,智能功率模块以其高集成度、高可靠性等优势赢得越来越大的市场,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、变频家电的一种理想电力电子器件。
通常,智能功率模块有两种方案实现自举:在电路使用外置二极管来实现自举,但是这样会使得智能功率模块的体积变大,走线复杂,很容易产生寄生参数,在模块运行中产生噪声;或者,在HVIC中实现自举,这种自举方式一般将MOS(Metal Oxide Semiconductor,金属-氧化物-半导体)管内置,其好处是自举功能通过栅极受控,缺点是在下桥臂开关管开通时HVIC会发生充电造成MOS管栅极受损,从而造成智能功率模块失效。
发明内容
本申请通过提供一种功率器件和电器,能够有效地避免功率器件失效。
本申请提供了一种功率器件,包括:U相控制电路;V相控制电路;W相控制电路;第一晶体管,所述第一晶体管的控制端与所述U相控制电路连接,所述第一晶体管的第一端与功率器件的低压区供电电源正端连接,所述第一晶体管的第二端与功率器件的U相高压区供电电源正端连接;第一电压判断电路,所述第一电压判断电路分别与所述第一晶体管的第一端和所述第一晶体管的第二端连接,用于当所述第一晶体管的第二端的电压大于所述第一晶体管的第一端的电压时,控制所述U相控制电路关断所述第一晶体管;第二晶体管,所述第二晶体管的控制端与所述V相控制电路连接,所述第二晶体管的第一端与所述功率器件的低压区供电电源正端连接,所述第二晶体管的第二端与功率器件的V相高压区电源正端连接;第二电压判断电路,所述第二电压判断电路分别与所述第二晶体管的第一端和所述第二晶体管的第二端连接,用于当所述第二晶体管的第二端的电压大于所述第二晶体管的第一端的电压时,控制所述V相控制电路关断所述第二晶体管;第三晶体管,所述第三晶体管的控制端与所述W相控制电路连接,所述第三晶体管的第一端与所述功率器件的低压区供电电源正端连接,所述第三晶体管的第二端与功率器件的W相高压区电源正端连接;第三电压判断电路,所述第三电压判断电路分别与所述第三晶体管的第一端和所述第三晶体管的第二端连接,用于当所述第三晶体管的第二端的电压大于所述第三晶体管的第一端的电压时,控制所述W相控制电路关断所述第三晶体管。
另外,根据本申请上述实施例提出的功率器件还可以具有如下附加的技术特征:
根据本申请的一个实施例,所述第一晶体管、所述第二晶体管和所述第三晶体管均为高压DMOS管。
根据本申请的一个实施例,所述第一晶体管的第一端的电压、所述第二晶体管的第一端的电压和所述第三晶体管的第一端的电压均为15V。
根据本申请的一个实施例,上述的功率器件,还包括:第一上桥臂开关管至第三上桥臂开关管和第一下桥臂开关管至第三下桥臂开关管;其中,所述第一上桥臂开关管的第一端与高压集成电路的U相高压区的输出端连接,所述第一上桥臂开关管的第二端与所述功率器件的高压输入端连接,所述第一上桥臂开关管的第三端与功率器件的U相高压区供电电源负端连接;所述第二上桥臂开关管的第一端与所述高压集成电路的V相高压区的输出端连接,所述第二上桥臂开关管的第二端与所述功率器件的高压输入端连接,所述第二上桥臂开关管的第三端与功率器件的V相高压区供电电源负端连接;所述第三上桥臂开关管的第一端与所述高压集成电路的W相高压区的输出端连接,所述第三上桥臂开关管的第二端与所述功率器件的高压输入端连接,所述第三上桥臂开关管的第三端与功率器件的W相高压区供电电源负端连接;所述第一下桥臂开关管的第一端与高压集成电路的U相低压区的输出端连接,所述第一下桥臂开关管的第二端与所述功率器件的U相高压区供电电源负端连接,所述第一下桥臂开关管的第三端与功率器件的U相低电压参考端连接;所述第二下桥臂开关管的第一端与高压集成电路的V相低压区的输出端连接,所述第二下桥臂开关管的第二端与所述功率器件的V相高压区供电电源负端连接,所述第二下桥臂开关管的第三端与功率器件的V相低电压参考端连接;所述第三下桥臂开关管的第一端与高压集成电路的W相低压区的输出端连接,所述第三下桥臂开关管的第二端与所述功率器件的W相高压区供电电源负端连接,所述第三下桥臂开关管的第三端与功率器件的W相低电压参考端连接。
根据本申请的一个实施例,上述的功率器件,还包括:第一电容、第二电容和第三电容;其中,所述第一电容的第一端与所述功率器件的U相高压区供电电源正端连接,所述第一电容的第二端与所述功率器件的U相高压区供电电源负端连接;所述第二电容的第一端与所述功率器件的V相高压区供电电源正端连接,所述第二电容的第二端与所述功率器件的V相高压区供电电源负端连接;所述第三电容的第一端与所述功率器件的W相高压区供电电源正端连接,所述第三电容的第二端与所述功率器件的W相高压区供电电源负端连接。
本申请实施例提供了一种电器,包括上述实施例提出的功率器件。
另外,根据本申请上述实施例提出的电器还可以具有如下附加的技术特征:
根据本申请的一个实施例,所述电器为空调。
本申请实施例的一个或多个技术方案,至少具有如下技术效果或优点:
本申请通过在功率器件中内置第一电压判断电路至第三电压判断电路,以便第一电压判断电路在第一晶体管的第二端的电压大于第一晶体管的第一端的电压时控制U相控制电路关断第一晶体管,第二电压判断电路在第二晶体管的第二端的电压大于第二晶体管的第一端的电压时控制V相控制电路关断第二晶体管,第三电压判断电路在第三晶体管的第二端的电压大于第三晶体管的第一端的电压时控制W相控制电路关断第三晶体管,从而能够有效地避免功率器件失效。
附图说明
图1a为相关技术中智能功率模块的电路结构图;
图1b为相关技术中智能功率模块实际工作时的推荐电路结构图;以及
图2为本申请实施例的功率器件的电路结构图。
具体实施方式
在介绍本申请实施例之前,先结合图1a和图1b介绍下相关技术中的功率器件如智能功率模块100。
参照图1a,智能功率模块100中HVIC管101的VCC端作为智能功率模块100的低压区供电电源正端VDD,VDD一般为15V。
在HVIC管101内部有自举电路,自举电路结构如下:VCC端与高压DMOS管105、高压DMOS管106、高压DMOS管107的源极相连;高压DMOS管105的衬底接地、漏极与VB1相连;高压DMOS管106的衬底接地、漏极与VB2相连;高压DMOS管107的衬底接地、漏极与VB3相连;LIN1端接U相控制电路102的输入端,U相控制电路102的输出端接高压DMOS管105的栅极;LIN2端接V相控制电路103的输入端,V相控制电路103的输出端接高压DMOS管106的栅极;LIN3端接W相控制电路104的输入端,W相控制电路104的输出端接高压DMOS管107的栅极;HVIC管101的HIN1端作为智能功率模块100的U相上桥臂输入端UHIN;HVIC管101的HIN2端作为智能功率模块100的V相上桥臂输入端VHIN;HVIC管101的HIN3端作为智能功率模块100的W相上桥臂输入端WHIN;HVIC管101的LIN1端作为智能功率模块100的U相下桥臂输入端ULIN;HVIC管101的LIN2端作为智能功率模块100的V相下桥臂输入端VLIN;HVIC管101的LIN3端作为智能功率模块100的W相下桥臂输入端WLIN;在此,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;HVIC管101的GND端作为智能功率模块100的低压区供电电源负端COM;HVIC管101的VB1端连接电容131的一端,并作为智能功率模块100的U相高压区供电电源正端UVB;HVIC管101的HO1端与U相上桥臂IGBT管121的栅极相连;HVIC管101的VS1端与IGBT管121的射极、FRD管111的阳极、U相下桥臂IGBT管124的集电极、FRD管114的阴极、电容131的另一端相连,并作为智能功率模块100的U相高压区供电电源负端UVS;HVIC管101的VB2端连接电容132的一端,作为智能功率模块100的U相高压区供电电源正端VVB;HVIC管101的HO2端与V相上桥臂IGBT管122的栅极相连;HVIC管101的VS2端与IGBT管122的射极、FRD管112的阳极、V相下桥臂IGBT管125的集电极、FRD管115的阴极、电容132的另一端相连,并作为智能功率模块100的W相高压区供电电源负端VVS;HVIC管101的VB3端连接电容133的一端,作为智能功率模块100的W相高压区供电电源正端WVB;HVIC管101的HO3端与W相上桥臂IGBT管123的栅极相连;HVIC管101的VS3端与IGBT管123的射极、FRD管113的阳极、W相下桥臂IGBT管126的集电极、FRD管116的阴极、电容133的另一端相连,并作为智能功率模块100的W相高压区供电电源负端WVS;HVIC管101的LO1端与IGBT管124的栅极相连;HVIC管101的LO2端与IGBT管125的栅极相连。
HVIC管101的LO3端与IGBT管126的栅极相连;IGBT管124的射极与FRD管114的阳极相连,并作为智能功率模块100的U相低电压参考端UN;IGBT管125的射极与FRD管115的阳极相连,并作为智能功率模块100的V相低电压参考端VN;IGBT管126的射极与FRD管116的阳极相连,并作为智能功率模块100的W相低电压参考端WN;IGBT管121的集电极、FRD管111的阴极、IGBT管122的集电极、FRD管112的阴极、IGBT管123的集电极、FRD管113的阴极相连,并作为智能功率模块100的高电压输入端P,P一般接300V。
HVIC管101的作用是:
VDD为HVIC管101的供电电源正端,GND为HVIC管101的供电电源负端;VDD-GND电压一般为15V;VB1和VS1分别为U相高压区的电源正端和负极,HO1为U相高压区的输出端;VB2和VS2分别为V相高压区的电源正端和负极,HO2为V相高压区的输出端;VB3和VS3分别为U相高压区的电源正端和负极,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;将输入端HIN1、HIN2、HIN3和LIN1、LIN2、LIN3的0或5V的逻辑输入信号分别传到输出端HO1、HO2、HO3和LO1、LO2、LO3,其中HO1、HO2、HO3是VS或VS+15V的逻辑输出信号,LO1、LO2、LO3是0或15V的逻辑输出信号;同一相的输入信号不能同时为高电平,即HIN1和LIN1、HIN2和LIN2、HIN3和LIN3不能同时为高电平。
智能功率模块100实际工作时的推荐电路如图1b所示:
UVB与UVS间外接电容135;VVB与VVS间外接电容136;WVB与WVS间外接电容137;在此,电容131、132、133主要起滤波作用,电容135、136、137主要起存储电量作用;UN、VN、WN和MCU管200的Pin7相连并接电阻138的一端;电阻138的另一端接COM;MCU管200的Pin1与智能功率模块100的UHIN端相连。
这种在HVIC管中实现自举的方式是将MOS管(如高压DMOS管)内置,其好处是自举功能通过栅极受控,缺点是在下桥臂开关管开通时,HVIC管会发生充电造成MOS管栅极受损,从而造成智能功率模块失效。
为了解决上述问题,本申请通过将比较电压电路和栅极控制电路内置于HVIC管中,实现在下桥臂开关管开通,HVIC管向对应的VB1、VB2、VB3充电时,控制对应的MOS管关断,来避免造成智能功率模块失效。
为了更好的理解上述技术方案,下面将参照附图更详细地描述本申请的示例性实施例。虽然附图中显示了本申请的示例性实施例,然而应当理解,可以以各种形式实现本申请而不应被这里阐述的实施例所限制。相反,提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本申请,并且能够将本申请的范围完整的传达给本领域的技术人员。
为了更好的理解上述技术方案,下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
图2为本申请实施例的功率器件的电路结构图。
如图2所示,该功率器件100,包括:U相控制电路102、V相控制电路130、W相控制电路104、第一晶体管105、第二晶体管106、第三晶体管107、第一电压判断电路141、第二电压判断电路142、第三电压判断电路143。
其中,第一晶体管105的控制端与U相控制电路102连接,第一晶体管105的第一端与功率器件100的低压区供电电源正端VDD连接,第一晶体管105的第二端与功率器件100的U相高压区电源正端UVB连接;第一电压判断电路141分别与第一晶体管105的第一端和第一晶体管105的第二端连接,用于当第一晶体管105的第二端的电压大于第一晶体管105的第一端的电压时,控制U相控制电路102关断第一晶体管105;第二晶体管106的控制端与V相控制电路103连接,第二晶体管106的第一端与功率器件100的低压区供电电源正端VDD连接,第二晶体管106的第二端与功率器件100的V相高压区电源正端VVB连接;第二电压判断电路142分别与第二晶体管106的第一端和第二晶体管106的第二端连接,用于当第二晶体管106的第二端的电压大于第二晶体管106的第一端的电压时,控制V相控制电路103关断第二晶体管106;第三晶体管107的控制端与W相控制电路104连接,第三晶体管107的第一端与功率器件100的低压区供电电源正端VDD连接,第三晶体管107的第二端与功率器件100的W相高压区电源正端WVB连接;第三电压判断电路143分别与第三晶体管107的第一端和第三晶体管107的第二端连接,用于当第三晶体管107的第二端的电压大于第三晶体管107的第一端的电压时,控制W相控制电路104关断第三晶体管107。
在本申请的一个实施例中,第一晶体管105、第二晶体管106和第三晶体管107均为高压DMOS管,即,第一晶体管105为高压DMOS管105,第二晶体管106为高压DMOS管106,第三晶体管107为高压DMOS管107。
在本申请的一个实施例中,第一晶体管105的第一端的电压、第二晶体管106的第一端的电压和第三晶体管107的第一端的电压均为15V。
在本申请的一个实施例中,如图2所示,上述功率器件100,还包括:第一上桥臂开关管至第三上桥臂开关管和第一下桥臂开关管至第三下桥臂开关管。其中,第一上桥臂开关管的第一端与高压集成电路101的U相高压区的输出端HO1连接,第一上桥臂开关管的第二端与功率器件100的高压输入端P连接,第一上桥臂开关管的第三端与功率器件的U相高压区供电电源负端UVS连接;第二上桥臂开关管的第一端与高压集成电路101的V相高压区的输出端HO2连接,第二上桥臂开关管的第二端与功率器件100的高压输入端P连接,第二上桥臂开关管的第三端与功率器件100的V相高压区供电电源负端VVS连接;第三上桥臂开关管的第一端与高压集成电路101的W相高压区的输出端HO3连接,第三上桥臂开关管的第二端与功率器件100的高压输入端P连接,第三上桥臂开关管的第三端与功率器件100的W相高压区供电电源负端WVS连接;第一下桥臂开关管的第一端与高压集成电路的U相低压区的输出端LO1连接,第一下桥臂开关管的第二端与功率器件100的U相高压区供电电源负端UVS连接,第一下桥臂开关管的第三端与功率器件100的U相低电压参考端UN连接;第二下桥臂开关管的第一端与高压集成电路101的V相低压区的输出端LO2连接,第二下桥臂开关管的第二端与功率器件100的V相高压区供电电源负端VVS连接,第二下桥臂开关管的第三端与功率器件的V相低电压参考端UN连接;第三下桥臂开关管的第一端与高压集成电路101的W相低压区的输出端LO3连接,第三下桥臂开关管的第二端与功率器件100的W相高压区供电电源负端WVS连接,第三下桥臂开关管的第三端与功率器件100的W相低电压参考端WN连接。
在本申请的一个具体实施例中,第一上桥臂开关管包括IGBT管121和FRD管111;第二上桥臂开关管包括IGBT管122和FRD管112;第三上桥臂开关管包括IGBT管123和FRD管113;第一下桥臂开关管包括IGBT管124和FRD管114;第二下桥臂开关管包括IGBT管125和FRD管115;第三下桥臂开关管包括IGBT管126和FRD管116。
在本申请的一个实施例中,如图2所示,上述功率器件100,还包括:第一电容131、第二电容132和第三电容133,其中,第一电容131的第一端与功率器件100的U相高压区供电电源正端UVB连接,第一电容131的第二端与功率器件100的U相高压区供电电源负端UVS连接;第二电容132的第一端与功率器件的V相高压区供电电源正端VVB连接,第二电容132的第二端与功率器件的V相高压区供电电源负端VVS连接;第三电容133的第一端与功率器件的W相高压区供电电源正端WVB连接,第三电容133的第二端与功率器件的W相高压区供电电源负端WVS连接。其中,第一电容131、第二电容132、第三电容133主要起滤波作用。
具体而言,参见图2,HVIC管101的VCC端作为功率器件100的低压区供电电源正端VDD,VDD一般为15V。
在HVIC管101内部有自举电路,自举电路结构如下:VCC端与高压DMOS管105、高压DMOS管106、高压DMOS管107的源极(第一端)相连;高压DMOS管105的衬底接地、漏极(第二端)与VB1相连;高压DMOS管106的衬底接地、漏极与VB2相连;高压DMOS管107的衬底接地、漏极与VB3相连。
LIN1端接U相控制电路102的输入端,U相控制电路102的输出端接高压DMOS管105的栅极;LIN2端接V相控制电路103的输入端,V相控制电路103的输出端接高压DMOS管106的栅极;LIN3端接W相控制电路104的输入端,W相控制电路104的输出端接高压DMOS管107的栅极;第一电压判断电路141分别接105的源极和漏极;第二电压判断电路142分别接106的源极和漏极;第三电压判断电路143分别接107的源极和漏极。
HVIC管101的HIN1端作为功率器件100的U相上桥臂输入端UHIN;HVIC管101的HIN2端作为功率器件100的V相上桥臂输入端VHIN;HVIC管101的HIN3端作为功率器件100的W相上桥臂输入端WHIN;HVIC管101的LIN1端作为功率器件100的U相下桥臂输入端ULIN;HVIC管101的LIN2端作为功率器件100的V相下桥臂输入端VLIN;HVIC管101的LIN3端作为功率器件100的W相下桥臂输入端WLIN。
在此,功率器件100的U、V、W三相的六路输入接收0V或5V的输入信号;HVIC管101的GND端作为功率器件100的低压区供电电源负端COM;HVIC管101的VB1端连接电容131的一端,并作为功率器件100的U相高压区供电电源正端UVB;HVIC管101的HO1端与U相上桥臂IGBT管121的栅极相连;HVIC管101的VS1端与IGBT管121的射极、FRD管111的阳极、U相下桥臂IGBT管124的集电极、FRD管114的阴极、第一电容131的另一端相连,并作为功率器件100的U相高压区供电电源负端UVS;HVIC管101的VB2端连接电容132的一端,作为功率器件100的U相高压区供电电源正端VVB;HVIC管101的HO2端与V相上桥臂IGBT管122的栅极相连;HVIC管101的VS2端与IGBT管122的射极、FRD管112的阳极、V相下桥臂IGBT管125的集电极、FRD管115的阴极、电容132的另一端相连,并作为功率器件100的W相高压区供电电源负端VVS;HVIC管101的VB3端连接电容133的一端,作为功率器件100的W相高压区供电电源正端WVB;HVIC管101的HO3端与W相上桥臂IGBT管123的栅极相连;HVIC管101的VS3端与IGBT管123的射极、FRD管113的阳极、W相下桥臂IGBT管126的集电极、FRD管116的阴极、电容133的另一端相连,并作为功率器件100的W相高压区供电电源负端WVS;HVIC管101的LO1端与IGBT管124的栅极相连;HVIC管101的LO2端与IGBT管125的栅极相连;HVIC管101的LO3端与IGBT管126的栅极相连;IGBT管124的射极与FRD管114的阳极相连,并作为功率器件100的U相低电压参考端UN;IGBT管125的射极与FRD管115的阳极相连,并作为功率器件100的V相低电压参考端VN;IGBT管126的射极与FRD管116的阳极相连,并作为功率器件100的W相低电压参考端WN;IGBT管121的集电极、FRD管111的阴极、IGBT管122的集电极、FRD管112的阴极、IGBT管123的集电极、FRD管113的阴极相连,并作为功率器件100的高电压输入端P,P一般接300V。
HVIC管101的作用是:
VDD为HVIC管101的供电电源正端,GND为HVIC管101的供电电源负端;VDD-GND电压一般为15V;VB1和VS1分别为U相高压区的电源正端和负极,HO1为U相高压区的输出端;VB2和VS2分别为V相高压区的电源正端和负极,HO2为V相高压区的输出端;VB3和VS3分别为U相高压区的电源正端和负极,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;将输入端HIN1、HIN2、HIN3和LIN1、LIN2、LIN3的0或5V的逻辑输入信号分别传到输出端HO1、HO2、HO3和LO1、LO2、LO3,其中HO1、HO2、HO3是VS或VS+15V的逻辑输出信号,LO1、LO2、LO3是0或15V的逻辑输出信号;同一相的输入信号不能同时为高电平,即HIN1和LIN1、HIN2和LIN2、HIN3和LIN3不能同时为高电平。
在第一下桥臂开关管的IGBT管124开通时,HVIC会向VB1端充电,从而造成VB1端的电位升高,第一电压判断模块141判断高压DMOS管105两端(源极和漏极)电位变化,当VB1端电位高于VCC时,U相控制电路102启动,高压DMOS管105关断。
在第二下桥臂开关管的IGBT管125开通时,HVIC会向VB2端充电,从而造成VB2端的电位升高,第二电压判断模块142判断高压DMOS管106两端电位变化,当VB2端电位高于VCC时,V相控制电路103启动,高压DMOS管106关断。
在第三下桥臂开关管的IGBT管126开通时,HVIC会向VB3端充电,从而造成VB3端的电位升高,第三电压判断模块143判断高压DMOS管107两端电位变化,当VB3端电位高于VCC时,W相控制电路104启动,高压DMOS管107关断。
上述本申请实施例中的技术方案,至少具有如下的技术效果或优点:
本申请通过在功率器件中内置第一电压判断电路至第三电压判断电路,以便第一电压判断电路在第一晶体管的第二端的电压大于第一晶体管的第一端的电压时控制U相控制电路关断第一晶体管,第二电压判断电路在第二晶体管的第二端的电压大于第二晶体管的第一端的电压时控制V相控制电路关断第二晶体管,第三电压判断电路在第三晶体管的第二端的电压大于第三晶体管的第一端的电压时控制W相控制电路关断第三晶体管,从而能够有效地避免功率器件失效。
为达到上述目的,本申请还提出了一种电器,其包括上述的功率器件。
在本申请实施例中,上述电器可以为空调、洗衣机、冰箱或电磁炉等,并且其中的功率器件可以实现前述部分中描述的功率器件的功能。
本申请的电器,通过上述的功率器件,能够有效地避免功率器件失效。
本领域内的技术人员应明白,本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本申请可采用在一个或多个其中为有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
应当注意的是,在权利要求中,不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“为”不排除存在未列在权利要求中的部件或步骤。位于部件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的部件。本申请可以借助于包括有若干不同部件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中,这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。
尽管已描述了本申请的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。
显然,本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样,倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内,则本申请也意图为这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种功率器件,其特征在于,包括:
U相控制电路;V相控制电路;W相控制电路;
第一晶体管,所述第一晶体管的控制端与所述U相控制电路连接,所述第一晶体管的第一端与功率器件的低压区供电电源正端连接,所述第一晶体管的第二端与功率器件的U相高压区供电电源正端连接;
第一电压判断电路,所述第一电压判断电路分别与所述第一晶体管的第一端和所述第一晶体管的第二端连接,用于当所述第一晶体管的第二端的电压大于所述第一晶体管的第一端的电压时,控制所述U相控制电路关断所述第一晶体管;
第二晶体管,所述第二晶体管的控制端与所述V相控制电路连接,所述第二晶体管的第一端与所述功率器件的低压区供电电源正端连接,所述第二晶体管的第二端与功率器件的V相高压区电源正端连接;
第二电压判断电路,所述第二电压判断电路分别与所述第二晶体管的第一端和所述第二晶体管的第二端连接,用于当所述第二晶体管的第二端的电压大于所述第二晶体管的第一端的电压时,控制所述V相控制电路关断所述第二晶体管;
第三晶体管,所述第三晶体管的控制端与所述W相控制电路连接,所述第三晶体管的第一端与所述功率器件的低压区供电电源正端连接,所述第三晶体管的第二端与功率器件的W相高压区电源正端连接;
第三电压判断电路,所述第三电压判断电路分别与所述第三晶体管的第一端和所述第三晶体管的第二端连接,用于当所述第三晶体管的第二端的电压大于所述第三晶体管的第一端的电压时,控制所述W相控制电路关断所述第三晶体管。
2.根据权利要求1所述的功率器件,其特征在于,所述第一晶体管、所述第二晶体管和所述第三晶体管均为高压DMOS管。
3.根据权利要求1所述的功率器件,其特征在于,所述第一晶体管的第一端的电压、所述第二晶体管的第一端的电压和所述第三晶体管的第一端的电压均为15V。
4.根据权利要求1所述的功率器件,其特征在于,还包括:
第一上桥臂开关管至第三上桥臂开关管和第一下桥臂开关管至第三下桥臂开关管;
其中,所述第一上桥臂开关管的第一端与高压集成电路的U相高压区的输出端连接,所述第一上桥臂开关管的第二端与所述功率器件的高压输入端连接,所述第一上桥臂开关管的第三端与功率器件的U相高压区供电电源负端连接;
所述第二上桥臂开关管的第一端与所述高压集成电路的V相高压区的输出端连接,所述第二上桥臂开关管的第二端与所述功率器件的高压输入端连接,所述第二上桥臂开关管的第三端与功率器件的V相高压区供电电源负端连接;
所述第三上桥臂开关管的第一端与所述高压集成电路的W相高压区的输出端连接,所述第三上桥臂开关管的第二端与所述功率器件的高压输入端连接,所述第三上桥臂开关管的第三端与功率器件的W相高压区供电电源负端连接;
所述第一下桥臂开关管的第一端与高压集成电路的U相低压区的输出端连接,所述第一下桥臂开关管的第二端与所述功率器件的U相高压区供电电源负端连接,所述第一下桥臂开关管的第三端与功率器件的U相低电压参考端连接;
所述第二下桥臂开关管的第一端与高压集成电路的V相低压区的输出端连接,所述第二下桥臂开关管的第二端与所述功率器件的V相高压区供电电源负端连接,所述第二下桥臂开关管的第三端与功率器件的V相低电压参考端连接;
所述第三下桥臂开关管的第一端与高压集成电路的W相低压区的输出端连接,所述第三下桥臂开关管的第二端与所述功率器件的W相高压区供电电源负端连接,所述第三下桥臂开关管的第三端与功率器件的W相低电压参考端连接。
5.根据权利要求4所述的功率器件,其特征在于,还包括:
第一电容、第二电容和第三电容;
其中,所述第一电容的第一端与所述功率器件的U相高压区供电电源正端连接,所述第一电容的第二端与所述功率器件的U相高压区供电电源负端连接;
所述第二电容的第一端与所述功率器件的V相高压区供电电源正端连接,所述第二电容的第二端与所述功率器件的V相高压区供电电源负端连接;
所述第三电容的第一端与所述功率器件的W相高压区供电电源正端连接,所述第三电容的第二端与所述功率器件的W相高压区供电电源负端连接。
6.一种电器,其特征在于,包括:如权利要求1-5任一项所述的功率器件。
7.根据权利要求6所述的电器,其特征在于,所述电器为空调。
CN201910250493.7A 2019-03-29 2019-03-29 功率器件和电器 Expired - Fee Related CN109980977B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910250493.7A CN109980977B (zh) 2019-03-29 2019-03-29 功率器件和电器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910250493.7A CN109980977B (zh) 2019-03-29 2019-03-29 功率器件和电器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109980977A true CN109980977A (zh) 2019-07-05
CN109980977B CN109980977B (zh) 2020-09-25

Family

ID=67081700

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910250493.7A Expired - Fee Related CN109980977B (zh) 2019-03-29 2019-03-29 功率器件和电器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109980977B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112039510A (zh) * 2020-07-30 2020-12-04 广东美的白色家电技术创新中心有限公司 用于高压集成芯片的自举电路、智能功率模块和电器设备

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104113228A (zh) * 2013-09-16 2014-10-22 广东美的制冷设备有限公司 一种智能功率模块
CN107276037A (zh) * 2017-07-04 2017-10-20 Tcl通力电子(惠州)有限公司 车载usb电源接口保护电路

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104113228A (zh) * 2013-09-16 2014-10-22 广东美的制冷设备有限公司 一种智能功率模块
CN107276037A (zh) * 2017-07-04 2017-10-20 Tcl通力电子(惠州)有限公司 车载usb电源接口保护电路

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112039510A (zh) * 2020-07-30 2020-12-04 广东美的白色家电技术创新中心有限公司 用于高压集成芯片的自举电路、智能功率模块和电器设备
CN112039510B (zh) * 2020-07-30 2024-05-03 广东美的白色家电技术创新中心有限公司 用于高压集成芯片的自举电路、智能功率模块和电器设备

Also Published As

Publication number Publication date
CN109980977B (zh) 2020-09-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105322822B (zh) 智能功率模块和空调器
CN106357145B (zh) 智能功率模块和空调器
CN105207512B (zh) 智能功率模块和空调器
CN105356786B (zh) 智能功率模块和空调器
CN109617383A (zh) 功率器件和电器
CN109889026B (zh) 功率器件及电器
CN109980977A (zh) 功率器件和电器
CN109639116A (zh) 功率器件和电器
CN206041852U (zh) 智能功率模块和空调器
CN105790565B (zh) 智能功率模块和空调器
CN105577016B (zh) 智能功率模块和空调器
CN105207513B (zh) 智能功率模块和空调器
CN109802554B (zh) 功率器件和电器
CN209562400U (zh) 功率器件和电器
CN109921619A (zh) 功率器件和电器
CN112039510B (zh) 用于高压集成芯片的自举电路、智能功率模块和电器设备
CN109525127A (zh) 功率器件和电器
CN209184474U (zh) 智能功率模块、家用电器
CN105515429B (zh) 智能功率模块和空调器
CN109995235B (zh) 智能功率模块和电器设备
CN104821705B (zh) 智能功率模块电路和空调器
CN106374735A (zh) 智能功率模块、电力电子装置和空调器
CN204947928U (zh) 智能功率模块和空调器
CN105763090B (zh) 智能功率模块和空调器
CN105703657B (zh) 智能功率模块和空调器

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
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20200925

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee