CN110750395A - 高集成功率模块及其测试方法、室外机、空调器、测试设备、计算机可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种高集成功率模块及其测试方法、室外机、空调器、测试设备、计算机可读存储介质，该功率模块包括MCU、依次连接的电源输入脚、整流桥、PFC电路、IPM模块、信号输出脚及与MCU连接的预留测试脚；MCU与IPM模块连接；当MCU通过预留测试脚接收到低压测试电平信号以及通过电源输入脚接收到低压电源信号时进入低压测试模式，此时MCU主动触发预设的保护动作，预设的保护动作至少包括欠压、过压、过流、过温保护动作中的至少一种；当MCU通过预留测试脚接收到高压测试电平信号，以及通过电源输入脚接收到高压电源信号时进入高压测试模式，此时MCU被动触发预设的保护动作。本发明实现了避免高压大电流容易出现模块烧毁以及损坏测试设备的问题。

Description

高集成功率模块及其测试方法、室外机、空调器、测试设备、计 算机可读存储介质

技术领域

本发明涉及智能功率模块技术领域，特别涉及一种高集成功率模块及其测试方法、室外机、空调器、测试设备、计算机可读存储介质。

背景技术

高集成功率模块主要用于空调等设备中，用于驱动压缩机或者风机等电机负载工作。一般是把逆变器、PFC、MCU、整流桥等功能集成在一起，形成一个整体器件，以提高器件的可靠性，并减少空调等设备的电控体积。但是，由于高集成IPM模块为高度集成，发热量、信号干扰等程度大，所以测试过程中也更容易出现问题。

现有的测试方案是在测试时高集成功率模块一旦上电，就按正常工作状态给高集成功率模块部分通以大电压、大电流进行运转。一旦高集成功率模块存在保护功能异常等故障，就容易导致整个高集成功率模块烧毁、报废，且对测试设备造成损坏。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种高集成功率模块及其测试方法，旨在解决高集成功率模块在被测试时易出现烧毁和对测试设备造成损坏的问题。

为实现上述目的，本发明提出的高集成功率模块包括MCU、依次连接的电源输入脚、整流桥、PFC电路、IPM模块、信号输出脚及与所述MCU连接的预留测试脚；所述MCU与所述IPM模块连接；其中，

当所述MCU通过预留测试脚接收到低压测试电平信号以及通过电源输入脚接收到低压电源信号时进入低压测试模式，在所述低压测试模式下，所述MCU主动触发预设的保护动作，所述预设的保护动作至少包括欠压、过压、过流、过温保护动作中的至少一种；

当所述MCU通过预留测试脚接收到高压测试电平信号，以及通过电源输入脚接收到高压电源信号时进入高压测试模式，在所述高压测试模式下，所述MCU被动触发所述预设的保护动作。

可选地，所述PFC电路包括PFC功率开关和与所述PFC功率开关以及外部电感构成升压型或者降压型PFC电路的二极管。

可选地，所述IPM模块包括压缩机IPM模块和/或直流风机IPM模块。

本发明还提出一种室外机，该室外机包括如上所述的高集成功率模块。

本发明还提出一种空调器，该空调器包括如上所述的高集成功率模块，或包括上述室外机。

为实现上述目的，本发明还提出一种高集成功率模块的测试方法，用于对上述高集成功率模块进行测试，所述高集成功率模块的测试方法包括：

将测试设备连接高集成功率模块的电源输入脚、信号输出脚和预留测试脚；

测试设备接收到高集成功率模块的测试指令时，输出低压电源信号至高集成功率模块的电源输入脚，以及输出低压测试电平信号至智能功率模块的预留测试脚，以使高集成功率模块进入低压测试模式，在所述低压测试模式下，所述高集成功率模块主动触发预设的保护动作，所述预设的保护动作至少包括欠压、过压、过流、过温保护动作中的至少一种；

测试设备监测高集成功率模块处于所述低压测试模式下的的输出信号，并根据输出信号确定高集成功率模块是否通过低压测试；

当确定高集成功率模块通过低压测试时，输出高压电源信号至高集成功率模块的电源输入脚，以及输出高压测试电平信号至智能功率模块的预留测试脚，以使高集成功率模块进入高压测试模式，在所述高压测试模式下，所述高集成功率模块被动触发所述预设的保护动作；

测试设备监测高集成功率模块处于所述高压测试模式下的输出信号，并根据输出信号确定高集成功率模块是否通过高压测试；

当确定高集成功率模块通过高压测试时，确定高集成功率模块合格。

可选地，当确定高集成功率模块未通过低压测试时，确定高集成功率模块需要返修或者报废。

可选地，当确定高集成功率模块未通过高压测试时，确定高集成功率模块需要返修或者报废。

本发明还提出一种测试设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的高集成功率模块的测试程序，所述处理器执行所述高集成功率模块的测试程序时实现上述高集成功率模块的测试方法。

本发明还提出一种计算机可读存储介质，其上存储有高集成功率模块的测试程序，该高集成功率模块的测试程序被处理器执行时实现上述高集成功率模块的测试方法。

本发明技术方案，通过将高集成功率模块的测试阶段分为低压和高压，且在低压时通过主动触发相应的保护动作，使得功率模块的欠压、过压、过流、过温等保护功能在低压、低电流的情况下被相应测试，由于此时电压电流较小，即使功率模块有故障，也不会导致烧毁。这样合格的产品就会继续进行高压测试，不合格的产品报废或者进行返修，避免了有故障的高集成功率模块进入高压测试阶段，使得基本不会出现存在故障的高集成功率模块被进行高压测试的情况，避免高压大电流容易出现模块烧毁以及损坏测试设备的问题，提高测试的可靠性。

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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明高集成功率模块一实施例的电路功能模块示意图；

图2为本发明高集成功率模块的测试方法一实施例的流程示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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。

需要说明，若本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种高集成功率模块，以下将主要描述高集成功率模块的具体实施结构。

参照图1，在本发明实施例中，高集成功率模块包括：MCU100、依次连接的电源输入脚Vin、整流桥200、PFC电路300、IPM模块400、信号输出脚Vout及与所述MCU100连接的预留测试脚Test；所述MCU100与所述IPM模块400连接。

其中，电源输入端用于接入交流电源，整流桥200用于对输入的交流电源进行整流，PFC电路300用于对整流后的直流电源进行功率因数校正后输出至IPM模块400，IPM模块400在MCU100的控制下对校正后的直流电源进行逆变处理后通过信号输出脚Vout输出至电机负载，从而驱动对应的电机负载工作，一般电机负载为压缩机或者风机。

PFC电路300的所有元件可以全部集成在高集成功率模块中，实际上，PFC电感体积较大，集成到高集成功率模块中会使得整个模块的体积较大，为了减少体积，本申请中此处仅将PFC电路300的PFC功率开关和二极管集成至高集成功率模块中，使用时通过外接PFC电感实现PFC电路300的整体功能，其中二极管与所述PFC功率开关以及外部电感可构成升压型或者降压型PFC电路300。

IPM模块400可以是压缩机IPM模块400或者是直流风机IPM模块400，又或者是包括压缩机IPM模块400和直流风机IPM模块400两者。

可以理解的是，本实施例中，由于高集成功率模块集成了MCU100、整流桥200、PFC电路300和IPM模块400等较多且强功率的功能部件，使得高集成功率模块更容易出现问题，为了避免在测试的过程中，出现功率模块烧毁、损坏测试设备等问题，本实施例在MCU100上增加了预留测试脚Test用于确定高集成功率模块当前是处于测试状态还是正常运行状态，并对MCU100进行了如下改进：

当所述MCU100通过预留测试脚Test接收到低压测试电平信号以及通过电源输入脚Vin接收到低压电源信号时进入低压测试模式，在所述低压测试模式下，所述MCU100主动触发预设的保护动作，所述预设的保护动作至少包括欠压、过压、过流、过温保护动作中的至少一种；

当所述MCU100通过预留测试脚Test接收到高压测试电平信号，以及通过电源输入脚Vin接收到高压电源信号时进入高压测试模式，在所述高压测试模式下，所述MCU100被动触发所述预设的保护动作。

本实施例中通过低压测试电平信号确定高集成功率模块处于低压测试状态MCU100才执行主动触发预设的保护动作，如果是确定高集成功率模块处于正常运行状态，则MCU100不去主动触发该第一保护动作，让其自然触发，这样就保证了测试和正常工作不相互干扰。其中第一保护动作根据高集成功率模块的测试需求预先配置，一般是欠压、过压、过流、过温保护动作全部配置，另外，还会对IPM模块400部分的动态参数，例如开关通断时间、开关延迟、上升/下降沿宽度、反向恢复电流等参数进行测试。这些对应的控制动作也可以预先配置在MCU100中。其中，需要说明的是，由于低压测试模式下电压电流较小，即使功率模块有故障，也不会导致烧毁。

需要说明的是，在测试时，需要预先将该高集成功率模块相应的功能引脚与测试设备连接，测试设备包括测试板、示波器、电压表、电流表等，如此，在测试时，由于将测试阶段分为低压和高压，且在低压时通过主动触发相应的保护动作，使得功率模块的欠压、过压、过流、过温等保护功能在低压、低电流的情况下被相应测试，由于此时电压电流较小，即使功率模块有故障，也不会导致烧毁。这样合格的产品就会继续进行高压测试，不合格的产品报废或者进行返修，避免了有故障的高集成功率模块进入高压测试阶段，使得基本不会出现存在故障的高集成功率模块被进行高压测试的情况，避免高压大电流容易出现模块烧毁以及损坏测试设备的问题，提高测试的可靠性。

本发明还提供一种室外机，该室外机包括高集成功率模块，该高集成功率模块的结构的工作原理可参照上述实施例，在此不再赘述。理所应当地，由于本实施例的室外机采用了上述高集成功率模块的技术方案，因此该室外机具有上述高集成功率模块所有的有益效果。

本发明还提供一种空调器，包括上述高集成功率模块，或包括上述室外机，因此，也具有上述高集成功率模块或者室外机全部实施例技术方案和有益效果。

本发明还提供一种高集成功率模块的测试方法，用于对上述任一实施例的高集成功率模块进行测试，参照图2，所述高集成功率模块的测试方法包括：

步骤S10，将测试设备连接高集成功率模块的电源输入脚Vin、信号输出脚Vout和预留测试脚Test；

需要说明的是，在测试时，需要预先将该高集成功率模块相应的功能引脚与测试设备连接，测试设备包括测试板、示波器、电压表、电流表等。其中电源输入脚Vin用于输入电源信号，信号输出脚Vout用于输出信号至测试设备，预留测试脚Test用于输入低压测试电平信号，以供MCU100确定高集成功率模块当前是处于测试状态还是正常运行状态。

步骤S20，测试设备接收到高集成功率模块的测试指令时，输出低压电源信号至高集成功率模块的电源输入脚Vin，以及输出低压测试电平信号至智能功率模块的预留测试脚Test，以使高集成功率模块进入低压测试模式，在所述低压测试模式下，所述高集成功率模块主动触发预设的保护动作，所述预设的保护动作至少包括欠压、过压、过流、过温保护动作中的至少一种；

测试设备输出的低压测试电平信号可以是高电平或者低电平信号。本实施例中通过低压测试电平信号确定高集成功率模块处于低压测试状态MCU100才执行主动触发预设的保护动作，如果是确定高集成功率模块处于正常运行状态，则MCU100不去主动触发该第一保护动作，让其自然触发，这样就保证了测试和正常工作不相互干扰。其中第一保护动作根据高集成功率模块的测试需求预先配置，一般是欠压、过压、过流、过温保护动作全部配置，另外，还会对IPM模块400部分的动态参数，例如开关通断时间、开关延迟、上升/下降沿宽度、反向恢复电流等参数进行测试。这些对应的控制动作也可以预先配置在MCU100中。其中，需要说明的是，由于低压测试模式下电压电流较小，即使功率模块有故障，也不会导致烧毁。

步骤S30，测试设备监测高集成功率模块处于所述低压测试模式下的的输出信号，并根据输出信号确定高集成功率模块是否通过低压测试；

步骤S40，当确定高集成功率模块通过低压测试时，输出高压电源信号至高集成功率模块的电源输入脚Vin，以及输出高压测试电平信号至智能功率模块的预留测试脚Test，以使高集成功率模块进入高压测试模式，在所述高压测试模式下，所述高集成功率模块被动触发所述预设的保护动作；其中，当确定高集成功率模块未通过低压测试时，确定高集成功率模块需要返修或者报废。

步骤S50，测试设备监测高集成功率模块处于所述高压测试模式下的输出信号，并根据输出信号确定高集成功率模块是否通过高压测试；

步骤S60，当确定高集成功率模块通过高压测试时，确定高集成功率模块合格。其中，当确定高集成功率模块未通过高压测试时，确定高集成功率模块需要返修或者报废。需要说明的是，正常的功率模块在进行高压测试时，由于保护动作会在相应条件触发，从而也不会导致烧毁。

可以理解的是，本发明实施例中，在测试时，由于将测试阶段分为低压和高压，且在低压时通过主动触发相应的保护动作，使得功率模块的欠压、过压、过流、过温等保护功能在低压、低电流的情况下被相应测试，由于此时电压电流较小，即使功率模块有故障，也不会导致烧毁。这样合格的产品就会继续进行高压测试，不合格的产品报废或者进行返修，避免了有故障的高集成功率模块进入高压测试阶段，使得基本不会出现存在故障的高集成功率模块被进行高压测试的情况，避免高压大电流容易出现模块烧毁以及损坏测试设备的问题，提高测试的可靠性。

本发明还提供一种测试设备，该测试设备包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的高集成功率模块的测试程序，所述处理器执行所述高集成功率模块的测试程序时实现上述任一实施例的高集成功率模块的测试方法。该高集成功率模块的测试方法的具体步骤及实现的技术效果可参照上述实施例，在此不再赘述。

本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有高集成功率模块的测试程序，该高集成功率模块的测试程序被处理器执行时实现上述任一实施例的高集成功率模块的测试方法。该高集成功率模块的测试方法的具体步骤及实现的技术效果可参照上述实施例，在此不再赘述。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种高集成功率模块，其特征在于，所述高集成功率模块包括MCU、依次连接的电源输入脚、整流桥、PFC电路、IPM模块、信号输出脚及与所述MCU连接的预留测试脚；所述MCU与所述IPM模块连接；其中，

当所述MCU通过预留测试脚接收到低压测试电平信号以及通过电源输入脚接收到低压电源信号时进入低压测试模式，在所述低压测试模式下，所述MCU主动触发预设的保护动作，所述预设的保护动作至少包括欠压、过压、过流、过温保护动作中的至少一种；

当所述MCU通过预留测试脚接收到高压测试电平信号，以及通过电源输入脚接收到高压电源信号时进入高压测试模式，在所述高压测试模式下，所述MCU被动触发所述预设的保护动作。

2.如权利要求1所述的高集成功率模块，其特征在于，所述PFC电路包括PFC功率开关和与所述PFC功率开关以及外部电感构成升压型或者降压型PFC电路的二极管。

3.如权利要求1所述的高集成功率模块，其特征在于，所述IPM模块包括压缩机IPM模块和/或直流风机IPM模块。

4.一种室外机，其特征在于，包括如权利要求1至3任意一项所述的高集成功率模块。

5.一种空调器，其特征在于，包括如权利要求1至3任意一项所述的高集成功率模块，或包括如权利要求4所述的室外机。

6.一种高集成功率模块的测试方法，用于对权要求1至3任意一项所述的高集成功率模块进行测试，其特征在于，所述高集成功率模块的测试方法包括：

将测试设备连接高集成功率模块的电源输入脚、信号输出脚和预留测试脚；

测试设备接收到高集成功率模块的测试指令时，输出低压电源信号至高集成功率模块的电源输入脚，以及输出低压测试电平信号至智能功率模块的预留测试脚，以使高集成功率模块进入低压测试模式，在所述低压测试模式下，所述高集成功率模块主动触发预设的保护动作，所述预设的保护动作至少包括欠压、过压、过流、过温保护动作中的至少一种；

测试设备监测高集成功率模块处于所述低压测试模式下的的输出信号，并根据输出信号确定高集成功率模块是否通过低压测试；

当确定高集成功率模块通过低压测试时，输出高压电源信号至高集成功率模块的电源输入脚，以及输出高压测试电平信号至智能功率模块的预留测试脚，以使高集成功率模块进入高压测试模式，在所述高压测试模式下，所述高集成功率模块被动触发所述预设的保护动作；

测试设备监测高集成功率模块处于所述高压测试模式下的输出信号，并根据输出信号确定高集成功率模块是否通过高压测试；

当确定高集成功率模块通过高压测试时，确定高集成功率模块合格。

7.如权利要求6所述的高集成功率模块的测试方法，其特征在于，当确定高集成功率模块未通过低压测试时，确定高集成功率模块需要返修或者报废。

8.如权利要求6所述的高集成功率模块的测试方法，其特征在于，当确定高集成功率模块未通过高压测试时，确定高集成功率模块需要返修或者报废。

9.一种测试设备，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的高集成功率模块的测试程序，所述处理器执行所述高集成功率模块的测试程序时实现权利要求6-8任一所述的方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有高集成功率模块的测试程序，该高集成功率模块的测试程序被处理器执行时实现权利要求6-8任一所述的方法。

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