CN113271089B - 栅极驱动电路及其智能功率模块 - Google Patents
栅极驱动电路及其智能功率模块 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113271089B CN113271089B CN202110401487.4A CN202110401487A CN113271089B CN 113271089 B CN113271089 B CN 113271089B CN 202110401487 A CN202110401487 A CN 202110401487A CN 113271089 B CN113271089 B CN 113271089B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- power
- terminal
- protection
- module
- ground terminal
- 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.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/08—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage
-
- 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
- Power Conversion In General (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
本申请公开了一种栅极驱动电路及其智能功率模块。栅极驱动电路包括:信号地端;功率地端;电源端,提供供电电压;输出端,驱动功率开关管;上驱动管和下驱动管,上驱动管的第一端与电源端连接,上驱动管的第二端与下驱动管的第一端和输出端连接,下驱动管的第二端与功率地端连接;保护模块,分别与功率地端、电源端及信号地端连接,对上驱动管和下驱动管、功率开关管进行防静电保护。通过断开信号地端和功率地端之间的连接通路,将功率地端与智能功率模块中对应相直流供电负端连接,改变了直流供电负端和信号地端之间的静电保护路径,在保护功率元器件的基础上提升了智能功率模块直流供电负端到信号地端之间的抗静电冲击能力。
Description
技术领域
本发明涉及集成电路技术领域,更具体地,涉及一种栅极驱动电路及其智能功率模块。
背景技术
IPM(Intelligent Power Module,智能功率模块)是一种新型的大功率电力电子器件,具有高电流密度、低饱和电压和耐高压等优点,目前广泛应用在空调、洗衣机、风扇等各种领域。静电放电(Electrostatic Discharge,ESD)是造成芯片损坏的重要因素之一。芯片在制造、生产、测试、存放及搬运的过程中,静电会积累在人体、仪器及存放设备中,甚至芯片本身也会积聚静电。
IPM模块的静电防护一般有两种方案,弱电侧的电路端口一般通过专门的ESD器件进行防护,强电侧的电路端口一般直接通过功率器件(IGBT或者MOSFET)本身的耐压能力进行防护。但目前IPM模块的N端和COM端之间没有专门的ESD防护电路。现有的IPM模块的N端对COM端之间发生静电放电,ESD的电流会从IPM模块的N端流入,通过IPM模块里面的功率器件之后从IPM模块的COM端流出。即,现有的IPM模块的N端口对COM之间的ESD防护,全靠IPM模块里面功率器件的栅极的耐压来承受,当静电放电的能量超过功率器件的栅极能承受的能量,则会造成功率器件的栅极过压击穿等现象。
发明内容
鉴于上述问题,本发明的目的在于提供一种智能功率模块,提升了智能功率模块的静电防护能力。
根据本发明的第一方面,提供一种用于智能功率模块的栅极驱动电路,所述栅极驱动电路用于驱动所述智能功率模块内的功率开关管,所述栅极驱动电路包括:
信号地端;
功率地端;
电源端,提供电源电压;
输出端,与所述功率开关管的控制端连接,提供驱动信号,用于驱动所述功率开关管;
上驱动管和下驱动管,所述上驱动管的第一端与所述电源端连接,所述上驱动管的第二端与所述下驱动管的第一端和所述输出端连接,所述下驱动管的第二端与所述功率地端连接;
保护模块,分别与所述功率地端、电源端以及所述信号地端连接,所述保护模块对所述上驱动管和下驱动管进行防静电保护,且所述保护模块对所述功率开关管进行防静电保护。
可选地,所述智能功率模块的直流供电负端与所述功率地端连接。
可选地,所述保护模块还用于对所述电源端到信号地端之间进行防静电保护。
可选地,所述保护模块对所述上驱动管和下驱动管进行防静电保护的静电保护路径,流经所述直流供电负端、所述功率地端、所述保护模块以及所述电源端。
可选地,所述保护模块对所述功率开关管进行防静电保护的静电保护路径,流经所述直流供电负端、所述功率地端、所述保护模块以及所述信号地端。
可选地,所述保护模块对所述电源端到信号地端之间进行防静电保护的静电保护路径,流经所述电源端、所述保护模块以及所述信号地端。
可选地,所述保护模块包括第一保护单元,所述第一保护单元连接在所述电源端和所述功率地端之间,所述保护模块对所述功率开关管进行防静电保护的静电保护路径流经所述直流供电负端、所述功率地端、所述第一保护单元以及所述信号地端。
可选地,所述保护模块还包括第二保护单元,所述第二保护单元连接在所述电源端和所述信号地端之间,所述保护模块对所述功率开关管进行防静电保护的静电保护路径流经所述直流供电负端、所述功率地端、第一保护单元、所述第二保护单元以及所述信号地端。
可选地,所述保护模块包括第二保护单元,所述第二保护单元连接在所述电源端和所述信号地端之间,所述保护模块对所述电源端到信号地端之间进行防静电保护的静电保护路径流经所述电源端、所述第二保护单元以及所述信号地端。
可选地,所述第一保护单元包括连接于所述电源端与所述功率地端之间的第一二极管,所述第一二极管的阴极连接所述电源端,所述第一二极管的阳极连接所述功率地端。
可选地,所述第二保护单元包括连接于所述电源端与所述信号地端之间的第二二极管,所述第二二极管的阴极连接所述电源端,所述第二二极管的阳极连接所述信号地端。
可选地,所述直流供电负端与所述功率地端之间通过打线连接。
根据本发明的另一方面,提供了一种智能功率模块,包括至少两相半桥驱动电路,每相所述半桥驱动电路包括:功率开关管;以及
栅极驱动电路,用于驱动所述功率开关管,所述栅极驱动电路包括:
信号地端;
功率地端;
电源端,提供电源电压;
输出端,与所述功率开关管的控制端连接,提供驱动信号,用于驱动所述功率开关管;
上驱动管和下驱动管,所述上驱动管的第一端与所述电源端连接,所述上驱动管的第二端与所述下驱动管的第一端和所述输出端连接,所述下驱动管的第二端与所述功率地端连接;
保护模块,分别与所述功率地端、电源端以及所述信号地端连接,所述保护模块对所述上驱动管和下驱动管进行防静电保护,且所述保护模块对所述功率开关管进行防静电保护。
可选地,所述智能功率模块还包括直流供电负端,所述功率地端与所述功率开关管的第一端和所述直流供电负端连接。
可选地,所述保护模块还用于对所述电源端到信号地端之间进行防静电保护。
可选地,所述保护模块对所述上驱动管和下驱动管进行防静电保护的静电保护路径,流经所述直流供电负端、所述功率地端、所述保护模块以及所述电源端。
可选地,所述保护模块对所述功率开关管进行防静电保护的静电保护路径,流经所述直流供电负端、所述功率地端、所述保护模块以及所述信号地端。
可选地,所述保护模块对所述电源端到信号地端之间进行防静电保护的静电保护路径,流经所述电源端、所述保护模块以及所述信号地端。
可选地,所述保护模块包括第一保护单元,所述第一保护单元连接在所述电源端和所述功率地端之间,所述保护模块对所述功率开关管进行防静电保护的静电保护路径流经所述直流供电负端、所述功率地端、所述第一保护单元以及所述信号地端。
可选地,所述保护模块还包括第二保护单元,所述第二保护单元连接在所述电源端和所述信号地端之间,所述保护模块对所述功率开关管进行防静电保护的静电保护路径流经所述直流供电负端、所述功率地端、第一保护单元、所述第二保护单元以及所述信号地端。
可选地,所述保护模块包括第二保护单元,所述第二保护单元连接在所述电源端和所述信号地端之间,所述保护模块对所述电源端到信号地端之间进行防静电保护的静电保护路径流经所述电源端、所述第二保护单元以及所述信号地端。
可选地,所述第一保护单元包括连接于所述电源端与所述功率地端之间的第一二极管,所述第一二极管的阴极连接所述电源端,所述第一二极管的阳极连接所述功率地端。
可选地,所述第二保护单元包括连接于所述电源端与所述信号地端之间的第二二极管,所述第二二极管的阴极连接所述电源端,所述第二二极管的阳极连接所述信号地端。
可选地,所述直流供电负端与所述功率地端之间通过打线连接。
根据本发明实施例提供的栅极驱动电路,所述栅极驱动电路断开了信号地端和功率地端之间的连接通路,设置了与功率地端、电源端以及信号地端连接的保护模块,所述保护模块分别对栅极驱动电路中低侧栅极驱动电路的上驱动管和下驱动管进行防静电保护、对功率开关管(对应相半桥电路中的低侧晶体管)进行静电保护以及对栅极驱动电路的电源端和信号地端之间进行防静电保护,复用了保护模块中的器件,避免了静电放电路径流经功率开关管,在保护了功率元器件和其他IC的基础上提高了所述直流供电负端和所述信号地端之间的抗静电冲击能力。
更进一步地,将栅极驱动电路中的功率地端与智能功率模块中对应相直流供电负端连接,进而形成流经直流供电负端N、功率地端、保护模块以及电源端的用于对栅极驱动电路中的低侧栅极驱动电路的上驱动管和下驱动管进行防静电保护的静电保护路径,以及形成流经直流供电负端、功率地端、保护模块以及信号地端的用于对功率开关管(对应相半桥电路中的低侧晶体管)进行防静电保护的静电保护路径。上述形成的静电保护路径不流经功率器件,从而保护了智能功率模块内部的功率器件和其他电路结构,提高了智能功率模块的所述直流供电负端和所述信号地端之间的抗静电冲击能力。
更进一步地,本申请还适用于栅极驱动电路低侧驱动电路的电源端设置有静电保护器件的情况,通过将栅极驱动电路中的功率地端与智能功率模块中对应相直流供电负端之间连接,并复用电源端的静电保护器件进而形成不流经功率器件的静电防护路径。
附图说明
通过以下参照附图对本发明实施例的描述,本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚。
图1示出现有技术中一种智能功率模块的内部打线图。
图2示出如图1所示的智能功率模块中低侧栅极驱动的电路示意图。
图3示出根据本发明实施例提供的智能功率模块中低侧栅极驱动的电路示意图。
图4示出根据本发明实施例提供的智能功率模块的内部打线图。
具体实施方式
以下将参照附图更详细地描述本发明。在各个附图中,相同的元件采用类似的附图标记来表示。为了清楚起见,附图中的各个部分没有按比例绘制。此外,可能未示出某些公知的部分。
在下文中描述了本发明的许多特定的细节,例如器件的结构、材料、尺寸、处理工艺和技术,以便更清楚地理解本发明。但正如本领域的技术人员能够理解的那样,可以不按照这些特定的细节来实现本发明。
本申请涉及智能功率模块中的静电防护技术,本案中以用于驱动电机的一种智能功率模块为例进行说明。
图1示出现有技术中一种智能功率模块的内部打线图,图2示出如图1所示的智能功率模块的低侧栅极驱动的电路示意图。
智能功率模块中包括至少两相半桥驱动电路,本实施例中以包括三相半桥驱动电路为例进行说明。
如图1所示,智能功率模块100包括引线框架、设置在引线框架上的多个基岛、设置在对应基岛上的三相半桥驱动电路。每相半桥驱动电路包括一相半桥电路以及驱动该相半桥电路的栅极驱动电路,每相半桥电路中主要包括一个低侧晶体管和一个高侧晶体管,对应地每相栅极驱动电路包含了驱动低侧晶体管的低侧栅极驱动电路和驱动高侧晶体管的高侧栅极驱动电路。
如图2所示,智能功率模块100包括栅极驱动电路中的低侧栅极驱动电路111和功率开关管K(即低侧晶体管)。低侧栅极驱动电路111包括上驱动管Q2、下驱动管Q1以及二极管D1。上驱动管Q2的第一端与栅极驱动电路的电源端VCC连接,电源端VCC提供电源电压,上驱动管Q2的第二端与下驱动管Q1的第一端以及栅极驱动电路的低侧栅极驱动电路111的输出端LO连接,上驱动管Q2和下驱动管Q1的中间节点提供驱动信号以驱动与栅极驱动电路的输出端LO连接的功率开关管K(即低侧晶体管)。下驱动管Q1的第二端与栅极驱动电路的信号地端COM连接,栅极驱动电路的信号地端COM和功率地PGND连接。二极管D1的阳极与栅极驱动电路的信号地端COM连接,二极管D1的阴极与栅极驱动电路的电源端VCC连接。功率开关管K的第一端与智能功率模块100中的对应相直流供电负端N连接,功率开关管K的第二端与智能功率模块100中的对应相高侧驱动悬浮供电地端VS连接。
当智能功率模块100的直流供电负端N与信号地端COM之间发生静电放电时,静电电流泄放路径如图2中箭头所示,该静电电流从直流供电负端N流入,沿智能功率模块100的功率开关管K、低侧栅极驱动电路111的下驱动管Q1到达信号地端COM,最后从信号地端COM流出。
当智能功率模块100的直流供电负端N与电源端VCC之间发生静电放电时,静电电流泄放路径如图2中箭头所示,该静电电流从直流供电负端N流入,沿智能功率模块100的功率开关管K、上驱动管Q2到达电源端VCC,最后从电源端VCC流出。
即,智能功率模块100的直流供电负端N与信号地端COM之间的静电、以及直流供电负端N和供电端VCC之间的静电皆靠功率器件(功率开关管K)的栅极耐压来承受,当静电放电的能量超过功率器件的栅极能承受的能量,则会造成功率器件的栅极过压击穿等现象,导致功率器件失效,进而降低了智能功率模块的可靠性。
图3示出根据本发明实施例提供的智能功率模块中低侧栅极驱动的电路示意图。
如图3所示,智能功率模块210包括栅极驱动电路中的低侧栅极驱动电路211和功率开关管K(即低侧晶体管)。低侧栅极驱动电路211包括上驱动管(Q2)、下驱动管(Q1)以及保护模块2111。上驱动管Q2的第一端与栅极驱动电路的电源端VCC连接,电源端VCC提供电源电压,上驱动管Q2的第二端与下驱动管Q1的第一端和栅极驱动电路的低侧栅极驱动电路210的输出端LO连接。上驱动管Q2和下驱动管Q1的中间节点提供驱动信号以驱动与栅极驱动电路的输出端LO连接的功率开关管K(即低侧晶体管)。下驱动管Q1的第二端与栅极驱动电路的功率地端PGND连接。保护模块2111分别与功率地端PGND、电源端VCC以及信号地端COM连接,用于对上驱动管Q2和下驱动管Q1进行防静电保护,且对功率开关管K进行防静电保护。
更进一步地,本实施例将智能功率模块的栅极驱动电路的信号地端COM和功率地端PGND之间的连接断开,智能功率模块210的直流供电负端N与相应相的低侧栅极驱动电路211中的功率地端PGND连接,进而从直流供电负端N输入的静电脉冲可以经由与功率地端PGND连接的保护模块2111之后从电源端VCC或者信号地端COM流出。
当智能功率模块210每相的直流供电负端N与信号地端COM之间输入ESD正电压脉冲,ESD静电电压达到二极管D1的击穿电压时,二极管D1反向导通,静电泄放电流从信号地端COM快速流出。当智能功率模块210每相的直流供电负端N与信号地端COM之间输入ESD负电压脉冲,ESD静电电压达到二极管D2的击穿电压时,二极管D2反向导通,静电泄放电流流经功率地端PGND,从直流供电负端N快速流出。
本申请提供的低侧栅极驱动电路211,直流供电负端N输入的静电脉冲的静电保护路径不会流经功率开关管K、上驱动管Q2以及下驱动管Q1。保护模块2111可以起到对所述上驱动管Q2和下驱动管Q1进行防静电保护,且对所述功率开关管K进行防静电保护的功能。当功率开关管K关断时,功率开关管K的栅极和漏极之间的放电路径短、寄生电感小、放电快、放电速度快。
进一步地,保护模块2111包括第一保护单元,第一保护单元例如包括二极管D2,二极管D2连接在电源端VCC和功率地端PGND之间,例如二极管D2的阳极与功率地端PGND连接,二极管D2的阴极与电源端VCC连接。
保护模块2111对功率开关管K进行防静电保护的静电保护路径流经直流供电负端N、功率地端PGND、第一保护单元以及信号地端COM。保护模块2111对上驱动管Q2和下驱动管Q1进行防静电保护的静电保护路径流经直流供电负端N、功率地端PGND、第一保护单元以及电源端VCC。两条静电保护路径复用保护模块2111中第一保护单元。
更进一步地,保护模块2111还包括第二保护单元,第二保护单元例如包括二极管D1,二极管D1连接在电源端VCC和信号地端COM之间,例如二极管D1的阳极与信号地端COM连接,二极管D1的阴极与电源端VCC连接。保护模块2111对功率开关管K进行防静电保护的静电保护路径流经直流供电负端N、功率地端PGND、第一保护单元、第二保护单元以及信号地端COM。保护模块2111对电源端VCC到信号地端COM之间进行防静电保护的静电保护路径流经电源端VCC、第二保护单元以及信号地端COM,两条静电保护路径复用保护模块2111中第二保护单元。
本申请中,将智能功率模块210的栅极驱动电路中的低侧栅极驱动电路211的信号地端COM和功率地端PGND之间的连接断开,将栅极驱动电路中的功率地端PGND与智能功率模块210中对应相直流供电负端N之间连接,以及在栅极驱动电路中的低侧栅极驱动电路211中设置保护模块2111。进而形成流经直流供电负端N、功率地端PGND、保护模块2111以及电源端VCC的用于对栅极驱动电路中的低侧栅极驱动电路211的上驱动管Q2和下驱动管Q1进行防静电保护的静电保护路径,以及形成流经直流供电负端N、功率地端PGND、保护模块2111以及信号地端COM的用于对功率开关管K(对应相半桥电路中的低侧晶体管)进行防静电保护的静电保护路径。上述形成的静电保护路径不流经功率器件(功率开关K),改变现有技术中直流供电负端N到信号地端COM之间的静电泄放路径,实现了保护元件的复用,从而保护了智能功率模块内部的功率器件和其他电路结构,提高了智能功率模块中栅极驱动电路低侧驱动的静电防护能力。本申请还适用于栅极驱动电路弱电侧驱动的电源端设置有静电保护器件的情况,通过将栅极驱动电路中的功率地端PGND与智能功率模块中对应相直流供电负端N之间连接,并复用保护电源端的静电保护器件(二极管D1)进而形成静电防护路径。
图4示出根据本发明实施例提供的智能功率模块的内部打线图。
如图4所示,与图1中提供的智能功率模块100相比不同之处在于,本申请的智能功率模块中的栅极驱动电路包括功率地端PGND,每相栅极驱动电路的功率地端PGND通过打线与智能功率模块210中对应相直流供电负端N连接,以避免由直流供电负端N进入的静电电流经低侧晶体管以及栅极驱动电路中的其他模块中。
智能功率模块210包括引线框架、设置在引线框架上的多个基岛、设置在对应基岛上的三相半桥驱动电路。每相半桥驱动电路主要包括一相半桥电路以及驱动该相半桥电路的栅极驱动电路,每相半桥电路中主要包括一个低侧晶体管和一个高侧晶体管,对应地每相中的栅极驱动电路包含了驱动低侧晶体管的低侧栅极驱动电路和驱动高侧晶体管的高侧栅极驱动电路。
更进一步地,本申请的智能功率模块210包括U、V、W相半桥驱动电路,进一步地,U相半桥驱动电路包括U相栅极驱动电路A11、二极管D4、第一低侧晶体管Q11、第一高侧晶体管Q12、并联于第一低侧晶体管Q11的第一端和第二端之间的二极管、以及并联于第一高侧晶体管Q12的第一端和第二端之间的二极管,分别设置在相应的基岛上。V相半桥驱动电路包括V相栅极驱动电路A12、二极管D5、第二低侧晶体管Q21、第二高侧晶体管Q22、以及并联于第二低侧晶体管Q21的第一端和第二端之间的二极管、以及并联于第二高侧晶体管Q22的第一端和第二端之间的二极管,分别设置在相应的基岛上。W相半桥驱动电路包括W相栅极驱动电路A13、第三低侧晶体管Q31、第三高侧晶体管Q32、二极管D6、并联于第三高侧晶体管Q31的第一端和第二端之间的二极管、以及并联于第三高侧晶体管Q32的第一端和第二端之间的二极管,皆分别设置在相应的基岛上。
U相栅极驱动电路A11、V相栅极驱动电路A12以及W相栅极驱动电路A13均采用如图3所示的栅极驱动电路。低侧栅极驱动可以按照上文描述的电路连接关系打线,其中栅极驱动电路中的功率地端PGND与智能功率模块中对应相直流供电负端N之间例如通过打线连接。各相半桥驱动电路之间例如通过打线连接。
其中,U相栅极驱动电路A11、V相栅极驱动电路A12、W相栅极驱动电路A13设置在引线框架的上半边区域中,各相栅极驱动电路相对应的二极管设置在引线框架的上半边区域中。其中,U相栅极驱动电路A11、V相栅极驱动电路A12、W相栅极驱动电路A13分别设置在第一基岛上,各相栅极驱动电路相对应的二极管分别设置在相应的第二基岛上,第二基岛与第一基岛之间间隔设置。U相半桥电路、V相半桥电路、W相半桥电路设置在引线框架的下半边区域中。对应地,每相半桥电路与对应的栅极驱动电路相对上下设置。在每相半桥电路中的低侧晶体管和高侧晶体管相邻设置,并联于高侧/低侧晶体管两端之间的二极管与相应的晶体管设置在同一个基岛上。
如图4所示,智能功率模块210包括多个管脚,部分管脚名称和描述如下表所示。
表1.智能功率模块的部分管脚名称及其描述
管脚名称 | 描述 |
COM | 信号地端 |
VCCU | U相电源正端 |
VCCV | V相电源正端 |
VCCW | W相电源正端 |
NW | W相直流供电负端 |
VSW | W相高侧驱动悬浮供电地端 |
NV | V相直流供电负端 |
VSV | V相高侧驱动悬浮供电地端 |
NU | U相直流供电负端 |
VSU | U相高侧驱动悬浮供电地端 |
其中,W相半桥驱动电路中的W相电源正端VCCW在智能功率模块210内部通过打线与W相栅极驱动电路的电源端VCC连接,W相直流供电负端NW在智能功率模块210内部通过打线与W相半桥驱动电路功率地端PGND(即第三低侧晶体管Q31的第一端)连接,W相高侧驱动悬浮供电地端VSW在智能功率模块210内部通过打线与W相半桥驱动电路中的第三低侧晶体管Q31的第二端连接。V相半桥驱动中的V相电源正端VCCV在智能功率模块210内部通过打线与V相栅极驱动电路的电源端VCC连接,V相直流供电负端NV在智能功率模块210内部通过打线与V相半桥驱动电路的功率地端PGND(即第二低侧晶体管Q21的第一端)连接,V相高侧驱动悬浮供电地端VSV在智能功率模块210内部通过打线与V相半桥驱动中的第二低侧晶体管Q21的第二端连接。U相半桥驱动中的U相电源正端VCCU在智能功率模块210内部通过打线与U相栅极驱动电路的电源端VCC连接,U相直流供电负端NU在智能功率模块210内部通过打线与U相半桥驱动功率地端PGND(第一低侧晶体管Q11的第一端)连接,U相高侧驱动悬浮供电地端VSU在智能功率模块210内部通过打线与U相半桥驱动中的第一低侧晶体管Q11的第二端连接。智能功率模块210中的信号地端COM分别连接栅极驱动电路的信号地端COM,智能功率模块210中三相栅极驱动电路中的信号地端COM例如在智能功率模块210内部连接。
应当说明的是,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。
依照本发明的实施例如上文所述,这些实施例并没有详尽叙述所有的细节,也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然,根据以上描述,可作很多的修改和变化,包括但不限于对电路的局部构造的变更、对元器件的类型或型号的替换。本说明书选取并具体描述这些实施例,是为了更好地解释本发明的原理和实际应用,从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (24)
1.一种用于智能功率模块的栅极驱动电路,所述栅极驱动电路用于驱动所述智能功率模块内的功率开关管,其特征在于,所述栅极驱动电路包括:
信号地端;
功率地端;
电源端,提供电源电压;
输出端,与所述功率开关管的控制端连接,提供驱动信号,用于驱动所述功率开关管;
上驱动管和下驱动管,所述上驱动管的第一端与所述电源端连接,所述上驱动管的第二端与所述下驱动管的第一端和所述输出端连接,所述下驱动管的第二端与所述功率地端连接;
保护模块,分别与所述功率地端、电源端以及所述信号地端连接,所述保护模块对所述上驱动管和下驱动管进行防静电保护,且所述保护模块对所述功率开关管进行防静电保护,所述保护模块包括第一保护单元和第二保护单元,所述第一保护单元连接在所述电源端和所述功率地端之间,所述第二保护单元连接在所述电源端和所述信号地端之间,且所述功率地端与所述信号地端之间经由所述第一保护单元和所述第二保护单元连接。
2.根据权利要求1所述的栅极驱动电路,其特征在于,所述智能功率模块的直流供电负端与所述功率地端连接。
3.根据权利要求1所述的栅极驱动电路,其特征在于,所述保护模块还用于对所述电源端到信号地端之间进行防静电保护。
4.根据权利要求2所述的栅极驱动电路,其特征在于,所述保护模块对所述上驱动管和下驱动管进行防静电保护的静电保护路径,流经所述直流供电负端、所述功率地端、所述保护模块以及所述电源端。
5.根据权利要求2所述的栅极驱动电路,其特征在于,所述保护模块对所述功率开关管进行防静电保护的静电保护路径,流经所述直流供电负端、所述功率地端、所述保护模块以及所述信号地端。
6.根据权利要求3所述的栅极驱动电路,其特征在于,所述保护模块对所述电源端到信号地端之间进行防静电保护的静电保护路径,流经所述电源端、所述保护模块以及所述信号地端。
7.根据权利要求2或5所述的栅极驱动电路,其特征在于,所述保护模块对所述功率开关管进行防静电保护的静电保护路径流经所述直流供电负端、所述功率地端、所述第一保护单元以及所述信号地端。
8.根据权利要求7所述的栅极驱动电路,其特征在于,
所述保护模块对所述功率开关管进行防静电保护的静电保护路径流经所述直流供电负端、所述功率地端、第一保护单元、所述第二保护单元以及所述信号地端。
9.根据权利要求6所述的栅极驱动电路,其特征在于,所述保护模块对所述电源端到信号地端之间进行防静电保护的静电保护路径流经所述电源端、所述第二保护单元以及所述信号地端。
10.根据权利要求7所述的栅极驱动电路,其特征在于,所述第一保护单元包括连接于所述电源端与所述功率地端之间的第一二极管,所述第一二极管的阴极连接所述电源端,所述第一二极管的阳极连接所述功率地端。
11.根据权利要求8所述的栅极驱动电路,其特征在于,所述第二保护单元包括连接于所述电源端与所述信号地端之间的第二二极管,所述第二二极管的阴极连接所述电源端,所述第二二极管的阳极连接所述信号地端。
12.根据权利要求2所述的栅极驱动电路,其特征在于,所述直流供电负端与所述功率地端之间通过打线连接。
13.一种智能功率模块,包括至少两相半桥驱动电路,其特征在于,每相所述半桥驱动电路包括:
功率开关管;以及
栅极驱动电路,用于驱动所述功率开关管,所述栅极驱动电路包括:
信号地端;
功率地端;
电源端,提供电源电压;
输出端,与所述功率开关管的控制端连接,提供驱动信号,用于驱动所述功率开关管;
上驱动管和下驱动管,所述上驱动管的第一端与所述电源端连接,所述上驱动管的第二端与所述下驱动管的第一端和所述输出端连接,所述下驱动管的第二端与所述功率地端连接;
保护模块,分别与所述功率地端、电源端以及所述信号地端连接,所述保护模块对所述上驱动管和下驱动管进行防静电保护,且所述保护模块对所述功率开关管进行防静电保护,所述保护模块包括第一保护单元和第二保护单元,所述第一保护单元连接在所述电源端和所述功率地端之间,所述第二保护单元连接在所述电源端和所述信号地端之间,且所述功率地端与所述信号地端之间经由所述第一保护单元和所述第二保护单元连接。
14.根据权利要求13所述的智能功率模块,其特征在于,所述智能功率模块还包括直流供电负端,所述功率地端与所述功率开关管的第一端和所述直流供电负端连接。
15.根据权利要求13所述的智能功率模块,其特征在于,所述保护模块还用于对所述电源端到信号地端之间进行防静电保护。
16.根据权利要求14所述的智能功率模块,其特征在于,所述保护模块对所述上驱动管和下驱动管进行防静电保护的静电保护路径,流经所述直流供电负端、所述功率地端、所述保护模块以及所述电源端。
17.根据权利要求14所述的智能功率模块,其特征在于,所述保护模块对所述功率开关管进行防静电保护的静电保护路径,流经所述直流供电负端、所述功率地端、所述保护模块以及所述信号地端。
18.根据权利要求15所述的智能功率模块,其特征在于,所述保护模块对所述电源端到信号地端之间进行防静电保护的静电保护路径,流经所述电源端、所述保护模块以及所述信号地端。
19.根据权利要求14或17所述的智能功率模块,其特征在于,所述保护模块对所述功率开关管进行防静电保护的静电保护路径流经所述直流供电负端、所述功率地端、所述第一保护单元以及所述信号地端。
20.根据权利要求19所述的智能功率模块,其特征在于,
所述保护模块对所述功率开关管进行防静电保护的静电保护路径流经所述直流供电负端、所述功率地端、第一保护单元、所述第二保护单元以及所述信号地端。
21.根据权利要求18所述的智能功率模块,其特征在于,所述保护模块对所述电源端到信号地端之间进行防静电保护的静电保护路径流经所述电源端、所述第二保护单元以及所述信号地端。
22.根据权利要求19所述的智能功率模块,其特征在于,所述第一保护单元包括连接于所述电源端与所述功率地端之间的第一二极管,所述第一二极管的阴极连接所述电源端,所述第一二极管的阳极连接所述功率地端。
23.根据权利要求20所述的智能功率模块,其特征在于,所述第二保护单元包括连接于所述电源端与所述信号地端之间的第二二极管,所述第二二极管的阴极连接所述电源端,所述第二二极管的阳极连接所述信号地端。
24.根据权利要求14所述的智能功率模块,其特征在于,所述直流供电负端与所述功率地端之间通过打线连接。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110401487.4A CN113271089B (zh) | 2021-04-14 | 2021-04-14 | 栅极驱动电路及其智能功率模块 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110401487.4A CN113271089B (zh) | 2021-04-14 | 2021-04-14 | 栅极驱动电路及其智能功率模块 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN113271089A CN113271089A (zh) | 2021-08-17 |
CN113271089B true CN113271089B (zh) | 2023-04-11 |
Family
ID=77228864
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202110401487.4A Active CN113271089B (zh) | 2021-04-14 | 2021-04-14 | 栅极驱动电路及其智能功率模块 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN113271089B (zh) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105099419A (zh) * | 2014-04-16 | 2015-11-25 | 钰太芯微电子科技(上海)有限公司 | 具有静电放电保护功能的功率芯片 |
CN105940453A (zh) * | 2014-01-28 | 2016-09-14 | 施耐德电气It公司 | 双极栅极驱动器 |
CN212543631U (zh) * | 2020-04-30 | 2021-02-12 | 宁波三星医疗电气股份有限公司 | 一种开关电源电路及电能表 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0758734B2 (ja) * | 1987-02-23 | 1995-06-21 | 株式会社東芝 | 絶縁ゲ−ト型セミカスタム集積回路 |
CN103607838B (zh) * | 2013-11-12 | 2017-10-31 | 青岛歌尔声学科技有限公司 | 一种印刷电路板 |
WO2015074471A1 (zh) * | 2013-11-25 | 2015-05-28 | 广东美的制冷设备有限公司 | 静电保护装置、智能功率模块和变频家电 |
CN105162442B (zh) * | 2015-10-08 | 2018-12-21 | 重庆中科芯亿达电子有限公司 | 一种功率管驱动集成电路 |
JP6889146B2 (ja) * | 2016-02-18 | 2021-06-18 | ローム株式会社 | 保護回路、および保護回路の動作方法、および半導体集積回路装置 |
-
2021
- 2021-04-14 CN CN202110401487.4A patent/CN113271089B/zh active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105940453A (zh) * | 2014-01-28 | 2016-09-14 | 施耐德电气It公司 | 双极栅极驱动器 |
CN105099419A (zh) * | 2014-04-16 | 2015-11-25 | 钰太芯微电子科技(上海)有限公司 | 具有静电放电保护功能的功率芯片 |
CN212543631U (zh) * | 2020-04-30 | 2021-02-12 | 宁波三星医疗电气股份有限公司 | 一种开关电源电路及电能表 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
Xin Zhao.Novel Polymer Substrate-Based 1.2 kV/40 A Double-Sided Intelligent Power Module.《2017 IEEE 67th Electronic Components and Technology Conference》.2017,1461-1467. * |
黄志娟.GGMOS型静电放电防护器件的高功率微波效应.《GGMOS型静电放电防护器件的高功率微波效应》.2016,1-6. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN113271089A (zh) | 2021-08-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4682007B2 (ja) | 電力用半導体装置 | |
CN214797412U (zh) | 智能功率模块 | |
US8027183B2 (en) | 3-phase inverter module, motor driving apparatus using the same, and inverter integrated circuit package | |
KR100461131B1 (ko) | 인버터 모듈 | |
US20120018777A1 (en) | Three level power converting device | |
EP1143604A1 (en) | Power conversion device | |
US9231466B2 (en) | Electronic circuit | |
CN219497799U (zh) | 智能功率模块 | |
US8593771B2 (en) | Power modules with reverse polarity protection | |
US9906009B2 (en) | Semiconductor module | |
CN100530927C (zh) | 逆变器装置 | |
CN113271089B (zh) | 栅极驱动电路及其智能功率模块 | |
CN210838938U (zh) | 高压集成芯片、智能功率模块及空调器 | |
CN110690692A (zh) | 高压集成芯片、智能功率模块及空调器 | |
CN113141170A (zh) | 驱动装置 | |
US6680630B1 (en) | Driver circuit for power device | |
CN115548008A (zh) | 一种功率半导体器件 | |
CN111868537B (zh) | 半导体装置以及半导体装置的识别方法 | |
CN111865128A (zh) | 具有集成浪涌电压限制元件的功率模块和功率电路 | |
CN221227362U (zh) | 智能功率模块及其保护电路、电器设备 | |
CN219893187U (zh) | 智能功率模块 | |
CN220065674U (zh) | 智能功率模块 | |
US11601083B1 (en) | Power module with protection circuit | |
CN220693004U (zh) | 智能功率模块 | |
US11606090B2 (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 |