CN114094866A - 一种功率模块和电机控制器 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供一种功率模块和电机控制器，功率模块包括：第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管、第五晶体管、第六晶体管和串联连接的至少两个温度检测单元；第一晶体管的控制极接入第一控制信号，第一晶体管的第一极与第二晶体管的第一极和第三晶体管的第一级电连接，第一晶体管的第二极与第四晶体管的第一极电连接；至少一个所述温度检测单元被所述第一晶体管、所述第二晶体管、所述第四晶体管和所述第五晶体管包围，至少一个所述温度检测单元被所述第二晶体管、所述第三晶体管、所述第五晶体管和所述第六晶体管包围。本实施例提供的功率模块和电机控制器，可以更精确的检测功率模块内部的温度。

Description

一种功率模块和电机控制器
技术领域
本发明实施例涉及电机控制领域，特别是涉及一种功率模块和电机控制器。
背景技术
在车载、工业低压泵(工作电压在12V)及电机中需使用六颗MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，金属氧化物半导体场效应晶体管)器件或三颗半桥MOSFET器件组成全桥控制电路，产生车载、工业低压泵和电机的三相交流工作电压。但是现有的全桥控制电路内部的温度无法检测，导致全桥控制电路的在工作时的温度超过所能承受的温度，造成器件的损坏。
发明内容
本实施例提供的功率模块和电机控制器，可以更精确的检测功率模块内部的温度。
第一方面，本实施例提供一种功率模块，该功率模块包括：第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管、第五晶体管、第六晶体管和至少两个串联连接的温度检测单元；
所述第一晶体管的控制极接入第一控制信号，所述第一晶体管的第一极与所述第二晶体管的第一极和所述第三晶体管的第一级电连接，所述第一晶体管的第一极接入电源信号，所述第一晶体管的第二极与所述第四晶体管的第一极电连接；
所述第二晶体管的控制极接入第二控制信号，所述第二晶体管的第二极与所述第五晶体管的第一极电连接；
所述第三晶体管的控制极接入第三控制信号，所述第三晶体管的第二极与所述第六晶体管的第二极电连接；
所述第四晶体管的控制极接入第四控制信号，所述第四晶体管的第二极输出第一电流信号；
所述第五晶体管的控制极接入第五控制信号，所述第五晶体管的第二极输出第二电流信号；
所述第六晶体管的控制极接入第六控制信号，所述第六晶体管的第二极输出第三电流信号；
所述第一晶体管的第二极、所述第二晶体管的第二极和所述第三晶体管的第二极构成所述功率模块的三相输出端；
至少一个所述温度检测单元被所述第一晶体管、所述第二晶体管、所述第四晶体管和所述第五晶体管包围，至少一个所述温度检测单元被所述第二晶体管、所述第三晶体管、所述第五晶体管和所述第六晶体管包围。
可选的，本实施例提供的功率模块还包括第一采样端、第二采样端和第三采样端；
所述第一采样端与所述第一晶体管的第二极电连接；
所述第二采样端与所述第二晶体管的第二极电连接；
所述第三采样端与所述第三晶体管的第二极电连接。
可选的，本实施例提供的功率模块还包括第一控制端、第二控制端、第三控制端、第四控制端、第五控制端和第六控制端；
所述第一控制端与所述第一晶体管的控制极电连接；
所述第二控制端与所述第二晶体管的控制极电连接；
所述第三控制端与所述第三晶体管的控制极电连接；
所述第四控制端与所述第四晶体管的控制极电连接；
所述第五控制端与所述第五晶体管的控制极电连接；
所述第六控制端与所述第六晶体管的控制极电连接。
可选的，本实施例提供的功率模块还包括第一温度采集端和第二温度采集端；
所述第一温度采集端与第一个所述温度检测单元电连接，所述第二温度采集端与最后一个所述温度检测单元电连接。
可选的，本实施例提供的功率模块还包括两个第一输出端、两个第二输出端和两个第三输出端；
两个所述第一输出端分别与所述第四晶体管的第二极电连接；
两个所述第二输出端分别与所述第五晶体管的第二极电连接；
两个所述第三输出端分别与所述第六晶体管的第二极电连接。
可选的，所述温度检测单元包括热敏电阻。
可选的，所述功率模块的封装形式包括方扁平无引脚封装。
可选的，所述功率模块的尺寸包括14mm*12mm*1mm。
可选的，所述第一晶体管、所述第二晶体管、所述第三晶体管、所述第四晶体管、所述第五晶体管和所述第六晶体管包括金属氧化物半导体场效应晶体管。
第二方面，本实施例还提供了一种电机控制器，该电机控制器包括本发明任意实施例提供的所述的功率模块。
本发明实施例提供一种功率模块，将至少两个温度检测单元设置在功率模块内部，设置至少一个温度检测单元被第一晶体管、第二晶体管、第四晶体管和第五晶体管包围，使一个温度检测单元可以同时检测第一晶体管、第二晶体管、第四晶体管和第五晶体管周边的温度，设置至少一个温度检测单元被第二晶体管、第三晶体管、第五晶体管和第六晶体管，使一个温度检测单元可以同时检测第二晶体管、第三晶体管、第五晶体管和第六晶体管周边的温度。温度检测单元之间串联连接，可以使温度检测单元检测的温度互补，相互影响，使最终检测到的温度更精确。本实施例提供的功率模块，可以更精确的检测功率模块内部的温度。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种功率模块的电路结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种功率模块的底部焊接结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种功率模块的内部焊线结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明实施例作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明实施例，而非对本发明实施例的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明实施例相关的部分而非全部结构。
图1为本发明实施例提供的一种功率模块的电路结构示意图，参考图1，该功率模块包括：第一晶体管T1、第二晶体管T2、第三晶体管T3、第四晶体管T4、第五晶体管T5、第六晶体管T6和至少两个串联连接的温度检测单元10；第一晶体管T1的控制极接入第一控制信号，第一晶体管T1的第一极与第二晶体管T2的第一极和第三晶体管T3的第一级电连接，第一晶体管T1的第一极接入电源信号，第一晶体管T1的第二极与第四晶体管T4的第一极电连接；第二晶体管T2的控制极接入第二控制信号，第二晶体管T2的第二极与第五晶体管T5的第一极电连接；第三晶体管T3的控制极接入第三控制信号，第三晶体管T3的第二极与第六晶体管T6的第二极电连接；第四晶体管T4的控制极接入第四控制信号，第四晶体管T4的第二极输出第一电流信号；第五晶体管T5的控制极接入第五控制信号，第五晶体管T5的第二极输出第二电流信号；第六晶体管T6的控制极接入第六控制信号，第六晶体管T6的第二极输出第三电流信号；第一晶体管T1的第二极、第二晶体管T2的第二极和第三晶体管T3的第二极构成功率模块的三相输出端A/B/C；至少一个温度检测单元10被第一晶体管T1、第二晶体管T2、第四晶体管T4和第五晶体管T5包围，至少一个温度检测单元10被第二晶体管T2、第三晶体管T3、第五晶体管T5和第六晶体管T6包围。
具体的，第一晶体管T1的第二极、第二晶体管T2的第二极和第三晶体管T3的第二极构成功率模块的三相输出端A/B/C输出三相交流工作电压。第一晶体管T1在第一控制信号的作用下导通或关断，第二晶体管T2在第二控制信号的作用下导通或关断，第三晶体管T3在第三控制信号的作用下导通或关断，第四晶体管T4在第四控制信号的作用下导通或关断，第五晶体管T5在第五控制信号的作用下导通或关断，第六晶体管T6在第六控制信号的作用下导通或关断。温度检测单元10用于检测功率模块的温度，温度检测单元10可以是热敏电阻，热敏电阻的阻值随温度的变化而变化，将至少两个温度检测单元10串联连接，使温度检测单元10所检测的温度互补，最终实现更准确的温度采集。将温度检测单元10设置在功率模块的内部，可以使温度检测单元10检测功率模块的温度更精确。功率模块内部不同位置的温度不同，因此，设置至少两个温度检测单元10检测功率模块内部不同区域的温度，使最终检测的温度可靠性更高。将至少一个温度检测单元10被第一晶体管T1、第二晶体管T2、第四晶体管T4和第五晶体管T5包围，可以使一个温度检测单元10同时检测第一晶体管T1、第二晶体管T2、第四晶体管T4和第五晶体管T5周边的温度，将至少一个温度检测单元被第二晶体管T2、第三晶体管T3、第五晶体管T5和第六晶体管T6包围，可以使一个温度检测单元10同时检测第二晶体管T2、第三晶体管T3、第五晶体管T5和第六晶体管T6周边的温度，从而可以通过设置较少的数量的温度检测单元10检测更多器件周边的温度。根据多个温度检测单元10检测到的温度来确定功率模块内的温度，可以更准确的检测功率模块的内部温度，根据功率模块的温度判断当前温度下的功率模块能否发正常工作，防止温度过高烧坏功率模块内部器件。
本发明实施例提供一种功率模块，将至少两个温度检测单元设置在功率模块内部，设置至少一个温度检测单元被第一晶体管、第二晶体管、第四晶体管和第五晶体管包围，使一个温度检测单元可以同时检测第一晶体管、第二晶体管、第四晶体管和第五晶体管周边的温度，设置至少一个温度检测单元被第二晶体管、第三晶体管、第五晶体管和第六晶体管，使一个温度检测单元可以同时检测第二晶体管、第三晶体管、第五晶体管和第六晶体管周边的温度。温度检测单元之间串联连接，可以使温度检测单元检测的温度互补，相互影响，使最终检测到的温度更精确。本实施例提供的功率模块，可以更精确的检测功率模块内部的温度。
可选的，图2为本发明实施例提供的一种功率模块的底部焊接结构示意图，图3为本发明实施例提供的一种功率模块的内部焊线结构示意图，参考图1、图2和图3，本实施例提供的功率模块还包括第一采样端S6、第二采样端S5和第三采样端S4；第一采样端S6与第一晶体管T1的第二极电连接；第二采样端S5与第二晶体管T2的第二极电连接；第三采样端S4与第三晶体管T3的第二极电连接。
具体的，第一采样端S6用于输出第一晶体管T1第二极的电流，第二采样端S5用于输出第二晶体管T2第二极的电流，第三采样端S4用于输出第三晶体管T3第二极的电流，第一采样端S6、第二采样端S5和第三采样端S4均不互相连接，可以有效避免杂散电感，另外，设置第一采样端S6、第二采样端S5和第三采样端S4可以实时采集并监控三相输出端A/B/C输出的电流的大小。
可选的，继续参考图1、图2和图3，本实施例提供的功率模块还包括第一控制端G6、第二控制端G5、第三控制端G4、第四控制端G1、第五控制端G2和第六控制端G3；第一控制端G6与第一晶体管T1的控制极电连接；第二控制端G5与第二晶体管T2的控制极电连接；第三控制端G4与第三晶体管T3的控制极电连接；第四控制端G1与第四晶体管T4的控制极电连接；第五控制端G2与第五晶体管T5的控制极电连接；第六控制端G3与第六晶体管T6的控制极电连接。
具体的，第一控制端G6用于输入第一控制信号，第二控制端G5用于输入第二控制信号，第三控制端G4用于输入第三控制信号，第四控制端G1用于输入第四控制信号，第五控制端G2用于输入第五控制信号，第六控制端G3用于输入第六控制信号。
可选的，继续参考图1、图2和图3，本实施例提供的功率模块还包括第一温度采集端T1和第二温度采集端T2；第一温度采集端T1与第一个温度检测单元10电连接，第二温度采集端T2与最后一个温度检测单元10电连接。
具体的，外接电路通过与功率模块的第一温度采集端T1和第二温度采集端T2电连接来获取功率模块内部温度。
可选的，继续参考图1、图2和图3，本实施例提供的功率模块还包括两个第一输出端S1、两个第二输出端S2和两个第三输出端S3；两个第一输出端S1分别与第四晶体管T4的第二极电连接；两个第二输出端S2分别与第五晶体管T5的第二极电连接；两个第三输出端S3分别与第六晶体管T6的第二极电连接。
具体的，由于第四晶体管T4的第二极、第五晶体管T5的第二极和第六晶体管T6的第二极输出的电流较大，因此，设置两个第一输出端S1、两个第二输出端S2、两个第三输出端S3可以减少每一第一输出端S1、每一第二输出端S2和每一第三输出端S3输出电流的大小，防止外部器件直接与第四晶体管T4的第二极、第五晶体管T5的第二极和第六晶体管T6的第二极电连接因电流过大而被烧毁。
可选的，温度检测单元包括热敏电阻。
具体的，热敏电阻的阻值随所在环境温度的变化而变化，热敏电阻的检测温度的灵敏度高，选用热敏电阻检测功率模块内部温度，可以提高温度检测单元检测温度的精度。
可选的，功率模块的封装形式包括方扁平无引脚封装。
具体的，方扁平无引脚封装是一种无引脚封装，呈正方形或矩形，采用方扁平无引脚封装的功率模块具有体积小、重量轻、散热性强及内部损耗小等特点。
可选的，功率模块的尺寸包括14mm*12mm*1mm。
具体的，本实施例提供的功率模块的长、宽和高的大小分别是14mm、12mm、和1mm，相比于现有的功率模块，本实施例提供的功率模块尺寸更小。
可选的，第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管、第五晶体管和第六晶体管包括金属氧化物半导体场效应晶体管。
具体的，金属氧化物半导体场效应晶体管具有导通电阻低、开关速度快及输入阻抗高等特点。
本实施例还提供一种电机控制器，该电机控制器包括本发明任意实施例提供的功率模块。
注意，上述仅为本发明实施例的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明实施例不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明实施例的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明实施例进行了较为详细的说明，但是本发明实施例不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明实施例构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明实施例的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种功率模块，其特征在于，包括：第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管、第五晶体管、第六晶体管和至少两个串联连接的温度检测单元；
所述第一晶体管的控制极接入第一控制信号，所述第一晶体管的第一极与所述第二晶体管的第一极和所述第三晶体管的第一级电连接，所述第一晶体管的第一极接入电源信号，所述第一晶体管的第二极与所述第四晶体管的第一极电连接；
所述第二晶体管的控制极接入第二控制信号，所述第二晶体管的第二极与所述第五晶体管的第一极电连接；
所述第三晶体管的控制极接入第三控制信号，所述第三晶体管的第二极与所述第六晶体管的第二极电连接；
所述第四晶体管的控制极接入第四控制信号，所述第四晶体管的第二极输出第一电流信号；
所述第五晶体管的控制极接入第五控制信号，所述第五晶体管的第二极输出第二电流信号；
所述第六晶体管的控制极接入第六控制信号，所述第六晶体管的第二极输出第三电流信号；
所述第一晶体管的第二极、所述第二晶体管的第二极和所述第三晶体管的第二极构成所述功率模块的三相输出端；
至少一个所述温度检测单元被所述第一晶体管、所述第二晶体管、所述第四晶体管和所述第五晶体管包围，至少一个所述温度检测单元被所述第二晶体管、所述第三晶体管、所述第五晶体管和所述第六晶体管包围。
2.根据权利要求1所述的功率模块，其特征在于，还包括第一采样端、第二采样端和第三采样端；
所述第一采样端与所述第一晶体管的第二极电连接；
所述第二采样端与所述第二晶体管的第二极电连接；
所述第三采样端与所述第三晶体管的第二极电连接。
3.根据权利要求1所述的功率模块，其特征在于，还包括第一控制端、第二控制端、第三控制端、第四控制端、第五控制端和第六控制端；
所述第一控制端与所述第一晶体管的控制极电连接；
所述第二控制端与所述第二晶体管的控制极电连接；
所述第三控制端与所述第三晶体管的控制极电连接；
所述第四控制端与所述第四晶体管的控制极电连接；
所述第五控制端与所述第五晶体管的控制极电连接；
所述第六控制端与所述第六晶体管的控制极电连接。
4.根据权利要求1所述的功率模块，其特征在于，还包括第一温度采集端和第二温度采集端；
所述第一温度采集端与第一个所述温度检测单元电连接，所述第二温度采集端与最后一个所述温度检测单元电连接。
5.根据权利要求1所述的功率模块，其特征在于，还包括两个第一输出端、两个第二输出端和两个第三输出端；
两个所述第一输出端分别与所述第四晶体管的第二极电连接；
两个所述第二输出端分别与所述第五晶体管的第二极电连接；
两个所述第三输出端分别与所述第六晶体管的第二极电连接。
6.根据权利要求1所述的功率模块，其特征在于，所述温度检测单元包括热敏电阻。
7.根据权利要求1所述的功率模块，其特征在于，所述功率模块的封装形式包括方扁平无引脚封装。
8.根据权利要求1所述的功率模块，其特征在于，所述功率模块的尺寸包括14mm*12mm*1mm。
9.根据权利要求1所述的功率模块，其特征在于，所述第一晶体管、所述第二晶体管、所述第三晶体管、所述第四晶体管、所述第五晶体管和所述第六晶体管包括金属氧化物半导体场效应晶体管。
10.一种电机控制器，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的功率模块。
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