CN114625045A - 一种具有可编程驱动hvic芯片 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有可编程驱动HVIC芯片，包括HVIC驱动单元和逆变IPM单元，所述HVIC驱动单元包括MCU控制器、工作保护电路和驱动缓存电路，所述MCU控制器与所述驱动缓存电路电连接，所述驱动缓存电路与逆变IPM单元电连接，所述驱动缓存电路用于接收并处理所述MCU控制器的信号，并将处理后的信号输送至逆变IPM单元；所述工作保护电路与所述MCU控制器电连接，用于对所述逆变IPM单元进行监控，发生故障时，将信号反馈至MCU控制器；本申请旨在提供一种具有可编程驱动HVIC芯片，省去外接处理器的过程，HVIC的高集成化，有利于简化智能功率模块的应用设计，提升用户的使用体验，降低应用开成本。
Description
技术领域
本发明涉及半导体芯片技术领域，尤其涉及一种具有可编程驱动HVIC芯片。
背景技术
高压栅极驱动HVIC是利用单片机的输入信号直接驱动功率MOSFET和IGBT门极的耐高压，可以替代常见的脉冲变压器和光耦。通过电平整流器电路，在半导体芯片内部实现电介质绝缘。HVIC广泛应用于通用逆变器、交流伺服电机、直流无刷电机、荧光灯和HID照明、LED照明、IH烹调加热器、空调、洗衣机和各种IPM模块。
目前的高压集成驱动HVIC内部没有运算处理能力，要通过外部设置的MCU控制。会给应用带来设计的不便，而且无法独立进行相关运算。在使用时，需要外接处理器，这种方式会加大应用设计的复杂度，影响用户的体验。
发明内容
本发明的目的在于提出一种具有可编程驱动HVIC芯片，省去外接处理器的过程，HVIC的高集成化，有利于简化智能功率模块的应用设计，提升用户的使用体验，降低应用开成本。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：一种具有可编程驱动HVIC芯片，包括HVIC驱动单元和逆变IPM单元，所述HVIC驱动单元包括MCU控制器、工作保护电路和驱动缓存电路，所述MCU控制器与所述驱动缓存电路电连接，所述驱动缓存电路与逆变IPM单元电连接，所述驱动缓存电路用于接收并处理所述MCU控制器的信号，并将处理后的信号输送至逆变IPM单元；所述工作保护电路与所述MCU控制器电连接，用于对所述逆变IPM单元进行监控，发生故障时，将信号反馈至MCU控制器。
优选的，所述驱动缓存电路包括自举欠压保护电路，所述自举欠压保护电路与所述MCU控制器电连接，所述自举欠压保护电路用于自举充放电，保护所述逆变IPM单元。
优选的，所述驱动缓存电路包括上桥驱动电路和下桥驱动电路，所述上桥驱动电路的一端与所述MCU控制器电连接，所述上桥驱动电路的另一端与所述逆变IPM单元的上桥电连接；所述下桥驱动电路的一端与所述MCU控制器电连接，所述下桥驱动电路的另一端与所述逆变IPM单元的下桥电连接；所述上桥驱动电路和所述下桥驱动电路通过发送信号，驱动所述逆变IPM单元的上桥和下桥工作。
优选的，所述上桥驱动电路包括上桥U相驱动电路、上桥V相驱动电路和上桥W相驱动电路，所述上桥U相驱动电路的输出端作为所述HVIC驱动单元的U相高压区输出端，所述上桥V相驱动电路UPV的输出端作为所述HVIC驱动单元的V相高压区输出端，所述上桥W相驱动电路UPW的输出端作为所述HVIC驱动单元的W相高压区输出端。
优选的，所述下桥驱动电路包括下桥U相驱动电路、下桥V相驱动电路和下桥W相驱动电路，所述下桥U相驱动电路的输出端作为所述HVIC驱动单元的U相低压区输出端，所述下桥V相驱动电路的输出端作为所述HVIC驱动单元的V相低压区输出端，所述下桥W相驱动电路的输出端作为所述HVIC驱动单元的W相低压区输出端。
优选的，所述工作保护电路包括控制电压欠压保护电路、驱动使能电路和故障逻辑电路，所述控制电压欠压保护电路与所述故障逻辑电路电连接，所述驱动使能电路的一端与所述MCU控制器的使能端电连接，所述驱动使能电路的另一端与所述故障逻辑电路电连接，所述故障逻辑电路与所述MCU控制器电连接。
优选的，所述工作保护电路还包括过流保护电路、过温保护电路和短路保护电路，所述过流保护电路、所述过温保护电路和所述短路保护电路均与所述故障逻辑电路电连接。
优选的，所述逆变IPM单元包括三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3、三极管Q4、三极管Q5、三极管Q6、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5和二极管D6；
所述三极管Q1的基极与U相高压区输出端电连接，所述三极管Q2的集电极与二极管D2的负极端电连接，所述三极管Q2的发射极与二极管D2的正极端以及三极管Q5的集电极电连接，所述三极管Q2的发射极作为控制芯片的V相连接端；
所述三极管Q3的基极与W相高压区输出端电连接，所述三极管Q3的集电极与二极管D3的负极端电连接，所述三极管Q2的发射极与二极管D3的正极端以及三极管Q6的集电极电连接，所述三极管Q3的发射极作为控制芯片的W相连接端；
所述三极管Q4的集电极与二极管D4的负极端电连接，所述三极管Q4的发射极与二极管D4的真极端电连接，所述三极管Q4的发射极作为控制芯片的U相接地端；
所述三极管Q5的集电极与二极管D5的负极端电连接，所述三极管Q5的发射极与二极管D5的真极端电连接，所述三极管Q5的发射极作为控制芯片的V相接地端；
所述三极管Q6的集电极与二极管D6的负极端电连接，所述三极管Q6的发射极与二极管D6的真极端电连接，所述三极管Q6的发射极作为控制芯片的W相接地端。
优选的，还包括MCU双电源供电单元，所述MCU双电源供电单元包括第一供电电源、驱动供电电源、MCU电源模块、电源采压采样电路和IC驱动电源模块，所述MCU电源模块与所述MCU控制器电连接，所述第一供电电源与所述MCU电源模块电连接，所述驱动供电电源与所述IC驱动电源模块电连接，所述IC驱动电源模块与所述MCU电源模块以及所述电源采压采样电路电连接，所述电源采压采样电路与所述MCU电源模块电连接。
优选的，所述电源采压采样电路包括采压采样电源、电容C1、电阻R1、电阻R2、电容C2、电阻R3、续流二极管D7、电压比较器QX、电阻R4、续流二极管D8、接触开关KT1、续流二极管D9、三极管Q7、电阻R5、续流二极管D10、接触开关KT2、续流二极管D11和三极管Q8；所述电容C1并联在采压采样电源的两端，所述电阻R1和电阻R2的串联支路并联在采压采样电源的两端，所述电容C2并联在所述电阻R2的两端，所述电阻R1与电阻R2电连接的一端与电压比较器QX的正极输入端电连接；所述电阻R3的一端与采压采样电源的正极端电连接，所述电阻R3的另一端与电压比较器QX的负极输入端以及续流二极管D7的正极端电连接，所述续流二极管D7的负极端接地；所述电压比较器QX的输出端与电阻R4的一端电连接，所述电阻R4的另一端与续流二极管D8的正极端电连接，所述续流二极管D8的负极端与三极管Q7的第一引脚电连接，所述接触开关K1的一端以及续流二极管D9的负极端均与采压采样电源的正极端电连接，所述接触开关K1的另一端以及续流二极管D9的正极端均与三极管Q7的第二引脚电连接，所述三极管Q7的第三引脚接地；所述电阻R5的一端与续流二极管D7的正极端电连接，所述电阻R5的另一端与续流二极管D10的正极端电连接，所述续流二极管D10的负极端与三极管Q8的第一引脚电连接，所述接触开关K2的一端以及续流二极管D11的负极端均与采压采样电源的正极端电连接，所述接触开关K2的另一端以及续流二极管D11的正极端均与三极管Q8的第二引脚电连接，所述三极管Q8的第三引脚接地；所述IC驱动电源模块并联在所述三极管Q8的第二引脚与第三引脚之间。
本发明的一个技术方案的有益效果：将MCU控制器集成于HVIC驱动单元内，使本申请具备了运算处理能力，从而省去外接处理器的过程，减少引脚端子数量，提高HVIC驱动单元的集成化程度，有利于简化智能功率模块的应用设计，提升用户的使用体验，降低应用开成本，使本申请更有适普性。
附图说明
图1是本发明一个实施例的电路连接框图；
图2是本发明一个实施例的电路结构示意图；
图3是本发明一个实施例的电气电路结构图；
图4是本发明一个实施例的HVIC驱动单元内部电路拓扑图；
图5是本发明一个实施例的电源连接示意图；
图6是本发明一个实施例电源采压采样电路的结构示意图。
其中：HVIC驱动单元1、逆变IPM单元2、MCU控制器11、工作保护电路12、驱动缓存电路13、MCU双电源供电单元3、第一供电电源31、驱动供电电源32、MCU电源模块33、电源采压采样电路34、IC驱动电源模块35。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
参阅图1至图6所示，一种具有可编程驱动HVIC芯片，包括HVIC驱动单元1和逆变IPM单元2，所述HVIC驱动单元1包括MCU控制器11、工作保护电路12和驱动缓存电路13，所述MCU控制器11与所述驱动缓存电路13电连接，所述驱动缓存电路13与逆变IPM单元2电连接，所述驱动缓存电路13用于接收并处理所述MCU控制器11的信号，并将处理后的信号输送至逆变IPM单元2；所述工作保护电路12与所述MCU控制器11电连接，用于对所述逆变IPM单元2进行监控，发生故障时，将信号反馈至MCU控制器11。
采用上述结构，控制芯片包含HVIC驱动单元1和逆变IPM单元2，用户可根据需要的参数程序，直接将程序烧录入HVIC驱动单元1内，HVIC驱动单元1和逆变IPM单元2配合完成直流逆变控制，从而完成对外部电机的驱动。HVIC驱动单元1包括MCU控制器11，具有编程能力，可以存储或读写数据，无论控制芯片应用在何种场合，均可根据实际需求烧录程序，调节HVIC驱动单元1输出的PWM频率，使逆变后的参数能够适应相应的场合，调整过程方便、简单、快捷，方便用户的使用。
将MCU控制器11集成于HVIC驱动单元1内，使本申请具备了运算处理能力，从而省去外接处理器的过程，减少引脚端子数量，提高HVIC驱动单元1的集成化程度，有利于简化智能功率模块的应用设计，提升用户的使用体验，降低应用开成本，使本申请更有适普性。
具体地，所述驱动缓存电路13包括自举欠压保护电路，所述自举欠压保护电路与所述MCU控制器11电连接，所述自举欠压保护电路用于自举充放电，保护所述逆变IPM单元2。
逆变IPM单元2的上桥开通需要自举欠压保护电路进行自举充放电，当发生充放电异常而导致开通电压不足时，自举欠压保护电路输出信号至MCU控制器11，MCU控制器11停止工作，能够有效地对逆变IPM单元2的电路进行保护。
同时，所述驱动缓存电路13包括上桥驱动电路和下桥驱动电路，所述上桥驱动电路的一端与所述MCU控制器11电连接，所述上桥驱动电路的另一端与所述逆变IPM单元2的上桥电连接；所述下桥驱动电路的一端与所述MCU控制器11电连接，所述下桥驱动电路的另一端与所述逆变IPM单元2的下桥电连接；所述上桥驱动电路和所述下桥驱动电路通过发送信号，驱动所述逆变IPM单元2的上桥和下桥工作。
作为逆变IPM单元2的上下桥驱动PWM信号的驱动缓存电路13，驱动缓存电路13在接收到MCU控制器11的信号后，通过滤波和放大处理，然后再输出至对应的上下桥的开关管驱动电路。
具体地，所述上桥驱动电路包括上桥U相驱动电路UPU、上桥V相驱动电路UPV和上桥W相驱动电路UPW，所述上桥U相驱动电路UPU的输出端作为所述HVIC驱动单元1的U相高压区输出端HO1，所述上桥V相驱动电路UPV的输出端作为所述HVIC驱动单元1的V相高压区输出端HO2，所述上桥W相驱动电路UPW的输出端作为所述HVIC驱动单元1的W相高压区输出端HO3。
优选的，所述下桥驱动电路包括下桥U相驱动电路UNU、下桥V相驱动电路UNV和下桥W相驱动电路UNW，所述下桥U相驱动电路UNU的输出端作为所述HVIC驱动单元1的U相低压区输出端LO1，所述下桥V相驱动电路UNV的输出端作为所述HVIC驱动单元1的V相低压区输出端LO2，所述下桥W相驱动电路UNW的输出端作为所述HVIC驱动单元1的W相低压区输出端LO3。
通过上桥U相驱动电路UPU、上桥V相驱动电路UPV、上桥W相驱动电路UPW、下桥U相驱动电路UNU、下桥V相驱动电路UNV和下桥W相驱动电路UNW接收MCU控制器11发出的PWM信号，并作为输出端驱动HVIC驱动单元1的上下桥功率器件管，能够用于控制开关频率的快慢。
本申请中，所述工作保护电路12包括控制电压欠压保护电路UV、驱动使能电路和故障逻辑电路，所述控制电压欠压保护电路UV与所述故障逻辑电路电连接，所述驱动使能电路的一端与所述MCU控制器11的使能端电连接，所述驱动使能电路的另一端与所述故障逻辑电路电连接，所述故障逻辑电路与所述MCU控制器11电连接。
具体地，所述工作保护电路12还包括过流保护电路OC、过温保护电路OT和短路保护电路SC，所述过流保护电路OC、所述过温保护电路OT和所述短路保护电路SC均与所述故障逻辑电路电连接。
当出现故障时，故障逻辑电路检测到信号异常，并将信号反馈至MCU控制器，MCU控制器立即采取动作，切断信号输出，以达到保护电路的作用。
优选的，所述逆变IPM单元2包括三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3、三极管Q4、三极管Q5、三极管Q6、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5和二极管D6；
所述三极管Q1的基极与U相高压区输出端HO1电连接，所述三极管Q1的集电极与二极管D1的负极端、三极管Q2的集电极以及三极管Q3的集电极电连接，所述三极管Q1的集电极作为控制芯片的直流母线端，所述三极管Q1的发射极与二极管D1的正极端以及三极管Q4的集电极电连接，所述三极管Q1的发射极作为控制芯片的U相连接端；
所述三极管Q2的基极与V相高压区输出端HO2电连接，所述三极管Q2的集电极与二极管D2的负极端电连接，所述三极管Q2的发射极与二极管D2的正极端以及三极管Q5的集电极电连接，所述三极管Q2的发射极作为控制芯片的V相连接端；
所述三极管Q3的基极与W相高压区输出端HO3电连接，所述三极管Q3的集电极与二极管D3的负极端电连接，所述三极管Q2的发射极与二极管D3的正极端以及三极管Q6的集电极电连接，所述三极管Q3的发射极作为控制芯片的W相连接端；
所述三极管Q4的集电极与二极管D4的负极端电连接，所述三极管Q4的发射极与二极管D4的真极端电连接，所述三极管Q4的发射极作为控制芯片的U相接地端；
所述三极管Q5的集电极与二极管D5的负极端电连接，所述三极管Q5的发射极与二极管D5的真极端电连接，所述三极管Q5的发射极作为控制芯片的V相接地端；
所述三极管Q6的集电极与二极管D6的负极端电连接，所述三极管Q6的发射极与二极管D6的真极端电连接，所述三极管Q6的发射极作为控制芯片的W相接地端。
HIVC驱动单元输出控制信号，驱动三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3、三极管Q4、三极管Q5和三极管Q6工作，从而实现电机驱动的目的，配合内部设置有控制电压欠压保护电路UV、过温保护电路OT、过流保护电路OC、短路保护电路SC，当工作过程发生故障时候，可以实现上下桥互锁，切断电源信号，避免产品烧坏，保证产品的稳定性与可靠性。
优选的，还包括MCU双电源供电单元3，所述MCU双电源供电单元3包括第一供电电源31、驱动供电电源32、MCU电源模块33、电源采压采样电路34和IC驱动电源模块35，所述MCU电源模块33与所述MCU控制器11电连接，所述第一供电电源31与所述MCU电源模块33电连接，所述驱动供电电源32与所述IC驱动电源模块35电连接，所述IC驱动电源模块35与所述MCU电源模块33以及所述电源采压采样电路34电连接，所述电源采压采样电路34与所述MCU电源模块33电连接。
通过电源采压采样电路34检测MCU控制器11的供电情况，当供电电源出现异常时，电压出现异常，MCU控制器11切换至IC驱动电源模块35供电，实现双电源供电方式，提高MCU部分框架的工作可靠性。
所述电源采压采样电路34包括采压采样电源、电容C1、电阻R1、电阻R2、电容C2、电阻R3、续流二极管D7、电压比较器QX、电阻R4、续流二极管D8、接触开关KT1、续流二极管D9、三极管Q7、电阻R5、续流二极管D10、接触开关KT2、续流二极管D11和三极管Q8；
所述电容C1并联在采压采样电源的两端，所述电阻R1和电阻R2的串联支路并联在采压采样电源的两端，所述电容C2并联在所述电阻R2的两端，所述电阻R1与电阻R2电连接的一端与电压比较器QX的正极输入端电连接；
所述电阻R3的一端与采压采样电源的正极端电连接，所述电阻R3的另一端与电压比较器QX的负极输入端以及续流二极管D7的正极端电连接，所述续流二极管D7的负极端接地；
所述电压比较器QX的输出端与电阻R4的一端电连接，所述电阻R4的另一端与续流二极管D8的正极端电连接，所述续流二极管D8的负极端与三极管Q7的第一引脚电连接，所述接触开关K1的一端以及续流二极管D9的负极端均与采压采样电源的正极端电连接，所述接触开关K1的另一端以及续流二极管D9的正极端均与三极管Q7的第二引脚电连接，所述三极管Q7的第三引脚接地；
所述电阻R5的一端与续流二极管D7的正极端电连接，所述电阻R5的另一端与续流二极管D10的正极端电连接，所述续流二极管D10的负极端与三极管Q8的第一引脚电连接，所述接触开关K2的一端以及续流二极管D11的负极端均与采压采样电源的正极端电连接，所述接触开关K2的另一端以及续流二极管D11的正极端均与三极管Q8的第二引脚电连接，所述三极管Q8的第三引脚接地；所述IC驱动电源模块35并联在所述三极管Q8的第二引脚与第三引脚之间。
电容C1为常规的滤波电容，电阻R1与电阻R2为电压采样电阻，电容C2为常规滤波电容，电阻R3与电阻R5为限流电阻，三极管Q7与三极管Q8为三极管CMOS。当电源电压低于电压采样设置的时候，比较器QX的V1的输入电压小于其V2的电压，比较器QX输出为低电平，此时三极管Q7截至，接触开关KT1不工作，其触点断开。比较器QX的V1的输入电压小于其V2的电压时，此时三极管Q8导通，接触开关KT2工作，使其触点闭合，此时IC的驱动电源形成回路将其电源供给MCU。当电源电压高于电压采样设置值时候，比较器QX的V1的输入电压大于其V2的电压，比较器QX输出为高电平，此时三极管Q7导通，接触开关KT1工作，其触点闭合。比较器QX的V1的输入电压大于其V2的电压，此时三极管Q8截至，接触开关KT2不工作，使其触点断开，此时由驱动供电电源正常给MCU供电。
图2为本申请的电气电路结构图，包含集成ONESHOT电路、DOUBLEPLUSE电路，受使能信号EN1控制，EN1＝1，采用ONESHOT电路，EN1＝0，采用DOUBLEPLUSE电路控制高压DMOS开通和关断的HVIC。三相全桥驱动HVIC主要是包括施密特触发器0003；低通滤波器0004；VREG发生电路0005；互锁电路0006；低压保护电路0007；过压保护电路0008；故障逻辑控制电路0009；脉冲选择电路及其脉冲发生电路0010；650V系列DMOS管UQ1、UQ2、VQ1、VQ2、WQ1、WQ2；低压-高压过渡电路0011；dV/dt误动作防止电路0012；由大电流系元件组成的输出电路0013；MCU单片机电路及脉冲发生电路0014；MCU单片机程序烧写端口0015；MCU单片机电源端口0016。
施密特触发器0003：LIN、HIN都需让输入信号首先经过施密特触发器，过滤输入电路的电平噪声，逻辑0最大值0.8V，逻辑1最小值2.9V。
低通滤波器0004：为了过滤输入电路高频噪声，同时为了给VB足够的充电时间，避免被驱动的后端电路工作在VB电压不足的状态(这样会使后端电路效率降低)，需要限定输入信号的频率范围，对过高频率的信号进行过滤，一般600KHz～700KHz以上的信号应被滤去。
VREG发生电路0005：驱动IC的供电电压TYPE值一般为15V，要接收MCU等的5V的逻辑1信号，必须产生一个7V～8V的VREG，本实施例产生的是一个温度特性良好的7.2V的VREG信号。
互锁电路0006：为了避免HVIC的HIN和LIN的输入端同时为高电平时，HO和LO同时为高电平，必须引入互锁电路，当HIN和LIN同时为高电平时，HO和LO同时被置为电平。如果HO和LO同时为高电平，后继的IGBT等元件同时导通，将有大电流流过，造成IGBT等后继元件的损坏。当两输入端同时为逻辑1时，两输出端为逻辑0，其余情况，输入与输出同逻辑。
低压保护电路0007：无论是VDD抑或是VB，当电压过低时都使HVIC停止工作(保持输出为逻辑0状态)，以保护后继电路。在低压区，存在检测VDD电平的低压保护电路(UVDECTECTFILTER)。在高压区，存在检测VB点评的低压保护电路(UVDECTECTFILTER)。VDD、“VB对VS的电压”从高电位开始下降，低于10V以后，输出保持逻辑0；当VDD从低点位开始上升，高于10.7V以后，输出保持逻辑1。也即之间存在0.7V的差值。这主要是为了更好的保护后继电路，确认电源电压确实足够高后，输出才产生高电平。考虑到电源噪声，在电路的最后，应加入延时电路，使电源噪声引起的电源电压瞬时低下时，输出不产生误动作。
过压保护电路0008：VDD当电压过高时会使HVIC停止工作(保持输出为逻辑0状态)，以保护后继电路。VDD从低电位开始上升，高于16.7V以后，输出保持逻辑0；当VDD从高点位开始下降，低于16V以后，输出保持逻辑1。也即之间存在0.7V的差值一。这主要是为了更好的保护后继电路，确认电源电压确实足够低后，输出才产生高电平。考虑到电源噪声，在电路的最后，应加入延时电路，使电源噪声引起的电源电压瞬时低下时，输出不产生误动作。
故障逻辑控制电路0009：故障逻辑控制电路是接收各功能电路的故障信号，根据各故障信号做出当故障从FO输出，并根据故障的重要性关掉对应的功能或关断HVIC所有功能，而进行保护HVIC及整个应用电路。欠压保护功能、过压保护功能、电流保护功能、过温保护功能、EN使能各功能故障信号1为功能正常无故障，为0时，故障逻辑控制电路从FO输出故障信号，HVIC进入对应功能保护，关断HVIC六路PWM波，停止工作。
脉冲选择电路及脉冲发生电路0010：脉冲选择电路是由逻辑电路组成，包括两个“三与门”、“一个非门”和“个两或门”，脉冲发生电路(PULSEGEN)包括ONESHOT脉冲电路和DOUBLEPLUSE电路脉冲电路。0012和0013是三与门，与门是实现逻辑"乘"运算的电路，有两个以上输入端，一个输出端(一般电路都只有一个输出端,ECL电路则有二个输出端)。只有当所有输入端都是高电平(逻辑"1")时,该电路输出才是高电平(逻辑"1"),否则输出为低电平(逻辑"0")。其三输入与门的数学逻辑表达式:Y＝ABC。
图3为HVIC驱动单元内部电路拓扑图，包含数据缓冲器/锁存器、累加器、暂存寄存器、标致寄存器、指令寄存器、地址缓冲器、累计锁存器、运算逻辑单元、指令译码器、十进制调整、PWM、自举欠压电路、上桥U相驱动、上桥V相驱动、上桥W相驱动、下桥U相驱动、下桥V相驱动、下桥W相驱动、故障检测电路、通讯/程序烧写口。
数据缓冲器/锁存器：作用于保存数据的地方，使得数据完成速度的匹配，同时可以信号放大，提高驱动能力，减少传输及负载对信号源的影响，而且能起到信号隔离作用。
累加器：也是一种数据的寄存器，用来储存计算产生的中间结果，依次累计，如果没有像累加器这样的寄存器，那么在每次计算(加法，乘法，移位等等)后就必须要把结果写回到内存，也许马上就得读回来。然而存取主存的速度是比从算术逻辑单元到有直接路径的累加器存取更慢。
暂存寄存器：寄存器是处理器内的组成部分。寄存器是有限存贮容量的高速存贮部件，它们可用来暂存指令、数据和地址。
标致寄存器：标志寄存器里面有标志位用来判断CPU的状态，主要用于反映处理器的状态和ALU运算结果的某些特征及控制指令的执行，如OF指令、DF指令、IF指令等。
指令寄存器：指令寄存器用于暂存当前正在执行的指令。指令寄存器的时钟信号是clk，在clk的上升沿触发，指令寄存器将数据总线送来的指令存入16位的寄存器中。
地址缓冲器：作用是将外设送来的数据暂时存放，以便处理器将它取走，实现数据传送的同步。
累计锁存器：锁存器的使用可以大大的缓解处理器在这方面的压力。当处理器把数据传输到锁存器并将其锁存后，锁存器的输出引脚便会一直保持数据状态直到下一次锁存新的数据为止。
运算逻辑单元：是中央处理器的执行单元，是所有中央处理器的核心组成部分，主要功能是对二进制数据进行定点算术运算、逻辑运算和各种移位操作。
指令译码器：指令执行通过控制部件进行指令译码，是编码的逆过程，在编码时，每一种二进制代码都赋予特定含义。
十进制调整：十进制调整的实质是将十六进制的加法运算转换成十进制。
PWM：脉冲宽度调制，控制功率器件开关快慢，从而实现开关稳压电源输出的改变。
自举欠压电路：智能功率模块上桥开通需要自举充放电，欠压保护是为了充放电异常开通电压不足时候可以停止工作，有效保护功率开关管。
上下桥驱动：通过PWM信号，驱动功率器件管，可控制开关频率快慢作用。
故障检测电路：当系统检测到电压欠压保护UV、过温保护OT、过流保护OC、短路保护SC信号异常时候，把信号反馈到MCU，立即采取动作，切断信号，使得智能功率模块停止工作。
通讯/程序烧写口：HVIC的程序烧录端子，用于程序编写录入。
在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种具有可编程驱动HVIC芯片，其特征在于，包括HVIC驱动单元和逆变IPM单元，所述HVIC驱动单元包括MCU控制器、工作保护电路和驱动缓存电路，所述MCU控制器与所述驱动缓存电路电连接，所述驱动缓存电路与逆变IPM单元电连接，所述驱动缓存电路用于接收并处理所述MCU控制器的信号，并将处理后的信号输送至逆变IPM单元；所述工作保护电路与所述MCU控制器电连接，用于对所述逆变IPM单元进行监控，发生故障时，将信号反馈至MCU控制器。
2.根据权利要求1所述的一种具有可编程驱动HVIC芯片，其特征在于，所述驱动缓存电路包括自举欠压保护电路，所述自举欠压保护电路与所述MCU控制器电连接，所述自举欠压保护电路用于自举充放电，保护所述逆变IPM单元。
3.根据权利要求1所述的一种具有可编程驱动HVIC芯片，其特征在于，所述驱动缓存电路包括上桥驱动电路和下桥驱动电路，所述上桥驱动电路的一端与所述MCU控制器电连接，所述上桥驱动电路的另一端与所述逆变IPM单元的上桥电连接；所述下桥驱动电路的一端与所述MCU控制器电连接，所述下桥驱动电路的另一端与所述逆变IPM单元的下桥电连接；所述上桥驱动电路和所述下桥驱动电路通过发送信号，驱动所述逆变IPM单元的上桥和下桥工作。
4.根据权利要求3所述的一种具有可编程驱动HVIC芯片，其特征在于，所述上桥驱动电路包括上桥U相驱动电路、上桥V相驱动电路和上桥W相驱动电路，所述上桥U相驱动电路的输出端作为所述HVIC驱动单元的U相高压区输出端，所述上桥V相驱动电路UPV的输出端作为所述HVIC驱动单元的V相高压区输出端，所述上桥W相驱动电路UPW的输出端作为所述HVIC驱动单元的W相高压区输出端。
5.根据权利要求4所述的一种具有可编程驱动HVIC芯片，其特征在于，所述下桥驱动电路包括下桥U相驱动电路、下桥V相驱动电路和下桥W相驱动电路，所述下桥U相驱动电路的输出端作为所述HVIC驱动单元的U相低压区输出端，所述下桥V相驱动电路的输出端作为所述HVIC驱动单元的V相低压区输出端，所述下桥W相驱动电路的输出端作为所述HVIC驱动单元的W相低压区输出端。
6.根据权利要求1所述的一种具有可编程驱动HVIC芯片，其特征在于，所述工作保护电路包括控制电压欠压保护电路、驱动使能电路和故障逻辑电路，所述控制电压欠压保护电路与所述故障逻辑电路电连接，所述驱动使能电路的一端与所述MCU控制器的使能端电连接，所述驱动使能电路的另一端与所述故障逻辑电路电连接，所述故障逻辑电路与所述MCU控制器电连接。
7.根据权利要求6所述的一种具有可编程驱动HVIC芯片，其特征在于，所述工作保护电路还包括过流保护电路、过温保护电路和短路保护电路，所述过流保护电路、所述过温保护电路和所述短路保护电路均与所述故障逻辑电路电连接。
8.根据权利要求5所述的一种具有可编程驱动HVIC芯片，其特征在于，所述逆变IPM单元包括三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3、三极管Q4、三极管Q5、三极管Q6、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5和二极管D6；
所述三极管Q1的基极与U相高压区输出端电连接，所述三极管Q2的集电极与二极管D2的负极端电连接，所述三极管Q2的发射极与二极管D2的正极端以及三极管Q5的集电极电连接，所述三极管Q2的发射极作为控制芯片的V相连接端；
所述三极管Q3的基极与W相高压区输出端电连接，所述三极管Q3的集电极与二极管D3的负极端电连接，所述三极管Q2的发射极与二极管D3的正极端以及三极管Q6的集电极电连接，所述三极管Q3的发射极作为控制芯片的W相连接端；
所述三极管Q4的集电极与二极管D4的负极端电连接，所述三极管Q4的发射极与二极管D4的真极端电连接，所述三极管Q4的发射极作为控制芯片的U相接地端；
所述三极管Q5的集电极与二极管D5的负极端电连接，所述三极管Q5的发射极与二极管D5的真极端电连接，所述三极管Q5的发射极作为控制芯片的V相接地端；
所述三极管Q6的集电极与二极管D6的负极端电连接，所述三极管Q6的发射极与二极管D6的真极端电连接，所述三极管Q6的发射极作为控制芯片的W相接地端。
9.根据权利要求1所述的一种具有可编程驱动HVIC芯片，其特征在于，还包括MCU双电源供电单元，所述MCU双电源供电单元包括第一供电电源、驱动供电电源、MCU电源模块、电源采压采样电路和IC驱动电源模块，所述MCU电源模块与所述MCU控制器电连接，所述第一供电电源与所述MCU电源模块电连接，所述驱动供电电源与所述IC驱动电源模块电连接，所述IC驱动电源模块与所述MCU电源模块以及所述电源采压采样电路电连接，所述电源采压采样电路与所述MCU电源模块电连接。
10.根据权利要求9所述的一种具有可编程驱动HVIC芯片，其特征在于，所述电源采压采样电路包括采压采样电源、电容C1、电阻R1、电阻R2、电容C2、电阻R3、续流二极管D7、电压比较器QX、电阻R4、续流二极管D8、接触开关KT1、续流二极管D9、三极管Q7、电阻R5、续流二极管D10、接触开关KT2、续流二极管D11和三极管Q8；
所述电容C1并联在采压采样电源的两端，所述电阻R1和电阻R2的串联支路并联在采压采样电源的两端，所述电容C2并联在所述电阻R2的两端，所述电阻R1与电阻R2电连接的一端与电压比较器QX的正极输入端电连接；
所述电阻R3的一端与采压采样电源的正极端电连接，所述电阻R3的另一端与电压比较器QX的负极输入端以及续流二极管D7的正极端电连接，所述续流二极管D7的负极端接地；
所述电压比较器QX的输出端与电阻R4的一端电连接，所述电阻R4的另一端与续流二极管D8的正极端电连接，所述续流二极管D8的负极端与三极管Q7的第一引脚电连接，所述接触开关K1的一端以及续流二极管D9的负极端均与采压采样电源的正极端电连接，所述接触开关K1的另一端以及续流二极管D9的正极端均与三极管Q7的第二引脚电连接，所述三极管Q7的第三引脚接地；
所述电阻R5的一端与续流二极管D7的正极端电连接，所述电阻R5的另一端与续流二极管D10的正极端电连接，所述续流二极管D10的负极端与三极管Q8的第一引脚电连接，所述接触开关K2的一端以及续流二极管D11的负极端均与采压采样电源的正极端电连接，所述接触开关K2的另一端以及续流二极管D11的正极端均与三极管Q8的第二引脚电连接，所述三极管Q8的第三引脚接地；所述IC驱动电源模块并联在所述三极管Q8的第二引脚与第三引脚之间。
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