CN204179932U - 智能功率模块及空调器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能功率模块，该智能功率模块包括第一上桥臂功率器件、第二上桥臂功率器件、第三上桥臂功率器件、第一下桥臂功率器件、第二下桥臂功率器件、第三下桥臂功率器件、低压区控制驱动芯片及高压区输出驱动芯片；低压区控制驱动芯片的输出端分别与高压区输出驱动芯片的输入端、第一下桥臂功率器件的受控端、第二下桥臂功率器件的受控端及第三下桥臂功率器件的受控端连接；高压区输出驱动芯片的输出端分别与第一上桥臂功率器件的受控端、第二上桥臂功率器件的受控端及第三上桥臂功率器件的受控端连接。本实用新型还公开了一种空调器。本实用新型提供的该智能功率模块，提高了可靠性，并且，还提高了可制造性和降低了生产成本。

Description

智能功率模块及空调器

技术领域

本实用新型涉及电子技术领域，特别涉及一种智能功率模块及空调器。

背景技术

智能功率模块，即IPM(Intelligent Power Module)是一种将电力电子技术和集成电路技术相结合的功率驱动类产品，智能功率模块以高集成度及高可靠性等优势赢得了越来越大的市场，是变频调速、冶金机械、电力牵引、伺服驱动及变频家电的一种理想电力电子器件。

图1是现有技术中智能功率模块一实施例的模块结构示意图，如图1所示，该智能功率模块包括工作电压输入端400、高压侧控制驱动芯片200、低压侧控制驱动芯片300、高压侧功率器件80、低压侧功率器件90、U相上桥臂控制信号输入端101、V相上桥臂控制信号输入端102、W相上桥臂控制信号输入端103、U相下桥臂控制信号输入端104、V相下桥臂控制信号输入端105及W相下桥臂控制信号输入端106。

其中，高压侧控制驱动芯片200包括电源输入端VCC1、第一控制输入端HIN1、第二控制输入端HIN2、第三控制输入端HIN3、第一驱动输出端HO1、第二驱动输出端HO2及第三驱动输出端HO3；低压侧控制驱动芯片300包括电源输入端VCC2、第四控制输入端LIN1、第五控制输入端LIN2、第六控制输入端LIN3、第四驱动输出端LO1、第五驱动输出端LO2、第六驱动输出端LO3；高压侧功率器件80包括第一功率器件81、第二功率器件82及第三功率器件83；低压侧功率器件90包括第四功率器件91、第五功率器件92及第六功率器件93；具体地，工作电压输入端400分别与高压侧控制驱动芯片200的电源输入端VCC1及低压侧控制驱动芯片300的电源输入端VCC2连接；高压侧控制驱动芯片200的第一控制输入端HIN1与U相上桥臂控制信号输入端101连接，第二控制输入端HIN2与V相上桥臂控制信号输入端102连接，第三控制输入端HIN3与W相上桥臂控制信号输入端103连接，低压侧控制驱动芯片300的第四控制输入端LIN1与U相下桥臂控制信号输入端104连接，第五控制输入端LIN2与V相下桥臂控制信号输入端105连接，第六控制输入端LIN3与W相下桥臂控制信号输入端106连接。U相上桥臂控制信号输入端101、V相上桥臂控制信号输入端102、W相上桥臂控制信号输入端103、U相下桥臂控制信号输入端104、V相下桥臂控制信号输入端105及W相下桥臂控制信号输入端106均与外部的MCU(图未示)的控制信号输出端连接；高压侧控制驱动芯片200的第一驱动输出端HO1与第一功率器件81的控制端连接；高压侧控制驱动芯片200中的第二驱动输出端HO2与第二功率器件82的控制端连接；高压侧控制驱动芯片200中的第三驱动输出端HO3与第三功率器件83的控制端连接；低压侧控制驱动芯片300中的第四驱动输出端LO1与第四功率器件91的控制端连接；低压侧控制驱动芯片300中的第五驱动输出端LO2与第五功率器件92的控制端连接；低压侧控制驱动芯片300中的第六驱动输出端LO3与第六功率器件93的控制端连接。

图1所示智能功率模块，由于U相上桥臂控制信号输入端101、V相上桥臂控制信号输入端102及W相上桥臂控制信号输入端103所输入的控制信号(即三路高压侧控制信号)输入至高压侧控制驱动芯片200，而U相下桥臂控制信号输入端104、V相下桥臂控制信号输入端105及W相下桥臂控制信号输入端106所输入的控制信号(即三路低压侧控制信号)输入至低压侧控制驱动芯片300，即图1所示智能功率模块的三路高压侧控制信号和三路低压侧控制信号分别输入至不同的芯片，从而导致该智能功率模块很难实现高压侧控制信号和低压侧控制信号之间的逻辑互锁(即难以保证高压侧控制信号和低压侧控制信号不同时为高电平)，从而使得该智能功率模块的可靠性不高。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提高智能功率模块的可靠性。

本实用新型提供一种智能功率模块，所述智能功率模块包括第一上桥臂功率器件、第二上桥臂功率器件、第三上桥臂功率器件、第一下桥臂功率器件、第二下桥臂功率器件、第三下桥臂功率器件、用于输出三路上桥臂驱动信号以及用于驱动所述第一下桥臂功率器件、第二下桥臂功率器件及第三下桥臂功率器件的开关动作的低压区控制驱动芯片、用于将所述三路上桥臂驱动信号转换为三路高压电平驱动信号以分别驱动所述第一上桥臂功率器件、第二上桥臂功率器件及第三上桥臂功率器件的开关动作的高压区输出驱动芯片；其中，

所述低压区控制驱动芯片的输出端分别与所述高压区输出驱动芯片的输入端、第一下桥臂功率器件的受控端、第二下桥臂功率器件的受控端及第三下桥臂功率器件的受控端连接；所述高压区输出驱动芯片的输出端分别与所述第一上桥臂功率器件的受控端、第二上桥臂功率器件的受控端及第三上桥臂功率器件的受控端连接。

优选地，所述智能功率模块还包括U相上桥臂控制信号输入端、V相上桥臂控制信号输入端、W相上桥臂控制信号输入端、U相下桥臂控制信号输入端、V相下桥臂控制信号输入端及W相下桥臂控制信号输入端；所述低压区控制驱动芯片的输入端包括第一控制信号输入端、第二控制信号输入端、第三控制信号输入端、第四控制信号输入端、第五控制信号输入端及第六控制信号输入端；

所述U相上桥臂控制信号输入端与所述低压区控制驱动芯片的第一控制信号输入端连接，所述V相上桥臂控制信号输入端与所述低压区控制驱动芯片的第二控制信号输入端连接，所述W相上桥臂控制信号输入端与所述低压区控制驱动芯片的第三控制信号输入端连接；

所述U相下桥臂控制信号输入端与所述低压区控制驱动芯片的第四控制信号输入端连接，所述V相下桥臂控制信号输入端与所述低压区控制驱动芯片的第五控制信号输入端连接，所述W相下桥臂控制信号输入端与所述低压区控制驱动芯片的第六控制信号输入端连接。

优选地，所述低压区控制驱动芯片还包括控制逻辑电路模块、驱动电路模块、保护电路模块、检测信号输入端及保护信号输出端；其中，

所述控制逻辑电路模块的输入端分别与所述低压区控制驱动芯片的所述第一控制信号输入端、第二控制信号输入端、第三控制信号输入端、第四控制信号输入端、第五控制信号输入端及第六控制信号输入端连接，所述控制逻辑电路模块的输出端与所述驱动电路模块的输入端连接；所述驱动电路模块的输出端与所述低压区控制驱动芯片的输出端连接；所述保护电路模块的输入端与所述检测信号输入端连接，所述保护电路模块的输出端分别与所述保护信号输出端及所述驱动电路模块的受控端连接。

优选地，所述控制逻辑电路模块的输入端包括第一输入端、第二输入端、第三输入端、第四输入端、第五输入端及第六输入端；

所述低压区控制驱动芯片的所述第一控制信号输入端和所述第四控制信号输入端之间连接有用于防止所述第一控制信号输入端和所述第四控制信号输入端的信号同时为高电平的第一互锁电路；

所述低压区控制驱动芯片的所述第二控制信号输入端和所述第五控制信号输入端之间连接有用于防止所述第二控制信号输入端和所述第五控制信号输入端的信号同时为高电平的第二互锁电路；

所述低压区控制驱动芯片的所述第三控制信号输入端和所述第六控制信号输入端之间连接有用于防止所述第三控制信号输入端和所述第六控制信号输入端的信号同时为高电平的第三互锁电路；

所述第一互锁电路的第一输入端与所述第一控制信号输入端连接，所述第一互锁电路的第二输入端与所述第四控制信号输入端连接，所述第一互锁电路的第一输出端与所述控制逻辑电路的第一输入端连接，所述第一互锁电路的第二输出端与所述控制逻辑电路的第四输入端连接；

所述第二互锁电路的第一输入端与所述第二控制信号输入端连接，所述第二互锁电路的第二输入端与所述第五控制信号输入端连接，所述第二互锁电路的第一输出端与所述控制逻辑电路的第二输入端连接，所述第二互锁电路的第二输出端与所述控制逻辑电路的第五输入端连接；

所述第三互锁电路的第一输入端与所述第三控制信号输入端连接，所述第三互锁电路的第二输入端与所述第六控制信号输入端连接，所述第三互锁电路的第一输出端与所述控制逻辑电路的第三输入端连接，所述第三互锁电路的第二输出端与所述控制逻辑电路的第六输入端连接；

所述第一互锁电路的报错信号输出端、所述第二互锁电路的报错信号输出端及所述第三互锁电路的报错信号输出端均与外部MCU连接。

优选地，所述第一互锁电路包括第一反相器、第二反相器、第三反相器、第一或门、第一与门及第二与门；其中，

所述第一反相器的输入端为所述第一互锁电路的第一输入端，所述第二反相器的输入端为所述第一互锁电路的第二输入端；所述第一反相器的输出端与所述第一或门的第一输入端连接；所述第二反相器的输出端与所述第一或门的第二输入端连接；所述第一或门的输出端分别与所述第三反相器的输入端、所述第一与门的第一输入端及所述第二与门的第一输入端连接；所述第一与门的第二输入端与所述第一反相器的输入端连接；所述第二与门的第二输入端与所述第二反相器的输入端连接；所述第三反相器的输出端为所述第一互锁电路的报错信号输出端；所述第一与门的输出端为所述第一互锁电路的第一输出端，所述第二与门的输出端为所述第一互锁电路的第二输出端。

优选地，所述第二互锁电路的电路结构及所述第三互锁电路的电路结构均与所述第一互锁电路的电路结构相同。

优选地，所述智能功率模块还包括最高电压点、U相高压区供电电源负端、V相高压区供电电源负端及W相高压区供电电源负端；所述高压区输出驱动芯片还包括U相高压区电源负端、V相高压区电源负端及W相高压区电源负端；其中，

所述最高电压点分别与所述第一上桥臂功率器件的电流输入端、第二上桥臂功率器件的电流输入端及第三上桥臂功率器件的电流输入端连接；所述U相高压区供电电源负端分别与所述第一上桥臂功率器件的电流输出端、所述第一下桥臂功率器件的电流输入端及所述高压区输出驱动芯片的U相高压区电源负端连接；所述V相高压区供电电源负端分别与所述第二上桥臂功率器件的电流输出端、所述第二下桥臂功率器件的电流输入端及所述高压区输出驱动芯片的V相高压区电源负端连接；所述W相高压区供电电源负端分别与所述第三上桥臂功率器件的电流输出端、所述第三下桥臂功率器件的电流输入端及所述高压区输出驱动芯片的W相高压区电源负端连接。

优选地，所述智能功率模块还包括第一续流二极管、第二续流二极管、第三续流二极管、第四续流二极管、第五续流二极管、第六续流二极管及第一电阻；其中，

所述第一续流二极管的阴极与所述第一上桥臂功率器件的电流输入端连接，其阳极与所述第一上桥臂功率器件的电流输出端连接；所述第二续流二极管的阴极与所述第二上桥臂功率器件的电流输入端连接，其阳极与所述第二上桥臂功率器件的电流输出端连接；所述第三续流二极管的阴极与所述第三上桥臂功率器件的电流输入端连接，其阳极与所述第三上桥臂功率器件的电流输出端连接；所述第四续流二极管的阴极与所述第一下桥臂功率器件的电流输入端连接，其阳极与所述第一下桥臂功率器件的电流输出端连接；所述第五续流二极管的阴极与所述第二下桥臂功率器件的电流输入端连接，其阳极与所述第二下桥臂功率器件的电流输出端连接；所述第六续流二极管的阴极与所述第三下桥臂功率器件的电流输入端连接，其阳极与所述第三下桥臂功率器件的电流输出端连接；所述第一下桥臂功率器件的电流输出端、所述第二下桥臂功率器件的电流输出端及所述第三下桥臂功率器件的电流输出端均经第一电阻接地。

优选地，所述高压区输出驱动芯片的输入端包括第一上桥臂驱动信号输入端、第二上桥臂驱动信号输入端及第三上桥臂驱动信号输入端，所述高压区输出驱动芯片的输出端包括第一上桥臂驱动信号输出端、第二上桥臂驱动信号输出端及第三上桥臂驱动信号输出端；所述低压区控制驱动芯片的输出端包括U相上桥臂驱动信号输出端、V相上桥臂驱动信号输出端、W相上桥臂驱动信号输出端、U相下桥臂驱动信号输出端、V相下桥臂驱动信号输出端及W相下桥臂驱动信号输出端；其中，

所述高压区输出驱动芯片的所述第一上桥臂驱动信号输入端与所述低压区控制驱动芯片的所述U相上桥臂驱动信号输出端连接；所述高压区输出驱动芯片的所述第二上桥臂驱动信号输入端与所述低压区控制驱动芯片的所述V相上桥臂驱动信号输出端连接；所述高压区输出驱动芯片的所述第三上桥臂驱动信号输入端与所述低压区控制驱动芯片的所述W相上桥臂驱动信号输出端连接；所述高压区输出驱动芯片的所述第一上桥臂驱动信号输出端与所述第一上桥臂功率器件的受控端连接；所述高压区输出驱动芯片的所述第二上桥臂驱动信号输出端与所述第二上桥臂功率器件的受控端连接；所述高压区输出驱动芯片的所述第三上桥臂驱动信号输出端与所述第三上桥臂功率器件的受控端连接；

所述低压区控制驱动芯片的所述U相下桥臂驱动信号输出端与所述第一下桥臂功率器件的受控端连接；所述低压区控制驱动芯片的所述V相下桥臂驱动信号输出端与所述第二下桥臂功率器件的受控端连接；所述低压区控制驱动芯片的所述W相下桥臂驱动信号输出端与所述第三下桥臂功率器件的受控端连接。

为实现上述目的，本实用新型还提供一种空调器，所述空调器包括智能功率模块，所述智能功率模块包括第一上桥臂功率器件、第二上桥臂功率器件、第三上桥臂功率器件、第一下桥臂功率器件、第二下桥臂功率器件、第三下桥臂功率器件、用于输出三路上桥臂驱动信号以及用于驱动所述第一下桥臂功率器件、第二下桥臂功率器件及第三下桥臂功率器件的开关动作的低压区控制驱动芯片、用于将所述三路上桥臂驱动信号转换为三路高压电平驱动信号以分别驱动所述第一上桥臂功率器件、第二上桥臂功率器件及第三上桥臂功率器件的开关动作的高压区输出驱动芯片；其中，

所述低压区控制驱动芯片的输出端分别与所述高压区输出驱动芯片的输入端、第一下桥臂功率器件的受控端、第二下桥臂功率器件的受控端及第三下桥臂功率器件的受控端连接；所述高压区输出驱动芯片的输出端分别与所述第一上桥臂功率器件的受控端、第二上桥臂功率器件的受控端及第三上桥臂功率器件的受控端连接。

本实用新型提供的智能功率模块，包括第一上桥臂功率器件、第二上桥臂功率器件、第三上桥臂功率器件、第一下桥臂功率器件、第二下桥臂功率器件、第三下桥臂功率器件、用于输出三路上桥臂驱动信号以及用于驱动所述第一下桥臂功率器件、第二下桥臂功率器件及第三下桥臂功率器件的开关动作的低压区控制驱动芯片、用于将所述三路上桥臂驱动信号转换为三路高压电平驱动信号以分别驱动所述第一上桥臂功率器件、第二上桥臂功率器件及第三上桥臂功率器件的开关动作的高压区输出驱动芯片；其中，所述低压区控制驱动芯片的输出端分别与所述高压区输出驱动芯片的输入端、第一下桥臂功率器件的受控端、第二下桥臂功率器件的受控端及第三下桥臂功率器件的受控端连接；所述高压区输出驱动芯片的输出端分别与所述第一上桥臂功率器件的受控端、第二上桥臂功率器件的受控端及第三上桥臂功率器件的受控端连接。本实用新型提供的该智能功率模块，提高了可靠性，并且，还提高了可制造性和降低了生产成本。

附图说明

图1是现有技术中智能功率模块一实施例的模块结构示意图；

图2是本实用新型智能功率模块一实施例的电路结构示意图；

图3是本实用新型智能功率模块一实施例中第一互锁电路的电路结构示意图；

图4是本实用新型智能功率模块一实施例中第一互锁电路的时序图。

本实用新型目的的实现、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

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型提供一种智能功率模块。

参照图2，图2是本实用新型智能功率模块一实施例的电路结构示意图。

本实施例中，该智能功率模块包括第一上桥臂功率器件Q1、第二上桥臂功率器件Q2、第三上桥臂功率器件Q3、第一下桥臂功率器件Q4、第二下桥臂功率器件Q5、第三下桥臂功率器件Q6、用于输出三路上桥臂驱动信号以及用于驱动所述第一下桥臂功率器件Q4、第二下桥臂功率器件Q5及第三下桥臂功率器件Q6的开关动作的低压区控制驱动芯片120、用于将所述低压区控制驱动芯片120所输出的三路上桥臂驱动信号转换为三路高压电平驱动信号以分别驱动所述第一上桥臂功率器件Q1、第二上桥臂功率器件Q2及第三上桥臂功率器件Q3的开关动作的高压区输出驱动芯片180。

其中，所述低压区控制驱动芯片120的输出端分别与所述高压区输出驱动芯片180的输入端、第一下桥臂功率器件Q4的受控端、第二下桥臂功率器件Q5的受控端及第三下桥臂功率器件Q6的受控端连接；所述高压区输出驱动芯片180的输出端分别与所述第一上桥臂功率器件Q1的受控端、第二上桥臂功率器件Q2的受控端及第三上桥臂功率器件Q3的受控端连接。

本实施例中，该智能功率模块还包括U相上桥臂控制信号输入端111、V相上桥臂控制信号输入端112、W相上桥臂控制信号输入端113、U相下桥臂控制信号输入端114、V相下桥臂控制信号输入端115及W相下桥臂控制信号输入端116；所述低压区控制驱动芯片120的输入端包括第一控制信号输入端HIN1、第二控制信号输入端HIN2、第三控制信号输入端HIN3、第四控制信号输入端LIN1、第五控制信号输入端LIN2及第六控制信号输入端LIN3。具体地，所述U相上桥臂控制信号输入端111与所述低压区控制驱动芯片120的第一控制信号输入端HIN1连接，所述V相上桥臂控制信号输入端112与所述低压区控制驱动芯片120的第二控制信号输入端HIN2连接，所述W相上桥臂控制信号输入端113与所述低压区控制驱动芯片120的第三控制信号输入端HIN3连接；所述U相下桥臂控制信号输入端114与所述低压区控制驱动芯片120的第四控制信号输入端LIN1连接，所述V相下桥臂控制信号输入端115与所述低压区控制驱动芯片120的第五控制信号输入端LIN2连接，所述W相下桥臂控制信号输入端116与所述低压区控制驱动芯片120的第六控制信号输入端LIN3连接。

本实施例中，所述低压区控制驱动芯片120内部包括控制逻辑电路模块126、驱动电路模块127及保护电路模块128，所述低压区控制驱动芯片120还包括检测信号输入端121及保护信号输出端122。并且，本实施例中，所述控制逻辑电路模块126的输入端包括第一输入端、第二输入端、第三输入端、第四输入端、第五输入端及第六输入端(图未标号)；所述低压区控制驱动芯片120的第一控制信号输入端HIN1和其第四控制信号输入端LIN1之间连接有用于防止所述第一控制信号输入端HIN1和所述第四控制信号输入端LIN1的信号同时为高电平的第一互锁电路123；所述低压区控制驱动芯片120的所述第二控制信号输入端HIN2和其第五控制信号输入端LIN2之间连接有用于防止所述第二控制信号输入端HIN2和所述第五控制信号输入端LIN2的信号同时为高电平的第二互锁电路124；所述低压区控制驱动芯片120的所述第三控制信号输入端HIN3和其第六控制信号输入端LIN3之间连接有用于防止所述第三控制信号输入端HIN3和所述第六控制信号输入端LIN3的信号同时为高电平的第三互锁电路125。

具体地，所述第一互锁电路123的第一输入端与所述第一控制信号输入端HIN1连接，所述第一互锁电路123的第二输入端与所述第四控制信号输入端LIN1连接，所述第一互锁电路123的第一输出端与所述控制逻辑电路的第一输入端连接，所述第一互锁电路123的第二输出端与所述控制逻辑电路的第四输入端连接；所述第二互锁电路124的第一输入端与所述第二控制信号输入端HIN2连接，所述第二互锁电路124的第二输入端与所述第五控制信号输入端LIN2连接，所述第二互锁电路124的第一输出端与所述控制逻辑电路的第二输入端连接，所述第二互锁电路124的第二输出端与所述控制逻辑电路的第五输入端连接；所述第三互锁电路125的第一输入端与所述第三控制信号输入端HIN3连接，所述第三互锁电路125的第二输入端与所述第六控制信号输入端LIN3连接，所述第三互锁电路125的第一输出端与所述控制逻辑电路的第三输入端连接，所述第三互锁电路125的第二输出端与所述控制逻辑电路的第六输入端连接；本实施例中，所述第一互锁电路123的报错信号输出端Error1、所述第二互锁电路124的报错信号输出端Error2及所述第三互锁电路125的报错信号输出端Error3均与外部MCU(图未示)连接；所述控制逻辑电路模块126包括六个输出端，所述控制逻辑电路模块126的该六个输出端与所述驱动电路模块127的六个输入端对应连接；所述驱动电路模块127的输出端与所述低压区控制驱动芯片120的输出端连接(即所述驱动电路模块的输出端分别与与所述高压区输出驱动芯片180的输入端、第一下桥臂功率器件Q4的受控端、第二下桥臂功率器件Q5的受控端及第三下桥臂功率器件Q6的受控端连接)；所述保护电路模块128的输入端与所述检测信号输入端121连接，所述保护电路模块128的输出端分别与所述保护信号输出端122及所述驱动电路模块127的受控端CON连接。

本实施例中，所述控制逻辑电路模块126的作用是将其所输入的控制信号进行逻辑转换；所述保护电路模块128的作用是判断经检测信号输入端121输入的各种检测信号的大小，并根据判断结果输出相应的保护信号给所述驱动电路模块127，进行驱动输出保护控制，或根据判断结果输出相应的保护信号给保护信号输出端122，进行故障提示输出。

本实施例中，该智能功率模块还包括最高电压点P、U相高压区供电电源负端UVS、V相高压区供电电源负端VVS及W相高压区供电电源负端WVS；所述高压区输出驱动芯片180还包括U相高压区电源负端VS1、V相高压区电源负端VS2及W相高压区电源负端VS3；其中，所述最高电压点P分别与所述第一上桥臂功率器件Q1的电流输入端、第二上桥臂功率器件Q2的电流输入端及第三上桥臂功率器件Q3的电流输入端连接；所述U相高压区供电电源负端UVS分别与所述第一上桥臂功率器件Q1的电流输出端、所述第一下桥臂功率器件Q4的电流输入端及所述高压区输出驱动芯片180的U相高压区电源负端VS1连接；所述V相高压区供电电源负端VVS分别与所述第二上桥臂功率器件Q2的电流输出端、所述第二下桥臂功率器件Q5的电流输入端及所述高压区输出驱动芯片180的V相高压区电源负端VS2连接；所述W相高压区供电电源负端WVS分别与所述第三上桥臂功率器件Q3的电流输出端、所述第三下桥臂功率器件Q6的电流输入端及所述高压区输出驱动芯片180的W相高压区电源负端VS3连接。

另外，本实施例中，所述高压区输出驱动芯片180还包括U相高压区电源正端V B1、V相高压区电源正端V B2及W相高压区电源正端V B3。其中，所述高压区输出驱动芯片180的U相高压区电源正端V B1与本实施例智能功率模块的U相高压区供电电源正端(图未示)连接，所述高压区输出驱动芯片180的V相高压区电源正端V B2与本实施例智能功率模块的V相高压区供电电源正端(图未示)连接，所述高压区输出驱动芯片180的W相高压区电源正端V B3与本实施例智能功率模块的W相高压区供电电源正端(图未示)连接。

本实施例中，该智能功率模块还包括第一续流二极管D1、第二续流二极管D2、第三续流二极管D3、第四续流二极管D4、第五续流二极管D5及第六续流二极管D6。

其中，所述第一续流二极管D1的阴极与所述第一上桥臂功率器件Q1的电流输入端连接，所述第一续流二极管D1的阳极与所述第一上桥臂功率器件Q1的电流输出端连接；所述第二续流二极管D2的阴极与所述第二上桥臂功率器件Q2的电流输入端连接，所述第二续流二极管D2的阳极与所述第二上桥臂功率器件Q2的电流输出端连接；所述第三续流二极管D3的阴极与所述第三上桥臂功率器件Q3的电流输入端连接，所述第三续流二极管D3的阳极与所述第三上桥臂功率器件Q3的电流输出端连接；所述第四续流二极管D4的阴极与所述第一下桥臂功率器件Q4的电流输入端连接，所述第四续流二极管D4的阳极与所述第一下桥臂功率器件Q4的电流输出端连接；所述第五续流二极管D5的阴极与所述第二下桥臂功率器Q5件的电流输入端连接，所述第五续流二极管D5的阳极与所述第二下桥臂功率器件Q5的电流输出端连接；所述第六续流二极管D6的阴极与所述第三下桥臂功率器件Q6的电流输入端连接，所述第六续流二极管D6的阳极与所述第三下桥臂功率器件Q6的电流输出端连接。并且，本实施例中，所述第一下桥臂功率器件Q4的电流输出端、所述第二下桥臂功率器件Q5的电流输出端及所述第三下桥臂功率器件Q6的电流输出端均经第一电阻R1接地。

本实施例中，所述高压区输出驱动芯片180的输入端包括第一上桥臂驱动信号输入端、第二上桥臂驱动信号输入端及第三上桥臂驱动信号输入端(图未标号)，所述高压区输出驱动芯片180的输出端包括第一上桥臂驱动信号输出端HO1、第二上桥臂驱动信号输出端HO2及第三上桥臂驱动信号输出端HO3；所述低压区控制驱动芯片120的输出端包括U相上桥臂驱动信号输出端、V相上桥臂驱动信号输出端及W相上桥臂驱动信号输出端(图未标号)、U相下桥臂驱动信号输出端LO1、V相下桥臂驱动信号输出端LO2及W相下桥臂驱动信号输出端LO3；

其中，所述高压区输出驱动芯片180的所述第一上桥臂驱动信号输入端与所述低压区控制驱动芯片120的所述U相上桥臂驱动信号输出端连接；所述高压区输出驱动芯片180的所述第二上桥臂驱动信号输入端与所述低压区控制驱动芯片120的所述V相上桥臂驱动信号输出端连接；所述高压区输出驱动芯片180的所述第三上桥臂驱动信号输入端与所述低压区控制驱动芯片120的所述W相上桥臂驱动信号输出端连接；所述高压区输出驱动芯片180的所述第一上桥臂驱动信号输出端HO1与所述第一上桥臂功率器件Q1的受控端连接；所述高压区输出驱动芯片180的所述第二上桥臂驱动信号输出端HO2与所述第二上桥臂功率器件Q2的受控端连接；所述高压区输出驱动芯片180的所述第三上桥臂驱动信号输出端HO3与所述第三上桥臂功率器件Q3的受控端连接；

所述低压区控制驱动芯片120的所述U相下桥臂驱动信号输出端LO1与所述第一下桥臂功率器件Q4的受控端连接；所述低压区控制驱动芯片120的所述V相下桥臂驱动信号输出端LO2与所述第二下桥臂功率器件Q5的受控端连接；所述低压区控制驱动芯片120的所述W相下桥臂驱动信号输出端LO3与所述第三下桥臂功率器件Q6的受控端连接。

本实施例中，所述高压区输出驱动芯片180将所述低压区控制驱动芯片120的所述U相上桥臂驱动信号输出端、所述V相上桥臂驱动信号输出端及所述W相上桥臂驱动信号输出端所输出的驱动信号(低压区电平信号)转换为高压电平信号(高压区电平信号)后输出至相应的上桥臂功率器件的受控端，进而驱动上桥臂功率器件的开关动作(即所述高压区输出驱动芯片180的作用主要是将低压区电平信号转换成高压区电平信号)。

本实施例中，所述低压区控制驱动芯片120与所述高压区输出驱动芯片180间只需要3根信号线连接，使得本实施例智能功率模块相对于图1所示的智能功率模块，减少了绑线数量，提高了可制造性。并且，本实施例智能功率模块的高压部分与低压部分分开，所述低压区控制驱动芯片120采用普通的MOS工艺技术制造，所述高压区输出驱动芯片180采用高压隔离制造工艺技术制造，生产成本较低；同时，本实施例智能功率模块中，U相上桥臂控制信号输入端111、V相上桥臂控制信号输入端112及W相上桥臂控制信号输入端113所输入的控制信号(即三路高压侧控制信号)及U相下桥臂控制信号输入端114、V相下桥臂控制信号输入端115及W相下桥臂控制信号输入端116所输入的控制信号(即三路低压侧控制信号)均输入至所述低压区控制驱动芯片120中，即三路高压侧控制信号和三路低压侧控制信号均输入所述低压区控制驱动芯片120内，并在所述低压区控制驱动芯片120内完成逻辑电平的转换，从而使得本实施例能够很方便地实现高、低压侧控制信号之间的逻辑互锁，即当本实施例的同相上、下桥臂控制信号输入端同时输入高电平时，本实施例智能功率模块能够很容易地无效其输出，并且，本实施例当同相上、下桥臂控制信号输入端同时输入高点平时，会产生错误信号，产生的错误信号通过保护信号输出端122输出，从而提高了本实施例智能功率模块的可靠性。

本实施例中，所述低压区控制驱动芯片120的检测信号输入端121接入各种检测信号(如故障保护或其他保护信号等)，所接入的检测信号输出至所述低压区控制驱动芯片120中的所述保护电路模块128，所述保护电路模块128对所输入的检测信号进行处理并输出相应的保护信号至所述驱动电路模块127的受控端CON或所述保护信号输出端122；所述保护信号输出端122与需要获取故障信息的外部MCU或其它需要获取故障信号的器件的信号输入端连接。

图3是本实用新型智能功率模块一实施例中第一互锁电路的电路结构示意图。

一并参照图2和图3，本实施例中，所述第一互锁电路123包括第一反相器301、第二反相器302、第三反相器341、第一或门321、第一与门331及第二与门332；其中，

所述第一反相器301的输入端为所述第一互锁电路123的第一输入端A，所述第二反相器302的输入端为所述第一互锁电路123的第二输入端B；所述第一反相器301的输出端与所述第一或门321的第一输入端连接；所述第二反相器302的输出端与所述第一或门321的第二输入端连接；所述第一或门321的输出端分别与所述第三反相器341的输入端、所述第一与门331的第一输入端及所述第二与门332的第一输入端连接；所述第一与门331的第二输入端与所述第一反相器301的输入端连接；所述第二与门332的第二输入端与所述第二反相器302的输入端连接；所述第三反相器341的输出端为所述第一互锁电路123的报错信号输出端Error1；所述第一与门331的输出端为所述第一互锁电路123的第一输出端HI，所述第二与门332的输出端为所述第一互锁电路123的第二输出端L1。

本实施例中，所述第二互锁电路124的电路结构及所述第三互锁电路125的电路结构均与所述第一互锁电路123的电路结构相同，此处不再赘述。

图4是本实用新型智能功率模块一实施例中第一互锁电路的时序图。一并参照图2、图3和图4，图4中a为所述第一互锁电路123的第一输入端A的信号，b为所述第一互锁电路123的第二输入端B的信号，h1为所述第一互锁电路123的第一输出端HI的信号，l1为所述第一互锁电路123的第二输出端L1的信号，error1为所述第一互锁电路123的报错信号输出端Error1的信号，Er为所述第一互锁电路123的第一输入端A和第二输入端B同时为高电平的区域,即错误区。具体地，当所述低压区控制驱动芯片120的所述第一控制信号输入端和所述第四控制信号输入端的信号同时为高电平进入错误区Er时(即所述U相上桥臂控制信号输入端111和所述U相下桥臂控制信号输入端114所输入的控制信号同时为高电平时，也即所述第一互锁电路123的第一输入端A和第二输入端B同时为高电平时)，所述第一互锁电路123的第一输出端HI和第二输出端L1输出均为低电平的控制信号，且报错信号输出端Error1会变为高电平，同时报错信号输出端Error1所输出的报错信号输出至需要获取故障信息的外部MCU或其它需要获取故障信号的器件的信号输入端，从而识别出错误或故障发生，进而提高了本实施例智能功率模块的可靠性。

本实施例中，所述第二互锁电路124的时序图及所述第三互锁电路125的时序图均与所述第一互锁电路123的时序图相同，此处不再赘述。

本实施例提供的智能功率模块，包括第一上桥臂功率器件、第二上桥臂功率器件、第三上桥臂功率器件、第一下桥臂功率器件、第二下桥臂功率器件、第三下桥臂功率器件、用于输出三路上桥臂驱动信号以及用于驱动所述第一下桥臂功率器件、第二下桥臂功率器件及第三下桥臂功率器件的开关动作的低压区控制驱动芯片、用于将所述三路上桥臂驱动信号转换为三路高压电平驱动信号以分别驱动所述第一上桥臂功率器件、第二上桥臂功率器件及第三上桥臂功率器件的开关动作的高压区输出驱动芯片；其中，所述低压区控制驱动芯片的输出端分别与所述高压区输出驱动芯片的输入端、第一下桥臂功率器件的受控端、第二下桥臂功率器件的受控端及第三下桥臂功率器件的受控端连接；所述高压区输出驱动芯片的输出端分别与所述第一上桥臂功率器件的受控端、第二上桥臂功率器件的受控端及第三上桥臂功率器件的受控端连接。本实用新型提供的该智能功率模块，提高了可靠性，并且，还提高了可制造性和降低了生产成本。

本实用新型还提供一种空调器，该空调器包括智能功率模块，该智能功率模块的电路结构可参照上述实施例，在此不再赘述。理所应当地，由于本实施例的空调器采用了上述智能功率模块的技术方案，因此该空调器具有上述智能功率模块所有的有益效果。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种智能功率模块，其特征在于，包括第一上桥臂功率器件、第二上桥臂功率器件、第三上桥臂功率器件、第一下桥臂功率器件、第二下桥臂功率器件、第三下桥臂功率器件、用于输出三路上桥臂驱动信号以及用于驱动所述第一下桥臂功率器件、第二下桥臂功率器件及第三下桥臂功率器件的开关动作的低压区控制驱动芯片、用于将所述三路上桥臂驱动信号转换为三路高压电平驱动信号以分别驱动所述第一上桥臂功率器件、第二上桥臂功率器件及第三上桥臂功率器件的开关动作的高压区输出驱动芯片；其中，

所述低压区控制驱动芯片的输出端分别与所述高压区输出驱动芯片的输入端、第一下桥臂功率器件的受控端、第二下桥臂功率器件的受控端及第三下桥臂功率器件的受控端连接；所述高压区输出驱动芯片的输出端分别与所述第一上桥臂功率器件的受控端、第二上桥臂功率器件的受控端及第三上桥臂功率器件的受控端连接。

2.如权利要求1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U相上桥臂控制信号输入端、V相上桥臂控制信号输入端、W相上桥臂控制信号输入端、U相下桥臂控制信号输入端、V相下桥臂控制信号输入端及W相下桥臂控制信号输入端；所述低压区控制驱动芯片的输入端包括第一控制信号输入端、第二控制信号输入端、第三控制信号输入端、第四控制信号输入端、第五控制信号输入端及第六控制信号输入端；

所述U相上桥臂控制信号输入端与所述低压区控制驱动芯片的第一控制信号输入端连接，所述V相上桥臂控制信号输入端与所述低压区控制驱动芯片的第二控制信号输入端连接，所述W相上桥臂控制信号输入端与所述低压区控制驱动芯片的第三控制信号输入端连接；

所述U相下桥臂控制信号输入端与所述低压区控制驱动芯片的第四控制信号输入端连接，所述V相下桥臂控制信号输入端与所述低压区控制驱动芯片的第五控制信号输入端连接，所述W相下桥臂控制信号输入端与所述低压区控制驱动芯片的第六控制信号输入端连接。

3.如权利要求2所述的智能功率模块，其特征在于，所述低压区控制驱动芯片还包括控制逻辑电路模块、驱动电路模块、保护电路模块、检测信号输入端及保护信号输出端；其中，

所述控制逻辑电路模块的输入端分别与所述低压区控制驱动芯片的所述第一控制信号输入端、第二控制信号输入端、第三控制信号输入端、第四控制信号输入端、第五控制信号输入端及第六控制信号输入端连接，所述控制逻辑电路模块的输出端与所述驱动电路模块的输入端连接；所述驱动电路模块的输出端与所述低压区控制驱动芯片的输出端连接；所述保护电路模块的输入端与所述检测信号输入端连接，所述保护电路模块的输出端分别与所述保护信号输出端及所述驱动电路模块的受控端连接。

4.如权利要求3所述的智能功率模块，其特征在于，所述控制逻辑电路模块的输入端包括第一输入端、第二输入端、第三输入端、第四输入端、第五输入端及第六输入端；

所述低压区控制驱动芯片的所述第一控制信号输入端和所述第四控制信号输入端之间连接有用于防止所述第一控制信号输入端和所述第四控制信号输入端的信号同时为高电平的第一互锁电路；

所述低压区控制驱动芯片的所述第二控制信号输入端和所述第五控制信号输入端之间连接有用于防止所述第二控制信号输入端和所述第五控制信号输入端的信号同时为高电平的第二互锁电路；

所述低压区控制驱动芯片的所述第三控制信号输入端和所述第六控制信号输入端之间连接有用于防止所述第三控制信号输入端和所述第六控制信号输入端的信号同时为高电平的第三互锁电路；

所述第一互锁电路的第一输入端与所述第一控制信号输入端连接，所述第一互锁电路的第二输入端与所述第四控制信号输入端连接，所述第一互锁电路的第一输出端与所述控制逻辑电路的第一输入端连接，所述第一互锁电路的第二输出端与所述控制逻辑电路的第四输入端连接；

所述第二互锁电路的第一输入端与所述第二控制信号输入端连接，所述第二互锁电路的第二输入端与所述第五控制信号输入端连接，所述第二互锁电路的第一输出端与所述控制逻辑电路的第二输入端连接，所述第二互锁电路的第二输出端与所述控制逻辑电路的第五输入端连接；

所述第三互锁电路的第一输入端与所述第三控制信号输入端连接，所述第三互锁电路的第二输入端与所述第六控制信号输入端连接，所述第三互锁电路的第一输出端与所述控制逻辑电路的第三输入端连接，所述第三互锁电路的第二输出端与所述控制逻辑电路的第六输入端连接；

所述第一互锁电路的报错信号输出端、所述第二互锁电路的报错信号输出端及所述第三互锁电路的报错信号输出端均与外部MCU连接。

5.如权利要求4所述的智能功率模块，其特征在于，所述第一互锁电路包括第一反相器、第二反相器、第三反相器、第一或门、第一与门及第二与门；其中，

所述第一反相器的输入端为所述第一互锁电路的第一输入端，所述第二反相器的输入端为所述第一互锁电路的第二输入端；所述第一反相器的输出端与所述第一或门的第一输入端连接；所述第二反相器的输出端与所述第一或门的第二输入端连接；所述第一或门的输出端分别与所述第三反相器的输入端、所述第一与门的第一输入端及所述第二与门的第一输入端连接；所述第一与门的第二输入端与所述第一反相器的输入端连接；所述第二与门的第二输入端与所述第二反相器的输入端连接；所述第三反相器的输出端为所述第一互锁电路的报错信号输出端；所述第一与门的输出端为所述第一互锁电路的第一输出端，所述第二与门的输出端为所述第一互锁电路的第二输出端。

6.如权利要求5所述的智能功率模块，其特征在于，所述第二互锁电路的电路结构及所述第三互锁电路的电路结构均与所述第一互锁电路的电路结构相同。

7.如权利要求6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最高电压点、U相高压区供电电源负端、V相高压区供电电源负端及W相高压区供电电源负端；所述高压区输出驱动芯片还包括U相高压区电源负端、V相高压区电源负端及W相高压区电源负端；其中，

所述最高电压点分别与所述第一上桥臂功率器件的电流输入端、第二上桥臂功率器件的电流输入端及第三上桥臂功率器件的电流输入端连接；所述U相高压区供电电源负端分别与所述第一上桥臂功率器件的电流输出端、所述第一下桥臂功率器件的电流输入端及所述高压区输出驱动芯片的U相高压区电源负端连接；所述V相高压区供电电源负端分别与所述第二上桥臂功率器件的电流输出端、所述第二下桥臂功率器件的电流输入端及所述高压区输出驱动芯片的V相高压区电源负端连接；所述W相高压区供电电源负端分别与所述第三上桥臂功率器件的电流输出端、所述第三下桥臂功率器件的电流输入端及所述高压区输出驱动芯片的W相高压区电源负端连接。

8.如权利要求7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第一续流二极管、第二续流二极管、第三续流二极管、第四续流二极管、第五续流二极管、第六续流二极管及第一电阻；其中，

所述第一续流二极管的阴极与所述第一上桥臂功率器件的电流输入端连接，其阳极与所述第一上桥臂功率器件的电流输出端连接；所述第二续流二极管的阴极与所述第二上桥臂功率器件的电流输入端连接，其阳极与所述第二上桥臂功率器件的电流输出端连接；所述第三续流二极管的阴极与所述第三上桥臂功率器件的电流输入端连接，其阳极与所述第三上桥臂功率器件的电流输出端连接；所述第四续流二极管的阴极与所述第一下桥臂功率器件的电流输入端连接，其阳极与所述第一下桥臂功率器件的电流输出端连接；所述第五续流二极管的阴极与所述第二下桥臂功率器件的电流输入端连接，其阳极与所述第二下桥臂功率器件的电流输出端连接；所述第六续流二极管的阴极与所述第三下桥臂功率器件的电流输入端连接，其阳极与所述第三下桥臂功率器件的电流输出端连接；所述第一下桥臂功率器件的电流输出端、所述第二下桥臂功率器件的电流输出端及所述第三下桥臂功率器件的电流输出端均经第一电阻接地。

9.如权利要求8所述的智能功率模块，其特征在于，所述高压区输出驱动芯片的输入端包括第一上桥臂驱动信号输入端、第二上桥臂驱动信号输入端及第三上桥臂驱动信号输入端，所述高压区输出驱动芯片的输出端包括第一上桥臂驱动信号输出端、第二上桥臂驱动信号输出端及第三上桥臂驱动信号输出端；所述低压区控制驱动芯片的输出端包括U相上桥臂驱动信号输出端、V相上桥臂驱动信号输出端、W相上桥臂驱动信号输出端、U相下桥臂驱动信号输出端、V相下桥臂驱动信号输出端及W相下桥臂驱动信号输出端；其中，

所述高压区输出驱动芯片的所述第一上桥臂驱动信号输入端与所述低压区控制驱动芯片的所述U相上桥臂驱动信号输出端连接；所述高压区输出驱动芯片的所述第二上桥臂驱动信号输入端与所述低压区控制驱动芯片的所述V相上桥臂驱动信号输出端连接；所述高压区输出驱动芯片的所述第三上桥臂驱动信号输入端与所述低压区控制驱动芯片的所述W相上桥臂驱动信号输出端连接；所述高压区输出驱动芯片的所述第一上桥臂驱动信号输出端与所述第一上桥臂功率器件的受控端连接；所述高压区输出驱动芯片的所述第二上桥臂驱动信号输出端与所述第二上桥臂功率器件的受控端连接；所述高压区输出驱动芯片的所述第三上桥臂驱动信号输出端与所述第三上桥臂功率器件的受控端连接；

所述低压区控制驱动芯片的所述U相下桥臂驱动信号输出端与所述第一下桥臂功率器件的受控端连接；所述低压区控制驱动芯片的所述V相下桥臂驱动信号输出端与所述第二下桥臂功率器件的受控端连接；所述低压区控制驱动芯片的所述W相下桥臂驱动信号输出端与所述第三下桥臂功率器件的受控端连接。

10.一种空调器，其特征在于，包括权利要求1至9中任一项所述的智能功率模块。