CN207652299U - 一种功率模块电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种功率模块电路，包括电源管理模块，电路驱动模块，过热检测电路，以及控制模块。本实用新型采用了具有电源转换功能和过流保护的功能的电源管理模块，将过流保护电路结合到电源转换电路中，精简了电路模块。并且利用过热检测电路对功率器件的工作温度进行检测，并且在功率器件工作温度达到上限时，及时断开电路，保护功率器件不被烧毁，电路简单，便于排查故障。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子技术领域，尤其涉及一种功率模块电路。
背景技术
IPM(Intelligent Power Module，智能功率模块)是一种将电力电子和集成电路技术结合的功率驱动类产品。IPM把功率开关器件和高压驱动电路集成在一起，并具有过电压、过电流和过热等故障检测电路。IPM一方面接收MCU(Micro Control Unit，微控制单元)的控制信号，驱动后续电路工作，另一方面将检测的系统的状态信号发送给MCU。与传统分立方案相比，IPM以其高集成度、高可靠性等优势赢得越来越大的市场，尤其适合于驱动功率模块的变频器和各种逆变电源，是变频调速、冶金机械、电力牵引、伺服驱动、变频家电的一种理想电力电子器件。
在功率模块电路中，功率开关损耗是最主要的一种损耗，在现有技术中，如果没有考虑到功率开关的损耗，就会导致电源转换效率低，造成能源浪费。并且功率器件一般是发热器件，如果温度升高超过器件所能承受的极限温度就会被损耗，减少功率器件的寿命。虽然现有技术中，出现了电源管理电路及驱动电路来减少功率开关损耗，利用温度检测电路来避免工作发热造成功率器件损耗，但是在现有技术中，实现功率开关的保护和功率器件温度的检测往往需要多个模块协同作用，电路较为复杂，增大了模块的体积，成本较高，在出现故障时不便于排查。
实用新型内容
本实用新型的目的在于：为解决现有技术中功率模块电路中温度检测和开关损耗电路模块复杂，不便于排查故障的问题，本实用新型提供一种功率模块电路。
本实用新型的技术方案如下：
本实用新型提供一种功率模块电路，包括：
与电源连接的电源管理模块，用于将电源进行转换以及过流保护；
电路驱动模块，所述电路驱动模块和三极管Q1连接，三极管Q1的基极与电源连接，集电极和输出端与电路驱动模块连接；
过热检测电路，过热检测电路的输入端与电源管理模块的第二输出端连接，输出端与控制模块连接；
控制模块,连接电路驱动电路的输出端和电源管理模块的第一输出端。
可选的，所述电源管理电路采用芯片ISL8088,芯片ISL8088的VIN脚、EN1脚和EN2脚作为芯片ISL8088的输入端，LX1脚、PGND脚和FB1脚连接第一DC/DC电路，第一DC/DC电路的输出端作为电源管理模块的第一输出端，LX2脚、PGND脚和FB2脚连接第二DC/DC电路，第二DC/DC电路的输出端作为电源管理电路的第二输出端。
可选的，所述过热检测电路的具体连接为：
所述电源管理模块的第二输出端连接二极管D1的负极，电阻r1，电阻r3和可变电阻r2的端子1,二极管D1的正极连接三极管Q3的基极，继电器K与二极管D1并联，三极管Q3的输出端连接电阻r5，电阻r3的另一端连接发光二极管VD2的正极，三极管Q2的基极连接电阻r5和发光二极管VD2的负极，三极管Q3的集电极连接三极管Q2的集电极，三极管Q2的集电极通过电阻r4连接所述控制模块，三极管Q2的输出端连接可变电阻r2的端子2，可变电阻r2的端子2连接有三个串联的热敏电阻，三个热敏电阻连接控制模块，电阻r1的另一端连接发光二极管VD1的正极，发光委机关VD1的负极连接控制模块。
可选的，所述过热检测电路中的三个热敏电阻设置于功率器件的不同部位。
采用上述方案后，本实用新型的有益效果如下：
1.本实用新型采用了具有电源转换功能和过流保护的功能的电源管理模块，具体采用了芯片ISL8088和DC/DC电路的结合，将过流保护电路结合到电源转换电路中，精简了电路模块。
2.现有技术中，为了防止功率器件在工作过程中因为高温而损坏，通常采用温度检测模块和导通检测模块两个模块一起实现在高温时断开功率器件的电源，而本实用新型采用了过热检测电路对功率器件的工作温度进行检测，并且在功率器件工作温度达到上限时，及时断开电路，保护功率器件不被烧毁，电路简单，便于排查故障。
3.本实用新型中，过热检测电路中用于检测功率器件温度的有三个热敏电阻，不仅可以设置于功率器件的各个位置，保证能够及时检测到发生局部发热的情况。
附图说明
图1为本申请实施例中的功率模块电路图；
图2为本申请实施例中电源管理模块的电路图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
实施例1
如图1所示，一种功率模块电路，包括：
电源管理模块，用于将电源进行转换以及过流保护，输入端与电源连接；
电路驱动模块，用于配合电源管理模块启动功率器件,所述电路驱动模块和第二三极管连接，第二三极管的基极与电源连接，集电极和输出端与电路驱动模块连接；
过热检测电路，用于检测功率器件的工作温度和断开电源回路，过热检测电路的输入端与电源管理模块的第二输出端连接，输出端与控制模块连接；
控制模块，用于控制功率器件的工作，连接电路驱动电路的输出端和电源管理模块的第一输出端。
本申请实施例中该功率模块电路中过热检测电路的工作原理为：
图中，RT1、RT2、RT3为三只特性一致的阶跃型PTC热敏电阻器，它们分别埋设在功率模块定子的绕组里。正常情况下，PTC热敏电阻器处于常温状态，它们的总电阻值小于1KΩ。此时，V1截止，V2导通，继电器K得电吸合常开触点，功率模块由电源管理模块的输出供电运转。当功率模块因故障局部过热时，只要有一只PTC热敏电阻受热超过预设温度时，其阻值就会超过10KΩ以上。于是V1导通、V2截止，VD2显示红色报警，K失电释放，功率模块停止运转，达到保护目的。
为了方便理解电源管理模块的工作原理，本申请实施例提供了电源管理模块的电路图，如图2所示：
本申请实施例中电源管理电路采用芯片ISL8088,芯片ISL8088的VIN脚、EN1脚和EN2脚作为芯片ISL8088的输入端，该输入端还与电容C1连接，电容C1的另一端接地，LX1脚、PGND脚和FB1脚连接第一DC/DC电路，第一DC/DC电路的输出端作为电源管理模块的第一输出端，LX2脚、PGND脚和FB2脚连接第二DC/DC电路，第二DC/DC电路的输出端作为电源管理电路的第二输出端。第一DC/DC电路具体连接为：LX1脚连接电感L1，PGND脚接地，电容C2一端连接电感L2，一端连接PGND脚，电感L1与电容C2的连接端还连接电阻R2和电容C3，电容C3的另一端连接FB1脚，电阻R2与电阻R3连接，电阻R3的另一端接地，电感L1与电容C2的连接端还作为第一输出端。在第二DC/DC电路中电感L2、电容C4，电阻R5，电容C5的连接方法与第一DC/DC电路种对应位置上的电感L1、电容C2，电阻R2，电容C3的连接方法相同，电阻R6的接地端与PGND脚连接。ISL8088有用户可配置的工作模式PWM模式和PFM/PWM模式。使PWM模式操作可以减少噪音和射频干扰而高效降低切换损失，在操作模式，渠道吸引总静态电流只有30μa因此使轻载效率高为了最大化电池寿命。ISL8088提供监控输出在升高。关闭时，ISL8088放电输出电容器。能够起到过电流保护，热关闭的作用，并且完整的电源管理电路占地面积小于1.8平方厘米。
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (4)
1.一种功率模块电路，其特征在于，包括：
与电源连接的电源管理模块，用于将电源进行转换以及过流保护；
电路驱动模块，所述电路驱动模块和三极管Q1连接，三极管Q1的基极与电源连接，集电极和输出端与电路驱动模块连接；
过热检测电路，过热检测电路的输入端与电源管理模块的第二输出端连接，输出端与控制模块连接；
控制模块,连接电路驱动电路的输出端和电源管理模块的第一输出端。
2.根据权利要求1所述的一种功率模块电路，其特征在于，所述电源管理电路采用芯片ISL8088,芯片ISL8088的VIN脚、EN1脚和EN2脚作为芯片ISL8088的输入端，LX1脚、PGND脚和FB1脚连接第一DC/DC电路，第一DC/DC电路的输出端作为电源管理模块的第一输出端，LX2脚、PGND脚和FB2脚连接第二DC/DC电路，第二DC/DC电路的输出端作为电源管理电路的第二输出端。
3.根据权利要求1所述的一种功率模块电路，其特征在于，所述过热检测电路的具体连接为：
所述电源管理模块的第二输出端连接二极管D1的负极，电阻r1，电阻r3和可变电阻r2的端子1,二极管D1的正极连接三极管Q3的基极，继电器K与二极管D1并联，三极管Q3的输出端连接电阻r5，电阻r3的另一端连接发光二极管VD2的正极，三极管Q2的基极连接电阻r5和发光二极管VD2的负极，三极管Q3的集电极连接三极管Q2的集电极，三极管Q2的集电极通过电阻r4连接所述控制模块，三极管Q2的输出端连接可变电阻r2的端子2，可变电阻r2的端子2连接有三个串联的热敏电阻，三个热敏电阻连接控制模块，电阻r1的另一端连接发光二极管VD1的正极，发光委机关VD1的负极连接控制模块。
4.根据权利要求3所述的一种功率模块电路，其特征在于，所述过热检测电路中的三个热敏电阻设置于功率器件的不同部位。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI677155B (zh) * | 2018-10-02 | 2019-11-11 | 新唐科技股份有限公司 | 功率驅動晶片及方法 |
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- 2017-12-29 CN CN201721896831.7U patent/CN207652299U/zh not_active Expired - Fee Related
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