CN208596668U - 高集成智能功率模块及空调器 - Google Patents

Abstract

本新型公开一种高集成智能功率模块及空调器，该高集成智能功率模块包括：第一封装壳体及第二封装壳体；PFC功率组件、压缩机功率组件及风机功率组件，PFC功率组件、压缩机功率组件及风机功率组件封装于第一封装壳体中；或者，PFC功率组件及压缩机功率组件集成于第一封装壳体中，形成第一元件，第一元件和风机功率组件封装于第二封装壳体中；或者，PFC功率组件、压缩机功率组件及风机功率组件各自通过一第一封装壳体封装后，再通过第二封装壳体进行二次封装。本新型解决了电控板采用多个分立的元器件实现时器件较多，导致空调器装配复杂，以及自身的功耗较大，发热等也较严重，导致空调的热效率，不利于空调器实现节能减排的问题。

Description

高集成智能功率模块及空调器

技术领域

本新型涉及集成电路技术领域，特别涉及一种高集成智能功率模块及空调器。

背景技术

随着科技进步和社会生产力的发展，资源过度消耗、环境污染、生态破坏、气候变暖等问题日益突出，绿色发展、节能减排成为各企业及工业领域的转变发展方向。因此，空调、冰箱等耗能较大的制冷设备如何实现降低能耗，节约能量成为研究人员的努力方向。

实用新型内容

本新型的主要目的是提出一种高集成智能功率模块及空调器，旨在提高集成智能功率模块的集成度，实现风机及压缩机的一体化驱动控制，减小电控板的体积，方便安装问题，实现节能减排。

为实现上述目的，本新型提出一种高集成智能功率模块，所述高集成智能功率模块包括：

第一封装壳体及第二封装壳体；

PFC功率组件、压缩机功率组件及风机功率组件，所述PFC功率组件的输入端用于接入直流电源，所述PFC功率组件的输出端分别与所述压缩机功率组件的电源输入端及所述风机功率组件的电源输入端连接；其中，

所述PFC功率组件、所述压缩机功率组件及所述风机功率组件封装于所述第一封装壳体中；

或者，所述PFC功率组件及所述压缩机功率组件集成于所述第一封装壳体中，形成第一元件，所述第一元件和所述风机功率组件封装于所述第二封装壳体中；

或者，所述PFC功率组件、所述压缩机功率组件及所述风机功率组件各自通过一所述第一封装壳体封装后，再通过所述第二封装壳体进行二次封装。

可选地，所述高集成智能功率模块还包括封装于所述第二封装壳体中的 PFC驱动芯片、风机功率驱动芯片及压缩机功率驱动芯片，

所述PFC驱动芯片的信号输出端与所述PFC功率组件的受控端连接；

所述风机功率驱动芯片的多个输出端与所述风机功率组件的多个受控端一一对应连接；

所述压缩机功率驱动芯片的多个输出端与所述压缩机功率组件的多个受控端一一对应连接。

可选地，所述PFC驱动芯片、所述风机功率驱动芯片及所述压缩机功率驱动芯片封装为一集成芯片；

或者，所述PFC驱动芯片、所述风机功率驱动芯片及所述压缩机功率驱动芯片各自封装为一集成芯片。

可选地，所述PFC驱动芯片与所述风机功率驱动芯片封装为一集成芯片；

或者，所述PFC驱动芯片与所述压缩机功率驱动芯片封装为一集成芯片。

可选地，所述高集成智能功率模块还包括集成于所述第二封装壳体中的安装载体，所述安装载体具有第一安装区和第二安装区；所述PFC功率组件、压缩机功率组件及风机功率组件设置于所述第一安装区；

所述PFC驱动芯片、风机功率驱动芯片及压缩机功率驱动芯片设置于所述第二安装区。

可选地，所述PFC功率组件与所述PFC驱动芯片通过金属绑线电气连接；所述压缩机功率组件与所述压缩机功率驱动芯片通过金属绑线电气连接；所述风机功率组件与所述风机功率驱动芯片通过金属绑线电气连接。

可选地，所述高集成智能功率模块还包括集成于所述第二封装壳体中的整流桥，所述整流桥设置于所述第一安装区。

可选地，所述高集成智能功率模块还包括集成于所述第二封装壳体中的 MCU，

所述MCU具有第一控制端、多个第二控制端及多个第三控制端，所述MCU的第一控制端与PFC驱动芯片的信号输入端连接；所述MCU的多个第二控制端与所述风机功率驱动芯片的多个信号输入端一一对应连接；所述 MCU的多个第三控制端与所述压缩机功率驱动芯片的多个信号输入端一一对应连接。

可选地，所述压缩机组件包括多个第一功率开关管及多个快速恢复二极管，多个所述第一功率开关管构成一三相逆变桥电路；

多个所述快速恢复二极管的数量及位置与所述第一功率开关管对应设置；

所述第一功率开关管，为SiC型IGBT，或者SiC型MOSFET，或者GaN型HEMT；

所述快速恢复二极管，为硅二极管；

所述风机功率组件包括多个第二功率开关管，多个所述第一功率开关管构成一三相逆变桥电路；其中，

所述第二功率开关管，为逆导型IGBT；

所述PFC功率组件包括PFC功率开关管及第一二极管，所述PFC功率开关管的输入端用于接入外部电感，并与所述第一二极管的阳极连接，所述第一二极管的阴极为所述PFC功率组件的输出端；其中，

所述PFC功率开关管，为SiC型IGBT，或者SiC型MOSFET，或者GaN型HEMT；

所述第一二极管，为硅二极管。

本新型还提出一种空调器，包括如上所述的高集成智能功率模块；第一封装壳体及第二封装壳体；

PFC功率组件、压缩机功率组件及风机功率组件，所述PFC功率组件的输入端用于接入直流电源；所述PFC功率组件的输出端分别与所述压缩机功率组件的电源输入端及所述风机功率组件的电源输入端连接；其中，

所述PFC功率组件、所述压缩机功率组件及所述风机功率组件封装于所述第一封装壳体中；

或者，所述PFC功率组件及所述压缩机功率组件集成于所述第一封装壳体中，形成第一元件，所述第一元件和所述风机功率组件封装于所述第二封装壳体中；

或者，所述PFC功率组件、所述压缩机功率组件及所述风机功率组件各自通过一所述第一封装壳体封装设置后，再通过所述第二封装壳体进行二次封装。

本新型高集成智能功率模块将PFC功率组件、压缩机功率组件及所述风机功率组件集成于第一封装壳体中；或者，将PFC功率组件及压缩机功率组件集成于一第一封装壳体中，风机功率组件集成于另第一封装壳体中后再利用第二封装壳体进行二次封装；或者，PFC功率组件、压缩机功率组件及风机功率组件各自通过一第一封装壳体封装设置后，再通过第二封装壳体进行二次封装，以降低第一封装壳体内外的电磁干扰。将PFC功率组件、压缩机功率组件及所述风机功率组件集成于对应的封装壳体中，以使功率元件集中散热，从而避免功率组件影响其他电路模块工作。本新型将以上各功能模块集成在一个封装体内，基板的体积可以减小，从而可以减小高集成智能功率模块的整体体积，进而提高集成智能功率模块的集成度，实现多个负载，例如风机及压缩机的一体化驱动控制，从而减小电控板的体积，方便安装。减小跳线过长及过多引起的电磁干扰，同时还可以减少电控板的元器件，简化了电控板的PCB板布局，有效的降低了空调器的生产成本。本新型解决了电控板采用多个分立的元器件实现时器件较多，导致电控板装配到电器设备时出现装配困难的问题，以及自身的功耗较大，发热等也较严重，导致空调的热效率低，不利于空调器实现节能减排的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本新型高集成智能功率模块一实施例的结构示意图；

图2为本新型高集成智能功率模块另一实施例的结构示意图；

图3为本新型高集成智能功率模块又一实施例的结构示意图；

图4为本新型高集成智能功率模块一实施例的电路结构示意图；

图5为本新型高集成智能功率模块再一实施例的结构示意图；

图6为本新型高集成智能功率模块另一实施例的电路结构示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				100	第一封装壳体	300	安装载体
200	第二封装壳体	A	第一安装区
				10	PFC功率组件	B	第二安装区
20	压缩机功率组件	11	PFC驱动芯片
				30	风机功率组件	12	压缩机功率驱动芯片
40	整流桥	13	风机功率驱动芯片

本新型目的的实现、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

下面将结合本新型实施例中的附图，对本新型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新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本新型保护的范围。

需要说明，若本新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本新型要求的保护范围之内。

本新型提出一种高集成智能功率模块。

在空调器、洗衣机、冰箱等电器设备中，大多设置有电机，并通过电机来驱动其他负载工作。例如空调器，传统的空调器一般包括室内机和室外机，室外机和室内机中均设置电机及驱动电机工作的电控板。以室外机的电控板为来说，室外机的电控板上大多设置有驱动压缩机的智能功率模块，驱动风机的智能功率模块，主控制模块，电源模块等功能模块。这些功能模块大多采用分立或者部分集成的电路模块来实现，且分散的排布在电控PCB板的各个部分，但是由于电控板自身结构、强弱电隔离、防信号干扰、散热等要求，要求各功能模块之间的间距保证在安全距离内，使得室外机电控板的体积较大，不利于安装。或者将这些分散在多块电路板上，再采用跳线的方式来实现主控制模块与其他功能模块之间，以及各功能模块之间相互的电气连接，但是分散设置各功能模块会导致跳线较多且长，导致电器EMC性能下降。并且这两种结构的电控板均会出现电控板的器件较多，导致室外机的装配复杂，同时还会增加空调器的生产成本，且维修率也会增加，不利于空调器的稳定使用。更重要的是，电控板在采用多个元器件来实现时，多个元器件自身的能耗较大，发热等也较严重，导致空调的热效率低，不利于空调器实现节能减排。

为了解决上述问题，参照图1至图6，在本新型一实施例中，该高集成智能功率模块包括：

第一封装壳体100及第二封装壳体200；

PFC功率组件10、压缩机功率组件20及风机功率组件30，所述PFC功率组件10的输入端用于接入直流电源；所述PFC功率组件10的输出端分别与所述压缩机功率组件20的电源输入端及所述风机功率组件30的电源输入端连接；其中，

所述PFC功率组件10、所述压缩机功率组件20及所述风机功率组件30 封装于所述第一封装壳体100中；

或者，所述PFC功率组件10及所述压缩机功率组件20集成于所述第一封装壳体100中，形成第一元件，所述第一元件和所述风机功率组件30封装于所述第二封装壳体200中；

或者，所述PFC功率组件10、所述压缩机功率组件20及所述风机功率组件30各自通过一所述第一封装壳体100封装设置后，再通过所述第二封装壳体200进行二次封装。

本实施例中，PFC功率组件10可以仅由PFC开关来实现，或者还与二极管、电感等其他元器件组成PFC电路来实现对直流电源的功率因素校正。PFC 电路可以采用无源PFC电路来实现，以构成升压型PFC电路，或者降压型PFC 电路，或者升降压型PFC电路。可以理解的是，在实际应用中，PFC功率组件10与整流桥40位置及连接关系可以根据PFC电路设置类型进行适应性调整，此处不做限制。PFC功率组件10将输入的直流电进行功率因素调整，调整后的直流电可以输出至压缩机功率组件20及风机功率组件30，以使压缩机功率组件20驱动压缩机工作，以及风机功率组件30驱动风机。

本实施例中，风机功率组件30用于驱动风轮电机M2，压缩机功率组件 20用于驱动压缩机电机M1，当然在其他实施例中，功率组件还可以用于驱动其他电机的变频器和各种逆变电源，并应用于变频调速，冶金机械，电力牵引，伺服驱动，及空调等变频家电等领域中。压缩机功率组件20和风机功率组件30中分别集成有多个IGBT、MOS管等功率开关管，多个功率开关管的数量可以为四个或六个，其具体数量可以根据电机类型、驱动功率等设置，此处不做限制。

需要说明的是，PFC功率组件10、压缩机功率组件20及风机功率组件 30设置有功率元件，例如IGBT，功率元件的驱动电压一般在12V以上，属于强电部分，而驱动控制其工作的控制电路部分，例如MCU，MCU的工作电压一般为3.3V或者5V，也即MCU的工作电压属于弱电，MCU在工作时产生的热量较小。接收或者输出的控制信号都较弱，因此容易受到强电部分的电子元件的干扰，这样将导致MCU收到电磁干扰而误触发，使得MCU容易输出错误的控制信号，例如控制压缩机功率组件20中的上下桥臂同时导通，而引起短路，从而烧毁高集成智能PFC功率组件10。

还需要说明的是，在将强弱电元件安装在一块安装基板上时，强电部分的元件的电路布线和弱点部分的电路布线需要保持一定的安全距离，以符合安规要求。这样两种电路布线在同一块安装基板上布线时，电路布线的走线较细，且安装基板的体积一般需要设置得较大才能实现强弱电隔离。

为了解决上述问题，本实施例中，第一封装壳体100和第二封装壳体200 可以采用由环氧树脂、氧化铝、高导热填充材料等材料制成的高导热封装壳体来实现，以及采用石墨、铜粉等可以抑制EMI等电磁波干扰的电磁屏蔽材料来实现，以将外部电场产生的电磁辐射进行发射、吸收，从而衰弱进入至封装壳体内部电子元件的电磁辐射，以使功率组件具有较好的电磁屏蔽功能。或者对内部电子元件产生的电磁干扰进行反射、吸收，从而屏蔽功率组件内部电子元件的电场产生的电磁信号，以避免功率组件的电磁辐射影响周围的电器设备的正常工作。

可以理解的是，将高集成智能功率模块中，PFC功率组件10、压缩机功率组件20及风机功率组件30封装在第一封装壳体100中，再与高集成智能功率模块中的其他电子元件封装于第二封装壳体200中，使得高集成智能功率模块的主要热源集中散热，还可以避免功率组件产生的电磁干扰影响其他电路模块工作。

本实施例中，如图1所示，PFC功率组件10、压缩机功率组件20及风机功率组件30可以封装在第一封装壳体100内，以提高高集成智能功率模块的集成度，如图3所示，也可以在各自采用一第一封装壳体100进行封装后，再利用第二封装壳体200进行二次封装。如图2所示，或者，PFC功率组件 10、压缩机功率组件20及风机功率组件30两两采用一第一封装壳体100进行封装后，再与另一功率组件利用第二封装壳体200进行二次封装。，当然在其他实施例中，各功率组件的封装形式多样，可根据高集成智能功率模块的具体形式进行组合，此处不做限制。

本新型高集成智能功率模块将PFC功率组件10、压缩机功率组件20及所述风机功率组件30集成于第一封装壳体100中；或者，将PFC功率组件 10及压缩机功率组件20集成于一第一封装壳体100中，风机功率组件30集成于另第一封装壳体中后再利用第二封装壳体200进行二次封装；或者，PFC 功率组件10、压缩机功率组件20及风机功率组件30各自通过一第一封装壳体100封装设置后，再通过第二封装壳体200进行二次封装，以降低第一封装壳体100内外的电磁干扰。将PFC功率组件10、压缩机功率组件20及所述风机功率组件30集成于对应的封装壳体中，以使功率元件集中散热，从而避免功率组件影响其他电路模块工作。本新型将以上各功能模块集成在一个封装体内，基板的体积可以减小，从而可以减小高集成智能功率模块的整体体积，进而提高集成智能功率模块的集成度，实现多个负载，例如风机及压缩机的一体化驱动控制，从而减小电控板的体积，方便安装。减小跳线过长及过多引起的电磁干扰，同时还可以减少电控板的元器件，简化了电控板的 PCB板布局，有效的降低了空调器的生产成本。本新型解决了电控板采用多个分立的元器件实现时器件较多，导致电控板装配到电器设备时出现装配困难的问题，以及自身的功耗较大，发热等也较严重，导致空调的热效率低，不利于空调器实现节能减排的问题。

参照图1至图6，在一可选实施例中，所述高集成智能功率模块还包括封装于所述第二封装壳体200中的PFC驱动芯片11、风机功率驱动芯片13及压缩机功率驱动芯片12，以及MCU；

所述MCU具有第一控制端、多个第二控制端及多个第三控制端，所述 MCU的第一控制端与PFC驱动芯片11的信号输入端连接；所述MCU的多个第二控制端与所述风机功率驱动芯片13的多个信号输入端一一对应连接；所述MCU的多个第三控制端与所述压缩机功率驱动芯片12的多个信号输入端一一对应连接。

所述PFC驱动芯片11的信号输出端与所述PFC功率组件10的受控端连接；

所述风机功率驱动芯片13的多个输出端与所述风机功率组件30的多个受控端一一对应连接；

所述压缩机功率驱动芯片12的多个输出端与所述压缩机功率组件20的多个受控端一一对应连接。

本实施例中，MCU中集成有时序控制器、存储器、数据处理器，以及存储在所述存储器上并可在所述数据处理器上运行的软件程序和/或模块，MCU 通过运行或执行存储在存储器内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，输出相应的时序控制信号至PFC驱动芯片11、风机功率驱动芯片13及压缩机功率驱动芯片12，如此设置，使得PFC驱动芯片11将接收到的时序控制信号转换成对应的驱动信号，以驱动PFC功率组件1030中的功率开关管工作。风机功率驱动芯片13则将接收到的时序控制信号转换成对应的驱动信号，以驱动风机功率驱动芯片13中对应的功率开关管导通/关断，从而驱动风机工作。以及，压缩机功率驱动芯片12将接收到的时序控制信号转换成对应的驱动信号，以驱动各功率模块40中对应的功率开关管导通/关断，从而驱动压缩机工作。

参照图1至图6，在一可选实施例中，所述PFC驱动芯片11、所述风机功率驱动芯片13及所述压缩机功率驱动芯片12封装为一集成芯片；

或者，所述PFC驱动芯片11、所述风机功率驱动芯片13及所述压缩机功率驱动芯片12各自封装为一集成芯片；

或者，所述PFC驱动芯片11与所述风机功率驱动芯片13封装为一集成芯片；

或者，所述PFC驱动芯片11与所述压缩机功率驱动芯片12封装为一集成芯片。

也即，PFC驱动芯片11、风机功率驱动芯片13及压缩机功率驱动芯片 12可以单独设置为一个芯片，或者与其他驱动芯片封装集成与一体，即组成一集成芯片，例如PFC驱动芯片11、风机功率驱动芯片13及压缩机功率驱动芯片12可以封装集成于同一芯片中，或者PFC驱动芯片11与所述风机功率驱动芯片13封装集成于同一芯片中，或者PFC驱动芯片11与压缩机功率驱动芯片12封装集成于同一芯片中，或者风机功率驱动芯片13和压缩机功率驱动芯片12封装集成于同一芯片中。本实施例可选为PFC驱动芯片11、风机功率驱动芯片13及压缩机功率驱动芯片12可以分别集成为一独立的芯片。当然在其他实施例中，PFC驱动芯片11、风机功率驱动芯片13及压缩机功率驱动芯片12还可其他形式及其他形态设置，此处不做限制。

参照图1至图6，在一可选实施例中，所述高集成智能功率模块还包括封装于所述第二封装壳体200中的安装载体300，所述安装载体300具有第一安装区A和第二安装区B；所述PFC功率组件10、压缩机功率组件20及风机功率组件30设置于所述第一安装区A；

所述PFC驱动芯片11、风机功率驱动芯片13及压缩机功率驱动芯片12 设置于所述第二安装区B；

所述高集成智能功率模块还包括封装于所述第二封装壳体200中的整流桥，所述整流桥设置于所述第一安装区A；其中，整流桥40的输入端用于接入交流电源，所述整流桥40的输出端与所述PFC功率组件10的输入端连接。

上述实施例中，所述PFC功率组件10与所述PFC驱动芯片11通过金属绑线(图未标示)电气连接；所述压缩机功率组件20与所述压缩机功率驱动芯片12通过金属绑线电气连接；所述风机功率组件与所述风机功率驱动芯片 13通过金属绑线电气连接。

本实施例中，安装载体300上还设置有对应的电路布线层(图未标示)，整流桥与控制模块中的MCU、压缩机功率驱动芯片12、PFC驱动芯片11及风机功率驱动芯片13，以及功率模块中的PFC功率组件10、压缩机功率组件 20及风机功率组件30各电子元器件可以采用具有封装壳体的贴片式的元件来实现，贴片式的元件可以通过焊锡等导电材料焊接在安装基板上。或者上述各电子元件也可以采用裸晶圆来实现，各裸晶圆可以通过倒装工艺贴装在安装基板上，各控制模块中的电子元器件和各功率模块中的电子元器件可以通过各自的电路布线层电连接，以形成电流回路。控制模块中的电子元器件通过金属绑线与功率模块中的电子元件电连接。

本实施例中，第一安装区A为强电安装区，第二安装区B为弱电安装区，将PFC功率组件10、压缩机功率组件20及风机功率组件30等热源器件设置在第一安装区A，将PFC驱动芯片11、风机功率驱动芯片13及压缩机功率驱动芯片12，以及MCU等非热源器件设置在第二安装区B，可以避免热源器件向非热源器件散热，而影响非热源器件工作的问题发生。并且MCU及驱动芯片的工作温度较低，还有利于控制模块10对功率模块40的驱动控制延时缩短，从而可以提高各功率开关管的开关速度。由于强弱电元件分设在第一安装区A和第二安装区B上，可以减小功率开关管的开关损耗，以及功率开关管产生的电磁干扰对控制模块的工作影响，保证高集成智能功率模块中各电路模块能够长期可靠的运行。

参照图1至图6，在一可选实施例中，所述压缩机功率组件20包括多个第一功率开关管及多个快速恢复二极管，多个所述第一功率开关管构成一三相逆变桥电路；

多个所述快速恢复二极管的数量及位置与所述第一功率开关管对应设置；其中，

所述第一功率开关管，为SiC型IGBT，或者SiC型MOSFET，或者GaN 型HEMT；

所述快速恢复二极管，为硅二极管。

本实施例中，第一功率开关管的数量为六个，六个第一功率开关管组成三相逆变桥电路，三相逆变桥电路包括三相上桥臂功率开关管和三相下桥臂功率开关管。其中，三相上桥臂功率开关管和三相下桥臂功率开关管可以全部或者部分采用MOS管来实现，也可以是全部或者部分采用IGBT来实现，还可以是全部或者部分采用HEMT来实现。如此设置，有利于根据SiC、GaN 材料制成的器件开关速度快的特点，以减小高集成智能功率模块的开关损耗，进而有利于节约电能、降低模块发热。进一步地，IGBT和/或MOSFET可选采用SiC材料制得的功率管来实现。HEMT可选采用GaN材料制得的功率管来实现。本实施例中，三相上桥臂功率开关管和三相下桥臂功率开关管中的六个功率开关管可选为均采用IGBT来实现。

快速恢复二极管的数量可选为六个，六个快速恢复二极管为高功率反并联二极管，用于实现第一功率开关管的快速关断。其中，在基于功率开关管设置为SiC MOSFET或者SiC IGBT，或者GaN HEMT器件时，将功率模块的开关损耗减小到较低，进而有利于节约电能、降低模块发热的情况下，快速恢复二极管可选采用Si材料制成的二极管来实现，可以保证功率模块的自身的功耗较低的同时，降低高集成智能功率模块的生产成本。

参照图1至图6，在一可选实施例中，所述风机功率组件30包括多个第二功率开关管(图未标示)，多个所述第二功率开关管构成一三相逆变桥电路；其中，

所述第二功率开关管，为逆导型IGBT。

本实施例中，第二功率开关管的数量为六个，六个第二功率开关管组成三相逆变桥电路，三相逆变桥电路包括三相上桥臂功率开关管和三相下桥臂功率开关管。可以理解的是，驱动风机的功率一般相对于压缩机来说要小，也即驱动风机的电流较小，其发热相对较小，因此本实施例中的三相上桥臂功率开关管和三相下桥臂功率开关管可以全部或者部分采用逆导型IGBT来实现。逆导IGBT中，将与IGBT功率开关管反并联封装在一起的快恢复二极管FRD集成在同一芯片上，从而降低逆变桥电路的体积。如此设置，有利于提高功率密度，降低高集成智能功率模块的体积、制造成本和封装制程，同时还有利于提高高集成智能功率模块的可靠性。

参照图1至图6，在一可选实施例中，所述PFC功率组件10包括PFC功率开关管及第一二极管，所述PFC功率开关管的输入端用于接入外部电感，并与所述第一二极管的阳极连接，所述第一二极管的阴极为所述PFC功率组件10的输出端；其中，

所述PFC功率开关管，为SiC型IGBT，或者SiC型MOSFET，或者GaN 型HEMT；

所述第一二极管，为硅二极管。

本实施例中，PFC驱动芯片11将接收到的时序控制信号转换成对应的驱动信号，以驱动PFC功率组件1020中的功率开关管工作。本实施例中，PFC 功率开关管可以采用MOS管来实现，也可以采用IGBT来实现，还可以采用 HEMT来实现。本实施例中，第一二极管与PFC功率开关管、外接电感及储能电容组成PFC电路，以对整流桥10输入的直流电进行功率因素调整，并将调整后的直流电输出至各IPM模块的电源输入端，以使各功率模块驱动相应的负载工作。其中，第一二极管可选采用硅二极管来实现。

本新型还提出一种空调器，所述空调器包括如上所述的高集成智能功率模块。该高集成智能功率模块的详细结构可参照上述实施例，此处不再赘述；可以理解的是，由于在本新型空调器中使用了上述高集成智能功率模块，因此，本新型空调器的实施例包括上述高集成智能功率模块全部实施例的全部技术方案，且所达到的技术效果也完全相同，在此不再赘述。

以上所述仅为本新型的优选实施例，并非因此限制本新型的专利范围，凡是在本新型的新型构思下，利用本新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种高集成智能功率模块，其特征在于，所述高集成智能功率模块包括：

第一封装壳体及第二封装壳体；

PFC功率组件、压缩机功率组件及风机功率组件，所述PFC功率组件的输入端用于接入直流电源，所述PFC功率组件的输出端分别与所述压缩机功率组件的电源输入端及所述风机功率组件的电源输入端连接；其中，

所述PFC功率组件、所述压缩机功率组件及所述风机功率组件封装于所述第一封装壳体中；

或者，所述PFC功率组件及所述压缩机功率组件集成于所述第一封装壳体中，形成第一元件，所述第一元件和所述风机功率组件封装于所述第二封装壳体中；

或者，所述PFC功率组件、所述压缩机功率组件及所述风机功率组件各自通过一所述第一封装壳体封装后，再通过所述第二封装壳体进行二次封装。

2.如权利要求1所述的高集成智能功率模块，其特征在于，所述高集成智能功率模块还包括封装于所述第二封装壳体中的PFC驱动芯片、风机功率驱动芯片及压缩机功率驱动芯片，

所述PFC驱动芯片的信号输出端与所述PFC功率组件的受控端连接；

所述风机功率驱动芯片的多个输出端与所述风机功率组件的多个受控端一一对应连接；

所述压缩机功率驱动芯片的多个输出端与所述压缩机功率组件的多个受控端一一对应连接。

3.如权利要求2所述的高集成智能功率模块，其特征在于，所述PFC驱动芯片、所述风机功率驱动芯片及所述压缩机功率驱动芯片封装为一集成芯片；

或者，所述PFC驱动芯片、所述风机功率驱动芯片及所述压缩机功率驱动芯片各自封装为一集成芯片。

4.如权利要求2所述的高集成智能功率模块，其特征在于，所述PFC驱动芯片与所述风机功率驱动芯片封装为一集成芯片；

或者，所述PFC驱动芯片与所述压缩机功率驱动芯片封装为一集成芯片。

5.如权利要求2所述的高集成智能功率模块，其特征在于，所述高集成智能功率模块还包括集成于所述第二封装壳体中的安装载体，所述安装载体具有第一安装区和第二安装区；所述PFC功率组件、压缩机功率组件及风机功率组件设置于所述第一安装区；

所述PFC驱动芯片、风机功率驱动芯片及压缩机功率驱动芯片设置于所述第二安装区。

6.如权利要求5所述的高集成智能功率模块，其特征在于，所述PFC功率组件与所述PFC驱动芯片通过金属绑线电气连接；所述压缩机功率组件与所述压缩机功率驱动芯片通过金属绑线电气连接；所述风机功率组件与所述风机功率驱动芯片通过金属绑线电气连接。

7.如权利要求5所述的高集成智能功率模块，其特征在于，所述高集成智能功率模块还包括集成于所述第二封装壳体中的整流桥，所述整流桥设置于所述第一安装区。

8.如权利要求2所述的高集成智能功率模块，其特征在于，所述高集成智能功率模块还包括集成于所述第二封装壳体中的MCU，

所述MCU具有第一控制端、多个第二控制端及多个第三控制端，所述MCU的第一控制端与PFC驱动芯片的信号输入端连接；所述MCU的多个第二控制端与所述风机功率驱动芯片的多个信号输入端一一对应连接；所述MCU的多个第三控制端与所述压缩机功率驱动芯片的多个信号输入端一一对应连接。

9.如权利要求1至8任意一项所述的高集成智能功率模块，其特征在于，所述压缩机功率组件包括多个第一功率开关管及多个快速恢复二极管，多个所述第一功率开关管构成一三相逆变桥电路；

多个所述快速恢复二极管的数量及位置与所述第一功率开关管对应设置；

所述第一功率开关管，为SiC型IGBT，或者SiC型MOSFET，或者GaN型HEMT；

所述快速恢复二极管，为硅二极管；

所述风机功率组件包括多个第二功率开关管，多个所述第一功率开关管构成一三相逆变桥电路；其中，

所述第二功率开关管，为逆导型IGBT；

所述PFC功率组件包括PFC功率开关管及第一二极管，所述PFC功率开关管的输入端用于接入外部电感，并与所述第一二极管的阳极连接，所述第一二极管的阴极为所述PFC功率组件的输出端；其中，

所述PFC功率开关管，为SiC型IGBT，或者SiC型MOSFET，或者GaN型HEMT；

所述第一二极管，为硅二极管。

10.一种空调器，其特征在于，包括如权利要求1至9任意一项所述的高集成智能功率模块。