CN211352052U - 一种集成电流采样、温度采样与非隔离驱动的功率模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种集成电流采样、温度采样与非隔离驱动的功率模块，属于电子电路技术领域。包括通信接口、温度检测模块、电流检测模块、逻辑控制模块和驱动模块，电流检测模块用于检测流过外置功率管的电流，温度检测模块用于检测功率管附近的环境温度，通信接口用于传输或者接受信号，控制逻辑控制模块用于产生PWM调制信号，驱动模块为了驱动功率管栅极。本实用新型提供的功率模块安全可靠，集成整流‑逆变功能，同时还可实时监测温度和电流，有利于对整机的精确控制。

Description

一种集成电流采样、温度采样与非隔离驱动的功率模块

技术领域

本实用新型属于电子电路技术，具体的说是涉及一种用于整流-逆变系统的功率模块，此功率模块可用于电源系统。

背景技术

目前发电机整流器主要使用硅二极管作为整流元件，硅二极管正向压降大约为0.3～1V，大电流时通态功耗很大。随着汽车的大量普及，由硅二极管整流带来的功耗不容忽视。

同步整流技术(Synchronous Rectification，SR)采用功率管作为整流器件，利用其沟道导通，可以很好的降低整流器模块的整体功耗。而采用同步整流技术的主要难点在于其整流管的栅极控制。

逆变电路(Inverter Circuit)与整流电路相对应，把直流电变成交流电称为逆变。起动机主要受到交流电的控制。逆变管的驱动主要采用脉冲宽度调制PWM方式，其通过算法实现，需要建立空间矢量数学模型，进行坐标变换求解，因此在电路组成上需要大量的逻辑处理。

电流采样电路主要是检测流过功率管电流。

温度采样电路主要是检测功率管附近的环境温度。

实用新型内容

本实用新型的目的，就是针对目前逆变和整流技术中存在的技术难度大、成本高、功耗大的问题，提出一种全集成功率模块，该功率模块集成温度检测和电流采样功能，可靠性高，同时，该模块的过流保护点和过温保护点可通过集成的通信接口进行配置，整个模块外围电路简单，面积小。

本实用新型的技术方案为：

一种集成电流采样、温度采样与驱动功能的功率模块，用于控制整流-逆变系统中的功率管，该功率模块包括栅控器件、通信接口、温度检测模块、电流采样模块和驱动模块。

所述温度检测模块用于检测功率模块周围环境温度；

所述电流采样模块用于检测流过功率管的电流大小；

所述栅控器件用于整流或者逆变；

所述驱动模块用于驱动栅控器件的栅极；

所述通信接口部分用于数据传输，外部主控电路可通过接口配置过流点和过温点；

具体的，所述温度检测模块1a一端与电流采样模块2a相连接，1a另一端与输出引脚一1b连接，同时，1a的第三端与接口3a的一端连接；

具体的，所述电流采样模块2a的一端与温度检测模块1a的一端相连接， 2a的另一端与栅控器件5a的一端相连接，同时，2a的第三端与接口3a连接， 2a的第四端与输出引脚三4b相连接；

具体的，所述驱动模块4a的一端与栅控器件5a的一端连接，驱动模块 4a的另一端与输出引脚2b连接；

具体的，所述栅控器件5a的一端与驱动模块4a连接，栅控器件5a的第二端与电流采样模块2a连接，栅控器件5a的第三端与输出引脚二3b连接；

具体的，所述接口的一端与温度检测模块1a的一端相连接，接口的第二端与电流采样模块2a相连接，接口3a的第三端与输入-输出引脚5b相连接；

本实用新型的有益效果为：本实用新型提出的控制电路，用于整流-逆变电路，结构简单，可以大幅度降低功耗，降低了外围电路成本，模块集成温度检测和电流采样功能，提升了系统可靠性。

附图说明

图1是本实用新型提出的一种集成电流采样、温度采样与非隔离驱动的功率模块的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，详细描述本实用新型的技术方案。

本实用新型提出的一种集成电流采样、温度采样与驱动电路的功率模块，用于控制整流-逆变系统中的整流管，下面以栅控器件采用功率MOSFET为例详细说明本实用新型的工作原理。

如图1所示，本实用新型提出的控制电路，包括栅控器件、接口、电流采样模块、温度检测模块和驱动模块，电流采样模块检测流过功率MOSFET的漏端电流，驱动模块用于提供功率MOSFET的栅极驱动，温度检测模块用于检测功率MOSFET管附近的环境温度，接口为了让外部主控电路配置过流点和过温点，栅控器件是功率管，用于整流或者逆变。

温度检测电路1a通过接口3a配置过温点。温度检测电路1a通过输出引脚一1b进行过温报警，当发生过温时，输出引脚一1b状态改变。电流采样 2a可通过温度检测电路1a的温度反馈对电流采样的温度系数进行补偿。电流采样2a可通过输出引脚三4b进行过流报警，当发生过流时，输出引脚三4b 状态改变。电流采样2a通过接口3a配置过流点。驱动模块4a的输入信号通过输入引脚2b进行传输，驱动模块4a的输出信号控制栅控器件5a。栅控器件5a的输出信号通过输出引脚二3b进行传输，电流采样2a检测流过栅控器件5a的电流大小。接口3a与外部主控电路通信是通过输入-输出引脚5b，同时，接口3a分别可配置温度检测模块1a和电流采样模块2a的过温保护温度和过流保护电流值。

综上所述，本实用新型提出了一种集成电流采样、温度采样与驱动模块的功率模块，该功率模块集成实时温度监测和电流监测，具有过温保护和过流保护功能。利用本实用新型提供的功率模块可以大幅降低整流-逆变系统的功耗，降低成本，提升了系统可靠性。

可以理解的是，本实用新型不限于上文示出的精确配置和组件。在不脱离权利要求书的保护范围基础上，可以对上文方法和结构的步骤顺序、细节及操作做出各种修改、改变和优化。

Claims (5)

1.一种集成电流采样、温度采样与非隔离驱动的功率模块，用于控制整流-逆变系统中的功率管，其特征在于：该功率模块包括栅控器件、通信接口、温度检测模块、电流采样模块和驱动模块；

所述温度检测模块用于检测功率模块周围环境温度；

所述电流采样模块用于检测流过功率管的电流大小；

所述栅控器件用于整流或者逆变；

所述驱动模块用于驱动栅控器件的栅极；

所述通信接口部分用于数据传输，外部主控电路可通过接口配置过流点和过温点；

具体的，所述温度检测模块(1a)一端与电流采样模块(2a)相连接，温度检测模块(1a)另一端与输出引脚一(1b)连接，同时，温度检测模块(1a)的第三端与接口(3a)的一端连接；

具体的，所述电流采样模块(2a)的一端与温度检测模块(1a)的一端相连接，电流采样模块(2a)的另一端与栅控器件(5a)的一端相连接，同时，电流采样模块(2a)的第三端与接口(3a)连接，电流采样模块(2a)的第四端与输出引脚三(4b)相连接；

具体的，所述驱动模块(4a)的一端与栅控器件(5a)的一端连接，驱动模块(4a)的另一端与输入引脚(2b)连接；

具体的，所述栅控器件(5a)的一端与驱动模块(4a)连接，栅控器件(5a)的第二端与电流采样模块(2a)连接，栅控器件(5a)的第三端与输出引脚二(3b)连接；

具体的，所述接口(3a)的一端与温度检测模块(1a)的一端相连接，接口(3a)的第二端与电流采样模块(2a)相连接，接口(3a)的第三端与输入-输出引脚(5b)相连接。

2.根据权利要求1所述的功率模块，其特征在于，所述栅控器件可以是功率MOSFET或IGBT栅控器件。

3.根据权利要求1所述的功率模块，其特征在于，该功率模块可应用于单相整流-逆变电路、双相整流-逆变电路和/或多相整流-逆变电路。

4.根据权利要求1所述的功率模块，其特征在于，所述电流采样模块可利用采样电阻、铜走线内阻或霍尔电流感应电路进行实现。

5.根据权利要求1所述的功率模块，其特征在于，所述温度采样模块可利用ntc电阻进行实现。

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