CN213959964U - 智能功率模块、电控组件及空调器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种智能功率模块、电控组件及空调器，该智能功率模块包括：安装基板，沿所述安装基板长度方向的两侧具有相对设置的强电引脚安装侧和弱电引脚安装侧；安装基板的表面设置有多个安装位；逆变功率模块及驱动芯片，安装于对应的安装位上，逆变功率模块与驱动芯片电连接；以及，低电压参考脚、电流检测脚及单点接地引脚，设置于强电引脚安装侧；其中，低电压参考脚与逆变功率模块的输出端连接，低电压参考脚还用于经外部电流检测电阻与单点接地引脚连接；电流检测脚与低电压参考脚电连接；单点接地引脚与驱动芯片的接地端连接。本实用新型解决了智能功率模块过流保护容易误触发，导致智能功率模块可靠性差的问题。

Description

智能功率模块、电控组件及空调器

技术领域

本实用新型涉及电子电路技术领域，特别涉及一种智能功率模块、电控组件及空调器。

背景技术

智能功率模块中，通常仅设置一个驱动芯片的接地引脚，且通常位于低压侧，而功率开关管的接地端通常位于高压侧。而在功率模块各开关管，例如IGBT发射极设置在高压侧，因此在实现单点接地时，低压侧、高压侧接地引脚相隔较远。此外，在设置有电流检测脚的智能功率模块中，电流检测脚设置于低压侧，并且需要外部引线与IGBT发射极相连，导致走线太长，寄生电感增大，甚至发生误触发。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提出一种智能功率模块、电控组件及空调器，旨在提高智能功率模块的可靠性。

为实现上述目的，本实用新型提出一种智能功率模块，所述智能功率模块包括：

安装基板，沿所述安装基板长度方向的两侧具有相对设置的强电引脚安装侧和弱电引脚安装侧；所述安装基板的表面设置有多个安装位；

逆变功率模块及驱动芯片，安装于对应的所述安装位上，所述逆变功率模块与驱动芯片电连接；以及，

低电压参考脚、电流检测脚及单点接地引脚，设置于所述强电引脚安装侧；其中，

所述低电压参考脚与所述逆变功率模块的输出端连接，所述低电压参考脚还用于经外部电流检测电阻与所述单点接地引脚连接；

所述电流检测脚与所述低电压参考脚电连接；

所述单点接地引脚与所述驱动芯片的接地端连接。

可选地，所述低电压参考脚、电流检测脚及单点接地引脚在所述强电引脚安装侧相邻设置。

可选地，所述安装基板具有在其长度方向相对的第一端和第二端；

所述安装基板的弱电引脚安装侧自所述第一端至所述第二端方向依次设置有弱电接地脚、驱动芯片供电脚、UH驱动信号脚、VH驱动信号脚、WH 驱动信号脚、UL驱动信号脚、VL驱动信号脚及WL驱动信号脚；

所述安装基板的强电引脚安装侧自所述第一端至所述第二端方向依次设置有高压供电正端引脚、W相输出脚、W相浮动供电脚、V相输出脚、V相浮动供电脚、U相输出脚、U相浮动供电脚、所述低电压参考脚、所述强电接地脚、电流检测脚及单点接地引脚。

可选地，所述逆变功率模块包括三相上桥臂开关管及三相下桥臂开关管，所述驱动芯片的多个驱动端与所述三相所述上桥臂开关管及三相所述下桥臂开关管的栅极一一对应连接；

三相所述上桥臂开关管的集电极用于接入直流母线；三相所述上桥臂开关管的发射极与三相所述下桥臂开关管的集电极一一对应连接；三相所述下桥臂开关管的发射极与所述低电压参考脚连接。

本实用新型还提出一种电控组件，包括低压供电电源、高压供电电源、电流检测电阻及如上所述的智能功率模块，其中，

所述电流检测电阻的一端与所述智能功率模块的低电压参考脚及电流检测脚互连，所述电流检测电阻的另一端与所述智能功率模块的单点接地引脚连接；

所述低电压参考脚还经外部电流检测电阻与所述高压供电电源的负端连接；

所述单点接地引脚还与所述低压供电电源的负端连接。

可选地，所述电控组件还包括：

电控板，设置有电路布线层，所述电流检测电阻和所述智能功率模块安装于所述电控板上，所述电流检测电阻和所述智能功率模块通过所述电路布线层对应的引线电连接。

可选地，所述低电压参考脚与所述电流检测电阻之间的引线长度不大于 20mm。

可选地，所述电控板上还设置有降压电阻，所述降压电阻串联设置于所述低电压参考脚与所述电流检测脚之间。

可选地，所述低电压参考脚与所述电流检测脚之间的引线长度不大于 40mm。

本实用新型还提出一种空调器，包括如上所述的智能功率模块；

或者，包括如上所述的电控组件。

本实用新型的技术方案将低电压参考脚、电流检测脚及单点接地引脚设置在强电引脚安装侧，电流检测脚通过智能功率模块内部电路布线层上的走线、绑线与驱动芯片实现电连接，单点接地引脚同样智能功率模块内部电路布线层上的走线、绑线与驱动芯片的低压供电电源实现电连接，在外部电源为驱动芯片供电时，通过设置在弱电引脚安装侧的低压供电电源，即可实现与单点接地引脚实现电连接。低电压参考脚还通过外部电流检测电阻与外部电源的高压供电电源电连接时，还通过外部电流检测电阻与该单点接地引脚实现电连接。也即，外部电源的强电地(下桥IGBT发射极输出)与弱电地(COM 引脚)在智能功率模块的单点接地引脚上实现单点接地，无需在电控板上另行设置单点接地点，可以缩短强电地与弱电地之间的走线距离。并且，在进行电控板PCB布线时，外部电流检测电阻设置在智能功率模块的强电引脚安装侧的外围，电流检测脚也设置在强电引脚安装侧，可以缩短电流检测脚与外部电流检测电阻之间的走线距离，从而降低走线上的寄生电感，由于寄生电感的减少，可以解决智能功率模块误触发的问题。此外，本实施例中，将实现单点接地的公共点设置在智能功率模块上，高压侧地通过单点接地脚，穿过模块内部到达低压侧地，形成便利的单点接地，减少地线的长度。如此，可以缩短强电地与弱电地实现单点接地时的走线，强电安装侧的逆变功率模块的接地端无需与弱电安装侧的弱电接地脚无需在电控板上寻找接地点连接，进而无需考虑走线的安规要求，可以便于智能功率模块外围电控的布线，从而降低电器设备的电控板布线难度，有利于提高智能功率模块的可靠性。本实用新型解决了智能功率模块过流保护容易误触发，导致智能功率模块可靠性差的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用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实用新型的一些实施例，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为本实用新型智能功率模块一实施例的内部电路结构示意图；

图2为本实用新型电控组件一实施例的电路结构示意图；

图3为本实用新型电控组件另一实施例的结构示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				100	智能功率模块	UVW-	低电压参考脚
101	驱动芯片	Csc	电流检测脚
				102	逆变功率模块	COM2	单点接地引脚
201	电流检测电阻	301	高压供电电源
				202	降压电阻	302	低压供电电源
203	分压电阻

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

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用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，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提出一种智能功率模块。

参照图1至图3，在本实用新型一实施例中，该智能功率模块100包括：

安装基板(图未示出)，沿所述安装基板长度方向的两侧具有相对的强电引脚安装侧和弱电引脚安装侧；所述安装基板的表面设置有多个安装位；

逆变功率模块102及驱动芯片101，安装于对应的所述安装位上，所述逆变功率模块102与驱动芯片101电连接；以及，

低电压参考脚UVW-、电流检测脚Csc及单点接地引脚COM2，设置于所述强电引脚安装侧；其中，

所述低电压参考脚UVW-与所述逆变功率模块102的输出端连接，所述低电压参考脚UVW-还用于经外部电流检测电阻201与所述单点接地引脚 COM2连接；

所述电流检测脚Csc与所述低电压参考脚UVW-电连接；

所述单点接地引脚COM2与所述驱动芯片101的接地端连接。

本实施例中，安装基板可以采用铝基板、铝合金基板、铜基板或者铜合金基板中的任意一种来实现。安装基板为功率开关管和驱动器件的安装载体，安装基板的形状可以根据功率开关管的具体位置、数量及大小确定，可以为方形，但不限于方形。安装基板上设置有电路布线层，电路布线层根据智能功率模块100的电路设计，在安装基板上形成对应的线路以及对应供功率开关管中的各电子元件安装的安装位，即焊盘。

当安装基板在采用氮化铝陶瓷安装基板来实现时，氮化铝陶瓷安装基板包括绝缘散热层及形成于所述绝缘散热层上的电路布线层。在采用金属材质制成的安装基板时，安装基板包括散热层、铺设在散热层上的绝缘层及形成于绝缘层上的电路布线层。本实施例中，安装基板可选为单面布线板。所述绝缘层夹设于所述电路布线层与所述金属安装基板之间。该绝缘层用于实现电路布线层与金属安装基板之间的电气隔离以及电磁屏蔽，以及对外部电磁干扰进行反射，从而避免外部电磁辐射干扰功率开关管正常工作，降低周围环境中的电磁辐射对智能功率模块100中的电子元件的干扰影响。该绝缘层可选采用热塑性胶或者热固性胶等材料制成，以实现安装基板与电路布线层之间的固定连接且绝缘。绝缘层可以采用环氧树脂、氧化铝、高导热填充材料一种或多种材质混合实现的高导热绝缘层来实现。在制作安装基板的过程中，可以在安装基板上设置好绝缘层后，将铜箔铺设在绝缘层上，并按照预设的电路设计蚀刻所述铜箔，从而形成电路布线层。

逆变功率模块102中的功率开关管和驱动芯片101可以是贴片式的电子元件，还可以是裸die晶圆。电路布线层包括形成电流回路的电路布线，以及自电路布线形成的焊盘，驱动芯片101和逆变功率模块102中的功率开关管设置于对应的焊盘上，驱动芯片101和功率开关管可以通过电路布线、金属绑线等实现电连接。

驱动芯片101的数量可以是一个，例如HVIC驱动芯片101，该驱动芯片 101为集成芯片，其中集成了四路、六路或者七路驱动功率开关管(集成有 PFC驱动)的驱动电路，具体可以根据驱动的功率开关管的数量进行集成设置。驱动芯片101的数量也可以数量可以与功率开关管的数量对应，也即每一驱动芯片101对应驱动一功率开关管工作。驱动芯片101用于在智能功率模块100工作时，输出相应的控制信号，以控制对应的功率开关管导通，从而输出驱动电能，以驱动电机等负载工作。在驱动功率开关管导通时，给功率开关管提供充电电流，以使功率开关管的栅源极间电圧迅速上升至所需值，保证功率开关管开关能快速导通。并在功率开关管导通期间保证功率开关管的栅源极间电圧维持稳定，以使功率开关管可靠导通。驱动芯片101也可以设置上桥臂驱动芯片(HVIC)101和下桥臂驱动芯片(LVIC)101两个驱动芯片101，并分别驱动逆变功率模块102中的上桥臂功率器件和下桥臂功率器件工作，逆变功率模块102与驱动芯片101之间可以通过电路布线和金属引线实现电连接，形成电流回路。在采用一个驱动芯片101来实现时，驱动芯片101集成有高压侧驱动单元和低压侧驱动电路，高压侧驱动单元和低压侧驱动单元分别用于驱动逆变功率模块102中的上桥臂功率器件和下桥臂功率器件工作。驱动芯片101的输入端与变频器或者空调器中的主控制器，也即 MCU连接，MCU中集成有逻辑控制器、存储器、数据处理器等，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，输出相应的控制信号至驱动芯片101，以根据主控制器的控制信号驱动逆变功率模块102中的功率开关管导通/关断，从而驱动风机、压缩机、电机等负载工作。主控制器可以独立于智能功率模块100外，也可以集成于智能功率模块100中，在实际应用时，主控制器和智能功率模块100设置于电控板上，并通过电路布线或者导线实现电连接。当然在其他实施例中，主控制器可以集成于智能功率模块100中，以提高智能功率模块100的集成度。

功率模块20包括多个功率器件，多个功率器件可以是氮化镓(GaN)功率器件、Si基功率器件或SiC基功率器件。功率器件的数量可以为一个，也可以为多个，当设置为多个时，可以包括四个所述功率器件，也可以包括六个所述功率器件，六个功率器件组成逆变电路，从而应用在逆变电源、变频器、制冷设备、冶金机械设备、电力牵引设备等电器设备中，特别是变频家用电器中。在智能功率模块100工作时，驱动芯片101输出相应的PWM控制信号，以驱动控制对应的功率器件导通/截止，从而输出驱动电能，以驱动电机等负载工作。可以理解的是，根据不同的功率器件类型，例如当功率器件采用IGBT来实现时，适应性的还可以设置FRD(Fast Recovery Diode，快速恢复二极管)。

参照图3，本实施例以逆变功率模块102中的均采用IGBT，驱动芯片101 采用HVIC芯片为例进行说明。HVIC管101的VCC端作为所述智能功率模块100的低压区供电电源正端VDD，VDD一般为15V；所述HVIC管101的 HIN1端作为所述智能功率模块100的U相上桥臂输入端UHIN；所述HVIC 管101的HIN2端作为所述智能功率模块100的V相上桥臂输入端VHIN；所述HVIC管101的HIN3端作为所述智能功率模块100的W相上桥臂输入端 WHIN；所述HVIC管101的LIN1端作为所述智能功率模块100的U相下桥臂输入端ULIN；所述HVIC管101的LIN2端作为所述智能功率模块100的 V相下桥臂输入端VLIN；所述HVIC管101的LIN3端作为所述智能功率模块100的W相下桥臂输入端WLIN；在此，所述智能功率模块100的U、V、 W三相的六路输入接收0～5V的输入信号；所述HVIC管101的GND端作为所述智能功率模块100的低压区供电电源负端COM1和COM2，其中COM1 引脚在逻辑端，与VDD等低压引脚相邻，COM2引脚在高压侧，与UVW-、 Csc引脚相邻；所述HVIC管101的Csc端作为所述智能功率模块100的过流保护检测端COM2；所述HVIC管101的VB1端作为所述智能功率模块100 的U相高压区供电电源正端UVB；所述HVIC管101的HO1端与U相上桥臂IGBT管121的栅极相连；所述HVIC管101的VS1端与所述IGBT管121 的射极、FRD管111的阳极、U相下桥臂IGBT管124的集电极、FRD管114 的阴极相连，并作为所述智能功率模块100的U相高压区供电电源负端UVS；所述HVIC管101的VB2端作为所述智能功率模块100的U相高压区供电电源正端VVB；所述HVIC管101的HO3端与V相上桥臂IGBT管123的栅极相连；所述HVIC管101的VS2端与所述IGBT管122的射极、FRD管112 的阳极、V相下桥臂IGBT管125的集电极、FRD管115的阴极相连，并作为所述智能功率模块100的W相高压区供电电源负端VVS；所述HVIC管101 的VB3端作为所述智能功率模块100的W相高压区供电电源正端WVB；所述HVIC管101的HO3端与W相上桥臂IGBT管123的栅极相连；所述HVIC 管101的VS3端与所述IGBT管123的射极、FRD管113的阳极、W相下桥臂IGBT管126的集电极、FRD管116的阴极相连，并作为所述智能功率模块100的W相高压区供电电源负端WVS；所述HVIC管101的LO1端与所述IGBT管124的栅极相连；所述HVIC管101的LO2端与所述IGBT管125 的栅极相连；所述HVIC管101的LO3端与所述IGBT管126的栅极相连；所述HVIC管101的LO3端与所述IGBT管126的栅极相连；所述IGBT管 124的射极与所述FRD管114的阳极相连，并作为所述智能功率模块100的三相低电压参考脚UVW-；所述IGBT管125的射极与所述FRD管115的阳极相连，并作为所述智能功率模块100的三相低电压参考脚UVW-；所述IGBT 管126的射极与所述FRD管116的阳极相连，并作为所述智能功率模块100 的三相低电压参考脚UVW-；所述IGBT管121的集电极、所述FRD管111 的阴极、所述IGBT管122的集电极、所述FRD管112的阴极、所述IGBT 管123的集电极、所述FRD管113的阴极相连，并作为所述智能功率模块100 的高电压输入端P，P一般接300V。所述HVIC管101的作用是：将输入端HIN1、HIN2、HIN3和LIN1、LIN2、LIN3的0～5V的逻辑信号分别传到输出端HO1、HO2、HO3和LO1、LO2、LO3，其中HO1、HO2、HO3是VS～ VS+15V的逻辑信号，LO1、LO2、LO3是0～15V的逻辑信号。通过Csc检测UVW-输出的电流，实现过流保护。

强电引脚安装侧和弱电引脚安装侧安装的各个引脚可以采用鸥翼型引脚或者直插型引脚来实现，各个引脚焊接在安装基板对应的安装位上的焊盘位置，并通过金属线和电路布线层与驱动芯片101、逆变功率模块102实现电气连接。

需要说明的是，为了避免电机过流时损坏电机及智能功率模块100，在智能功率模块100中集成过流保护功能，具体可以在智能功率模块100的安装基板上设置过流检测脚(简称Itrip或Csc)，以检测外部电流检测电阻201 上的压降，当压降超过一定阈值时，过流检测脚Itrip上的电平发生翻转，例如由高电平转换成低电平，或者由低电平转换成高电平，从而触发IPM内部 IC的保护功能，模块停止工作，以起到保护作用。此外，在智能功率模块100 应用于空调器、冰箱、洗衣机等电器设备中，或者应用于变频器中时，智能功率模块100和外部采样电阻均安装在电控板(例如PCB板)上，电控板PCB 的布线中，要求尽量单点接地，特别是强电地(下桥IGBT发射极输出)与弱电地(IPM的VSS或COM引脚，以及MCU的地端)应通过单点连接，通常是在电控板上设置单点接地的接地点。并且，在实际布线中，线路会引入寄生电感，在电流检测中，寄生电感会对检测造成较大影响。然而，下桥发射极引脚一般与高压引脚放在一起，以便让高压大电流的走线更短；电流检测脚Csc、逻辑地引脚一般与其它低压逻辑引脚放在一起，以便缩短其它逻辑引脚到逻辑地的距离。因此，这样对智能功率模块100设置引脚，以及在电控板PCB布线上，会增加智能功率模块100与外部器件的走线距离，容易增加寄生电感，导致过流保护不准确，或者逻辑地易受高压地影响。

为此，本实施例将低电压参考脚UVW-、电流检测脚Csc及单点接地引脚COM2设置在强电引脚安装侧，电流检测脚Csc通过智能功率模块100内部电路布线层上的走线、绑线与驱动芯片101实现电连接，单点接地引脚 COM2同样智能功率模块100内部电路布线层上的走线、绑线与驱动芯片101 的低压供电电源实现电连接，在外部电源为驱动芯片101供电时，通过设置在弱电引脚安装侧的低压供电电源302，即可实现与单点接地引脚COM2实现电连接。低电压参考脚UVW-还通过外部电流检测电阻201与外部电源的高压供电电源301电连接时，还通过外部电流检测电阻201与该单点接地引脚COM2实现电连接。也即，外部电源的强电地(下桥IGBT发射极输出) 与弱电地(COM引脚)在智能功率模块100的单点接地引脚COM2上实现单点接地，无需在电控板上另行设置单点接地点，可以缩短强电地与弱电地之间的走线距离。并且，在进行电控板PCB布线时，外部电流检测电阻201设置在智能功率模块100的强电引脚安装侧的外围，电流检测脚Csc也设置在强电引脚安装侧，可以缩短电流检测脚Csc与外部电流检测电阻201之间的走线距离，从而降低走线上的寄生电感，由于寄生电感的减少，可以解决智能功率模块100误触发的问题。此外，本实施例中，将实现单点接地的公共点设置在智能功率模块100上，高压侧地通过单点接地脚COM2，穿过模块内部到达低压侧地COM1，形成便利的单点接地，减少地线的长度。如此，可以缩短强电地与弱电地实现单点接地时的走线，强电安装侧的逆变功率模块102的接地端无需与弱电安装侧的弱电接地脚COM1无需在电控板上寻找接地点连接，进而无需考虑走线的安规要求，可以便于智能功率模块100外围电控的布线，从而降低电器设备的电控板布线难度，有利于提高智能功率模块的可靠性。本实用新型解决了智能功率模块过流保护容易误触发，导致智能功率模块可靠性差的问题。

可以理解的是，风机逆变功率模块的驱动电流从风机驱动芯片30的驱动端流到风机逆变功率模块的风机低电压参考脚，再从风机低电压参考脚到达智能功率模块外部的单点接地脚VSS3，再从风机驱动芯片30高压侧的单点接地脚引脚回到栅极，形成驱动回路，如此，在强电引脚安装侧，两者间距较小，可以缩短电流回路。

本实用新型还可以缩短驱动电流回路的走线，从而降低走线上的寄生电感，并提高功率模块20中开关管的开关速度，并且由于寄生电感的减少，还可以解决智能功率模块误触发的问题。

参照图1至图3，在一实施例中，所述低电压参考脚UVW-、电流检测脚 Csc及单点接地引脚COM2在所述弱电引脚安装侧相邻设置。

需要说明的是，参照图3，图中Ls1～Ls4表示线路中的等效寄生电感，当电流检测脚Csc与外部电流检测电阻201及下桥发射极引脚之间的接线是在A 点(靠近下桥发射极引脚)连接时，电流检测脚Csc的电压会受走线电阻上方的Ls1的影响。该走线的电阻使跳变电平下降，因为它相当于为分流电阻 (电流检测电阻201)增加一个串联电阻。Ls1在流过反向恢复电流时会产生电压尖峰，容易引起误触发，因此需要将连接点设置在图中的B点，也即靠近(外部电流检测电阻201)，此时Ls1相当于具有较大时间常数的滤波器，可以滤除电压尖峰，通过电流检测脚Csc布线最大程度减小Ls1的噪声影响。为此，本实施例中，下桥发射极引脚(UVW-)、电流检测脚(Itrip或Csc)、逻辑地引脚(VSS或COM)靠近设置，从而在IPM外部电控布线上，可以尽量缩短走线距离，也即让外围电控布线时，UVW-到采样电阻、外部采样电阻到电流检测脚Csc、电流检测脚Csc到地、外部电流检测电阻201到地的走线距离均缩到最短。尽量减小Ls2～Ls4，从而减少寄生电感对电流检测的影响，保证电流检测不受干扰，以获得可靠的电流保护和测量性能。

参照图1至图3，在一实施例中，所述安装基板具有在其长度方向相对的第一端和第二端；

所述安装基板的弱电引脚安装侧自所述第一端至所述第二端方向依次设置有弱电接地脚COM1、驱动芯片供电脚VCC、UH驱动信号脚HIN1、VH 驱动信号脚HIN2、WH驱动信号脚HIN3、UL驱动信号脚LIN1、VL驱动信号脚LIN2及WL驱动信号脚LIN3；

所述安装基板的强电引脚安装侧自所述第一端至所述第二端方向依次设置有高压供电正端引脚、W相输出脚、W相浮动供电脚、V相输出脚、V相浮动供电脚、U相输出脚、U相浮动供电脚、所述低电压参考脚UVW-、所述强电接地脚、电流检测脚Csc及单点接地引脚COM2。

本实施例中，U相输出脚U、V相输出脚V、W相输出脚W分别用于接入电机的三相绕组。UH驱动信号脚HIN1、VH驱动信号脚HIN2、WH驱动信号脚HIN3、UL驱动信号脚LIN1、VL驱动信号脚LIN2及WL驱动信号脚 LIN3分别用于接入外部控制器输入的UH驱动信号、VH驱动信号及WH驱动信号，以及UL驱动信号、VL驱动信号及WL驱动信号，并将该逻辑驱动信号转换成模拟驱动信号，以驱动对应的功率开关管工作。由于低电压参考脚UVW-、电流检测脚Csc和单点接地脚COM2三个引脚是相邻的，可以使得低电压参考脚UVW-到外部电流检测电阻201、外部电流检测电阻201到电流检测脚Csc、电流检测脚Csc到单点接地脚COM2、外部电流检测电阻201 到单点接地脚之间的走线距离均缩到最短，可以减少寄生电感影响，保证电流检测不受干扰。

参照图1至图3，在一实施例中，所述逆变功率模块102包括三相上桥臂开关管及三相下桥臂开关管，所述驱动芯片101的多个驱动端与所述三相所述上桥臂开关管及三相所述下桥臂开关管的栅极一一对应连接；

三相所述上桥臂开关管的集电极用于接入直流母线；三相所述上桥臂开关管的发射极与三相所述下桥臂开关管的集电极一一对应连接；三相所述下桥臂开关管的发射极与所述低电压参考脚UVW-连接。

本实施例中，三相上桥臂开关管(及三相下桥臂开关管均为在接收到高电平的驱动信号时导通，而在接收到低电平的驱动信号时截止，并且在同一相桥臂电路中，上桥臂开关管和下桥臂开关管不会同时导通。也即在上桥臂开关管导通时，下桥臂开关管截止。三相上桥臂开关管(和三相下桥臂开关管的公共端为智能功率模块100的输出端，并与电机对应的绕组连接，从而驱动电机工作。其中，三相上桥臂开关管(及三相下桥臂开关管全部或者部分可选采用IGBT来实现。在IGBT工作时，IGBT的发射极UVW-与单点接地脚COM2 均设置在强电引脚安装侧，两者间距较小，可以缩短电流回路。

本实用新型还提出一种电控组件，包括低压供电电源302、高压供电电源 301、电流检测电阻201及如上所述的智能功率模块100。该智能功率模块100 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，由于在本实用新型电控组件中使用了上述智能功率模块100，因此，本实用新型电控组件的实施例包括上述智能功率模块100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。其中，

所述电流检测电阻201的一端与所述智能功率模块100的低电压参考脚 UVW-及电流检测脚Csc互连，所述电流检测电阻201的另一端与所述智能功率模块100的单点接地引脚COM2连接；

所述低电压参考脚UVW-还经外部电流检测电阻201与所述高压供电电源301连接；

所述单点接地引脚COM2还与低压供电电源302连接。

本实施例中，电流检测电阻201串联设置于低电压参考脚UVW-与单点接地引脚COM2之间，可以检测流经三相下桥臂开关管的电流，并将电流转换成电压信号，从而实现对电机的电流检测。

参照图1至图3，在一实施例中，所述电控组件还包括：

电控板(图未示出)，设置有电路布线层，所述电流检测电阻201和所述智能功率模块100安装于所述电控板上，所述电流检测电阻201和所述智能功率模块100通过所述电路布线层对应的引线电连接。

本实施例中，电控组件包括但不限于整流桥堆、PFC电路、直流母线电容、智能功率模块100，整流桥堆、PFC电路及智能功率模块100依次连接，所述直流母线电容并联于所述PFC电路的输出端，其中，PFC电路包括PFC 功率开关及PFC电感。电控板上可以形成整流桥堆、PFC电路、直流母线电容、智能功率模块100的焊盘，整流桥堆、PFC电路、直流母线电容、智能功率模块100之间通过电路布线层上的引线实现电连接。其中，电流检测电阻201设置与智能功率模块100强电引脚安装侧同侧，使得智能功率模块100 中，低电压参考脚UVW-经外部电流检测电阻201与单点接地脚连接时，可以缩短两者之间的距离，并且电流检测脚Csc也设置在强电引脚安装侧，从而可以缩短低电压参考脚UVW-与电流检测脚Csc之间的距离。

参照图1至图3，在一实施例中，所述低电压参考脚UVW-与所述电流检测电阻201之间的引线长度不大于20mm。

本实施例中，由于低电压参考脚UVW-、电流检测脚Csc和单点接地脚 COM2三个引脚是相邻的，可以使得低电压参考脚UVW-到采样电阻、采样电阻到电流检测脚Csc、电流检测脚Csc到单点接地脚、采样电阻到单点接地脚之间的走线距离均缩到最短，使得低电压参考脚UVW-与所述电流检测电阻201之间的引线长度不大于20mm，所述低电压参考脚UVW-与所述电流检测脚Csc之间的引线长度不大于40mm。如此设置，可以缩短电流检测脚Csc 与外部电流检测电阻201之间的走线，以及从而降低走线上的寄生电感，由于寄生电感的减少，可以解决智能功率模块100误触发的问题。并且，UVW- 经过电流检测电阻201后与高压供电电源301、单点接地脚COM2连接，单点接地脚COM2在智能功率模块100内部与高压供电负脚COM1连接，形成高压地与低压逻辑地的唯一连接路径，由此实现单点连接。

参照图1至图3，在一实施例中，所述电控板上还设置有降压电阻202，所述降压电阻202串联设置于所述低电压参考脚UVW-与所述电流检测脚Csc 之间。

可以理解的是，为了避免输出至电流检测脚Csc的电压过大而烧毁驱动芯片101，本实施例将降压电阻202串联设置在低电压参考脚UVW-与所述电流检测脚Csc之间，在电流检测电阻201检测到流经低电压参考脚UVW-的电流，并转换成电压时，经降压电阻202输出至电流检测脚Csc，从而实现电机的电流检测。本实施例中，还可以设置一分压电阻203，分压电阻203的一端接入第一直流电源302，该第一直流电源302可以是驱动芯片101的供电电源，分压电阻203的另一端与降压电阻202连接，从而与降压电阻202形成分压电路，通过改变电流检测脚Csc的电平，从而实现过流保护触发。可以理解的是，本实施例通过电流检测电阻201、降压电阻202、分压电阻203三个分立电阻构成的过流保护触发电路，通过硬件设置，既可以实现对智能功率模块100与电机的过流保护，电路简单，易于实现。在应用于智能功率模块100中时，可以减少驱动芯片101的逻辑分析及信号处理，从而可以提高智能功率模块100的过流保护的响应速度。

本实用新型还提出一种空调器，包括如上所述的智能功率模块；

或者，包括如上所述的电控组件。

该电控组件和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，由于在本实用新型空调器中使用了上述电控组件和智能功率模块，因此，本实用新型空调器的实施例包括上述电控组件和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。

以上所述仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用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，所述智能功率模块包括：

安装基板，沿所述安装基板长度方向的两侧具有相对设置的强电引脚安装侧和弱电引脚安装侧；所述安装基板的表面设置有多个安装位；

逆变功率模块及驱动芯片，安装于对应的所述安装位上，所述逆变功率模块与所述驱动芯片电连接；以及，

低电压参考脚、电流检测脚及单点接地引脚，设置于所述强电引脚安装侧；其中，

所述低电压参考脚与所述逆变功率模块的输出端连接，所述低电压参考脚还用于经外部电流检测电阻与所述单点接地引脚连接；

所述电流检测脚与所述低电压参考脚电连接；

所述单点接地引脚与所述驱动芯片的接地端连接。

2.如权利要求1所述的智能功率模块，其特征在于，所述低电压参考脚、电流检测脚及单点接地引脚在所述强电引脚安装侧相邻设置。

3.如权利要求2所述的智能功率模块，其特征在于，所述安装基板具有在其长度方向相对的第一端和第二端；

所述安装基板的弱电引脚安装侧自所述第一端至所述第二端方向依次设置有弱电接地脚、驱动芯片供电脚、UH驱动信号脚、VH驱动信号脚、WH驱动信号脚、UL驱动信号脚、VL驱动信号脚及WL驱动信号脚；

所述安装基板的强电引脚安装侧自所述第一端至所述第二端方向依次设置有高压供电正端引脚、W相输出脚、W相浮动供电脚、V相输出脚、V相浮动供电脚、U相输出脚、U相浮动供电脚、所述低电压参考脚、所述强电接地脚、电流检测脚及单点接地引脚。

4.如权利要求1至3任意一项所述的智能功率模块，其特征在于，所述逆变功率模块包括三相上桥臂开关管及三相下桥臂开关管，所述驱动芯片的多个驱动端与所述三相所述上桥臂开关管及三相所述下桥臂开关管的栅极一一对应连接；

三相所述上桥臂开关管的集电极用于接入直流母线；三相所述上桥臂开关管的发射极与三相所述下桥臂开关管的集电极一一对应连接；三相所述下桥臂开关管的发射极与所述低电压参考脚连接。

5.一种电控组件，其特征在于，包括低压供电电源、高压供电电源、电流检测电阻及如权利要求1至4任意一项所述的智能功率模块，其中，

所述电流检测电阻的一端与所述智能功率模块的低电压参考脚及电流检测脚互连，所述电流检测电阻的另一端与所述智能功率模块的单点接地引脚连接；

所述低电压参考脚还经外部电流检测电阻与所述高压供电电源的负端连接；

所述单点接地引脚还与所述低压供电电源的负端连接。

6.如权利要求5所述的电控组件，其特征在于，所述电控组件还包括：

电控板，设置有电路布线层，所述电流检测电阻和所述智能功率模块安装于所述电控板上，所述电流检测电阻和所述智能功率模块通过所述电路布线层对应的引线电连接。

7.如权利要求6所述的电控组件，其特征在于，所述低电压参考脚与所述电流检测电阻之间的引线长度不大于20mm。

8.如权利要求6所述的电控组件，其特征在于，所述电控板上还设置有降压电阻，所述降压电阻串联设置于所述低电压参考脚与所述电流检测脚之间。

9.如权利要求8所述的电控组件，其特征在于，所述低电压参考脚与所述电流检测脚之间的引线长度不大于40mm。

10.一种空调器，其特征在于，包括如权利要求1至4任意一项所述的智能功率模块；

或者，包括如权利要求5至9任意一项所述的电控组件。

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