JP6889781B2 - インテリジェントパワーモジュールの駆動ｉｃ回路、インテリジェントパワーモジュール及びエアコン - Google Patents

インテリジェントパワーモジュールの駆動ｉｃ回路、インテリジェントパワーモジュール及びエアコン Download PDF

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Description

本出願は、２０１８年０７月２４日に、出願番号が２０１８１０８３２３８５．６、２０１８２１１８９１９３．Ｘ、２０１８２１１９１２１６．０及び２０１８１０８３２５３０．０で、出願名称が「インテリジェントパワーモジュールの駆動ＩＣ回路、インテリジェントパワーモジュール及びエアコン」である中国特許出願の優先権を主張し、ここではその全文を引用して参照とする。
本出願はインテリジェントパワーモジュール分野に関し、特にインテリジェントパワーモジュールの駆動ＩＣ回路、インテリジェントパワーモジュール及びエアコンに関する。
インテリジェントパワーモジュール、すなわち、ＩＰＭ（Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｐｏｗｅｒ Ｍｏｄｕｌｅ）は、パワーエレクトロニクスと集積回路技術を組み合わせた電力駆動型の製品である。インテリジェントパワーモジュールはパワースイッチングデバイスと高電圧駆動回路を統合し、過電圧、過電流、過熱などの故障検出回路を内蔵している。一方では、インテリジェントパワーモジュールはＭＣＵの制御信号を受信し、後段の回路の動作を駆動し、他方ではシステムの状態検出信号をＭＣＵに送り返す。従来の別体配置の方式と比較して、インテリジェントパワーモジュールは、その高い集積度、高い信頼性でますます市場を獲得しており、特にモータ駆動用インバータ及びさまざまなインバータ電源に適し、それは周波数変換速度調整、冶金機械、電気牽引、サーボドライブ及びインバータ家電のための理想的なパワーエレクトロニクス装置である。
ＩＰＭはエアコンに広く使用されており、現在のインバータエアコンにはファン、コンプレッサ、及びＰＦＣモジュールなどが含まれ、従来のインバータエアコンは、通常、３つの別々に配置されたＩＰＭによってファン、コンプレッサ、及びＰＦＣモジュールを駆動する。しかし、従来のインバータエアコンの高集積ＩＰＭは、ファンの駆動回路とコンプレッサの駆動回路とを単に一体化したものであり、その内部構造が、ファンの駆動回路とコンプレッサの駆動回路との単純な重ね合わせに類似しており、本当の意味での高集積化及び小型化を達成していないので、いかにしてエアコンの高集積ＩＰＭをさらに最適化するかが解決すべき緊急の課題である。
さらに、従来のインテリジェントパワーモジュール内のパワースイッチングデバイスはＳｉ系パワースイッチングデバイスであり、Ｓｉ系パワースイッチングデバイスに関する研究が非常に成熟しており、Ｓｉ系パワースイッチングデバイスの性能は材料特性の限界に近づいている。したがって、Ｓｉ系パワースイッチングデバイスの構造上の革新及び製造プロセスの改善などを通じて、インテリジェントパワーモジュールの全体的な性能を大幅に改善することは従来の技術にとって困難である。ＳｉＣ系パワースイッチングデバイスに代表される第３世代半導体（すなわちワイドバンドギャップ半導体パワーデバイス）は、高耐電圧、高出力密度、高出力電力、高動作周波数、及び高温動作に適するという利点を有し、例えば、ＳｉＣ系ＭＯＳＦＥＴが高いブロッキング電圧を有し、Ｓｉ系ＩＧＢＴのようなテール電流がないため、ＳｉＣ系ＭＯＳＦＥＴの動的損失が低く、また、ＳｉＣ材料のダイオードのスイッチング損失も非常に低く、ＳｉＣ材料がＳｉ材料の３倍の熱伝導率を有し、それにより、ＳｉＣ材料に基づくＩＰＭモジュールは、より良い動作温度及び高い信頼性を有する。高電圧電力市場では、ＳｉＣ系パワースイッチングデバイス（例えばＳｉＣ系ＭＯＳＦＥＴ）は、Ｓｉ系ＩＧＢＴに代わる完璧な製品と見なされる。
しかしながら、通常の状況下では、Ｓｉ系パワースイッチングデバイス（Ｓｉ系ＭＯＳＦＥＴ及びＳｉ系ＩＧＢＴなど）は、１２〜１５Ｖの駆動電圧で動作することに適し、したがって、インバータ家電（例えばインバータエアコン）におけるインテリジェントパワーモジュールの駆動電圧ＶＤＤは通常１５Ｖに設定され、すなわちインテリジェントパワーモジュール内のＳｉ系パワースイッチングデバイスのゲート駆動信号（高いレベル）は１５Ｖである。しかしながら、ＳｉＣ系パワースイッチングデバイス（例えばＳｉＣ系ＭＯＳＦＥＴ）は、１８〜２０Ｖの駆動電圧で動作することにより適しており、従来のインテリジェントパワーモジュール内のＳｉ系パワースイッチングデバイスの駆動ＩＣ（インテリジェントパワーモジュールの駆動ＩＣとも呼ばれる）は、ＳｉＣ系パワースイッチングデバイスの駆動に直接使用することには適していない。さらに、ほとんどの場合、インテリジェントパワーモジュールは、ＳｉＣ系パワースイッチングデバイスとＳｉ系パワースイッチングデバイスの両方を有することができ、例えば、インテリジェントパワーモジュール内のＰＦＣスイッチトランジスタは、一般に、元のＳｉ系パワースイッチングデバイスをＳｉＣ系パワースイッチングデバイスで置き換えて電力補正係数を高め、それによって電力利用率を高めているが、インテリジェントパワーモジュール内のインバータデバイス（すなわち上アームスイッチトランジスタ及び下アームスイッチトランジスタ）は依然としてＳｉ系パワースイッチングデバイスを使用しており、両者が同じＳｉ系パワースイッチングデバイスの駆動電圧を使用すると、ＳｉＣ系パワースイッチングデバイスの性能が有効に利用されない可能性がある。
本出願の主な目的は、従来のインテリジェントパワーモジュールの駆動ＩＣがＳｉＣ系パワースイッチングデバイスを直接に駆動できないという問題を解決するための、インテリジェントパワーモジュールの駆動ＩＣ回路を提供することである。
上記の目的を達成するために、本出願はインテリジェントパワーモジュールの駆動ＩＣ回路を提供し、前記駆動ＩＣ回路は動作電圧入力端、インバータロジックバッファ回路、上部ブリッジ駆動回路、下部ブリッジ駆動回路、ＰＦＣロジックバッファ回路、ＰＦＣ駆動回路、第１電圧調整制御入力端、第２電圧調整制御入力端、第１電圧調整モジュール及び第２電圧調整モジュールを含み、前記第１電圧調整制御入力端は、第１電圧調整制御信号を入力し、前記第１電圧調整モジュールは、前記第１電圧調整制御信号に基づいて、前記動作電圧入力端により入力された電圧を昇圧又は降圧処理し、前記インバータロジックバッファ回路、上部ブリッジ駆動回路及び下部ブリッジ駆動回路に駆動入力電圧を提供し、又は前記動作電圧入力端により入力された電圧を前記インバータロジックバッファ回路、上部ブリッジ駆動回路及び下部ブリッジ駆動回路の駆動電圧入力端に直接出力し、前記第２電圧調整制御入力端は、第２電圧調整制御信号を入力し、前記第２電圧調整モジュールは、前記第２電圧調整制御信号に基づいて、前記動作電圧入力端により入力された電圧を昇圧又は降圧処理し、前記ＰＦＣロジックバッファ回路及び前記ＰＦＣ駆動回路に駆動入力電圧を提供し、又は前記動作電圧入力端により入力された電圧を前記ＰＦＣロジックバッファ回路及び前記ＰＦＣ駆動回路の駆動電圧入力端に直接出力する。
好ましくは、前記第１電圧調整モジュールの入力端が前記動作電圧入力端と接続され、前記第１電圧調整モジュールの制御端子が前記第１電圧調整制御入力端と接続され、前記第１電圧調整モジュールの出力端が、それぞれ前記インバータロジックバッファ回路、上部ブリッジ駆動回路及び下部ブリッジ駆動回路の駆動電圧入力端と接続され、前記第２電圧調整モジュールの入力端が前記動作電圧入力端と接続され、前記第２電圧調整モジュールの制御端子が前記第２電圧調整制御入力端と接続され、前記第２電圧調整モジュールの出力端が、それぞれ前記ＰＦＣロジックバッファ回路及び前記ＰＦＣ駆動回路の駆動電圧入力端と接続され、前記インバータロジックバッファ回路の出力端がそれぞれ前記上部ブリッジ駆動回路の入力端及び前記下部ブリッジ駆動回路の入力端と接続され、前記ＰＦＣロジックバッファ回路の出力端が前記ＰＦＣ駆動回路の入力端と接続される。
好ましくは、前記第１電圧調整モジュールは第１昇圧モジュール、第１降圧モジュール及び第１アナログスイッチを含み、前記第１昇圧モジュール及び前記第１降圧モジュールの入力端が前記動作電圧入力端と接続され、前記第１昇圧モジュールの出力端が前記第１アナログスイッチの第１入力端と接続され、前記第１降圧モジュールの出力端が前記第１アナログスイッチの第２入力端と接続され、前記第１アナログスイッチの第３入力端が前記動作電圧入力端と直接接続され、前記第１アナログスイッチの共通端子がそれぞれ前記インバータロジックバッファ回路、上部ブリッジ駆動回路及び下部ブリッジ駆動回路の駆動電圧入力端と接続され、前記第１アナログスイッチの制御端子が前記第１電圧調整制御入力端と接続される。
好ましくは、前記第２電圧調整モジュールは第２昇圧モジュール、第２降圧モジュール及び第２アナログスイッチを含み、前記第２昇圧モジュール及び前記第２降圧モジュールの入力端が前記動作電圧入力端と接続され、前記第２昇圧モジュールの出力端が前記第２アナログスイッチの第１入力端と接続され、前記第２降圧モジュールの出力端が前記第２アナログスイッチの第２入力端と接続され、前記第２アナログスイッチの第３入力端が前記動作電圧入力端と直接接続され、前記第２アナログスイッチの共通端子がそれぞれ前記ＰＦＣロジックバッファ回路及び前記ＰＦＣ駆動回路の駆動電圧入力端と接続され、前記第２アナログスイッチの制御端子が前記第２電圧調整制御入力端と接続される。
また、上記の目的を達成するために、本出願はさらにインテリジェントパワーモジュールの駆動ＩＣ回路を提供し、前記駆動ＩＣ回路は動作電圧入力端、インバータロジックバッファ回路、上部ブリッジ駆動回路、下部ブリッジ駆動回路、ＰＦＣロジックバッファ回路、ＰＦＣ駆動回路、電圧調整制御入力端及び電圧調整モジュールを含み、前記電圧調整制御入力端が電圧調整制御信号を入力し、前記電圧調整モジュールが、前記電圧調整制御入力端により入力された電圧調整制御信号に基づいて、前記動作電圧入力端により入力された電圧を電圧調整処理し、前記インバータロジックバッファ回路、上部ブリッジ駆動回路、下部ブリッジ駆動回路、ＰＦＣロジックバッファ回路及びＰＦＣ駆動回路に駆動入力電圧を提供するか、又は前記動作電圧入力端により入力された電圧を、前記インバータロジックバッファ回路、上部ブリッジ駆動回路、下部ブリッジ駆動回路、ＰＦＣロジックバッファ回路及びＰＦＣ駆動回路の駆動電圧入力端に直接出力する。
好ましくは、前記電圧調整モジュールの入力端が前記動作電圧入力端と接続され、前記電圧調整モジュールの制御端子が前記電圧調整制御入力端と接続され、前記電圧調整モジュールの出力端が、それぞれ前記インバータロジックバッファ回路、上部ブリッジ駆動回路、下部ブリッジ駆動回路、ＰＦＣロジックバッファ回路及びＰＦＣ駆動回路の駆動電圧入力端と接続され、前記インバータロジックバッファ回路の出力端が、それぞれ前記上部ブリッジ駆動回路の入力端及び前記下部ブリッジ駆動回路の入力端と接続され、前記ＰＦＣロジックバッファ回路の出力端がさらに前記ＰＦＣ駆動回路の入力端と接続される。
好ましくは、前記電圧調整モジュールは降圧モジュール及びアナログスイッチを含み、前記降圧モジュールの入力端が前記動作電圧入力端と接続され、前記降圧モジュールの出力端が前記アナログスイッチの第１入力端と接続され、前記アナログスイッチの第２入力端が前記動作電圧入力端と直接接続され、前記アナログスイッチの共通端子がそれぞれ前記インバータロジックバッファ回路、上部ブリッジ駆動回路、下部ブリッジ駆動回路、ＰＦＣロジックバッファ回路及びＰＦＣ駆動回路の駆動電圧入力端と接続され、前記アナログスイッチの制御端子が前記電圧調整制御入力端と接続される。
好ましくは、前記電圧調整モジュールは昇圧モジュール及びアナログスイッチを含み、前記昇圧モジュールの入力端が前記動作電圧入力端と接続され、前記昇圧モジュールの出力端が前記アナログスイッチの第１入力端と接続され、前記アナログスイッチの第２入力端が前記動作電圧入力端と直接接続され、前記アナログスイッチの共通端子がそれぞれ前記インバータロジックバッファ回路、上部ブリッジ駆動回路、下部ブリッジ駆動回路、ＰＦＣロジックバッファ回路及びＰＦＣ駆動回路の駆動電圧入力端と接続され、前記アナログスイッチの制御端子が前記電圧調整制御入力端と接続される。
また、上記の目的を達成するために、本出願はさらにインテリジェントパワーモジュールを提供し、前記インテリジェントパワーモジュールは低圧領域給電電源入力端、第１電圧調整端、第２電圧調整端、上アーム制御入力端、下アーム制御入力端、ＰＦＣ制御入力端、複数の抵抗、第１上アームスイッチトランジスタ、第２上アームスイッチトランジスタ、第３上アームスイッチトランジスタ、第１下アームスイッチトランジスタ、第２下アームスイッチトランジスタ、第３下アームスイッチトランジスタ、ＰＦＣスイッチトランジスタ、及び前記インテリジェントパワーモジュールの駆動ＩＣ回路を含み、前記低圧領域給電電源入力端が前記駆動ＩＣ回路の動作電圧入力端と接続され、前記第１電圧調整端が前記駆動ＩＣ回路の第１電圧調整制御入力端と接続され、前記第２電圧調整端が前記駆動ＩＣ回路の第２電圧調整制御入力端と接続され、前記上アーム制御入力端が前記駆動ＩＣ回路の上部ブリッジ制御入力端と接続され、前記下アーム制御入力端が前記駆動ＩＣ回路の下部ブリッジ制御入力端と接続され、前記ＰＦＣ制御入力端が前記駆動ＩＣ回路のＰＦＣ制御入力端と接続され、前記駆動ＩＣ回路における上部ブリッジ駆動回路の第１出力端が１つの前記抵抗を介して前記第１上アームスイッチトランジスタの制御端子と接続され、前記上部ブリッジ駆動回路の第２出力端が１つの前記抵抗を介して前記第２上アームスイッチトランジスタの制御端子と接続され、前記上部ブリッジ駆動回路の第３出力端が１つの前記抵抗を介して前記第３上アームスイッチトランジスタの制御端子と接続され、前記駆動ＩＣ回路における下部ブリッジ駆動回路の第１出力端が１つの前記抵抗を介して前記第１下アームスイッチトランジスタの制御端子と接続され、前記下部ブリッジ駆動回路の第２出力端が１つの前記抵抗を介して前記第２下アームスイッチトランジスタの制御端子と接続され、前記下部ブリッジ駆動回路の第３出力端が１つの前記抵抗を介して前記第３下アームスイッチトランジスタの制御端子と接続され、前記駆動ＩＣ回路におけるＰＦＣ駆動回路の出力端が１つの前記抵抗を介して前記ＰＦＣスイッチトランジスタの制御端子と接続され、前記第１上アームスイッチトランジスタ、第２上アームスイッチトランジスタ、第３上アームスイッチトランジスタ、第１下アームスイッチトランジスタ、第２下アームスイッチトランジスタ、第３下アームスイッチトランジスタ及び前記ＰＦＣスイッチトランジスタはＳｉ系ＩＧＢＴ又はＳｉＣ系ＭＯＳＦＥＴである。
また、上記目的を達成するために、本出願はさらにインテリジェントパワーモジュールを提供し、前記インテリジェントパワーモジュールは低圧領域給電電源入力端、電圧調整端、上アーム制御入力端、下アーム制御入力端、ＰＦＣ制御入力端、複数の抵抗、第１上アームスイッチトランジスタ、第２上アームスイッチトランジスタ、第３上アームスイッチトランジスタ、第１下アームスイッチトランジスタ、第２下アームスイッチトランジスタ、第３下アームスイッチトランジスタ、ＰＦＣスイッチトランジスタ、及び前記インテリジェントパワーモジュールの駆動ＩＣ回路を含み、前記低圧領域給電電源入力端が前記駆動ＩＣ回路の動作電圧入力端と接続され、前記電圧調整端が前記駆動ＩＣ回路の電圧調整制御入力端と接続され、前記上アーム制御入力端が前記駆動ＩＣ回路の上部ブリッジ制御入力端と接続され、前記下アーム制御入力端が前記駆動ＩＣ回路の下部ブリッジ制御入力端と接続され、前記ＰＦＣ制御入力端が前記駆動ＩＣ回路のＰＦＣ入力端と接続され、前記駆動ＩＣ回路における上部ブリッジ駆動回路の第１出力端が１つの前記抵抗を介して前記第１上アームスイッチトランジスタの制御端子と接続され、前記上部ブリッジ駆動回路の第２出力端が１つの前記抵抗を介して前記第２上アームスイッチトランジスタの制御端子と接続され、前記上部ブリッジ駆動回路の第３出力端が１つの前記抵抗を介して前記第３上アームスイッチトランジスタの制御端子と接続され、前記駆動ＩＣ回路における下部ブリッジ駆動回路の第１出力端が１つの前記抵抗を介して前記第１下アームスイッチトランジスタの制御端子と接続され、前記下部ブリッジ駆動回路の第２出力端が１つの前記抵抗を介して前記第２下アームスイッチトランジスタの制御端子と接続され、前記下部ブリッジ駆動回路の第３出力端が１つの前記抵抗を介して前記第３下アームスイッチトランジスタの制御端子と接続され、前記駆動ＩＣ回路におけるＰＦＣ駆動回路の出力端が１つの前記抵抗を介して前記ＰＦＣスイッチトランジスタの制御端子と接続され、前記第１上アームスイッチトランジスタ、第２上アームスイッチトランジスタ、第３上アームスイッチトランジスタ、第１下アームスイッチトランジスタ、第２下アームスイッチトランジスタ、第３下アームスイッチトランジスタ及び前記ＰＦＣスイッチトランジスタはＳｉ系ＩＧＢＴであり、又は前記第１上アームスイッチトランジスタ、第２上アームスイッチトランジスタ、第３上アームスイッチトランジスタ、第１下アームスイッチトランジスタ、第２下アームスイッチトランジスタ、第３下アームスイッチトランジスタ及び前記ＰＦＣスイッチトランジスタはＳｉＣ系ＭＯＳＦＥＴである。
また、上記目的を達成するために、本出願はさらにエアコンを提供し、前記エアコンが前記インテリジェントパワーモジュールを備える。
本出願のインテリジェントパワーモジュールの駆動ＩＣ回路は、従来の技術におけるインテリジェントパワーモジュールの駆動ＩＣ回路に対して、前記第１電圧調整制御入力端、第２電圧調整制御入力端、前記第１電圧調整モジュール及び前記第２電圧調整モジュールを増設した。したがって、本出願のインテリジェントパワーモジュールの駆動ＩＣ回路は、インテリジェントパワーモジュール内の上アームスイッチトランジスタ、下アームスイッチトランジスタ及びＰＦＣスイッチトランジスタの種類（ＳｉＣ系パワースイッチングデバイスであるか又はＳｉ系パワースイッチングデバイスである）並びに前記動作電圧入力端により入力された電圧の大きさに基づいて、前記第１電圧調整制御入力端及び前記第２電圧調整制御入力端に相応の電圧調整制御信号を入力し、すなわち、インテリジェントパワーモジュール内のＳｉＣ系パワースイッチングデバイス及びＳｉ系パワースイッチングデバイスに、同時に適切な駆動電圧を提供する目的を達成し、従来のインテリジェントパワーモジュールの駆動ＩＣがＳｉＣ系パワースイッチングデバイスを直接に駆動できないという問題を解決した。
本出願の実施例又は従来の技術における技術的解決手段をより明確に説明するために、以下、実施例又は従来技術の説明で使用される図面について簡単に説明する。明らかに、以下の説明における図面は本出願のいくつかの実施例に過ぎず、当業者にとっては、創造的な作業なしにこれらの図面に示された構造に従って他の図面を得ることができる。
図１は本出願によるインテリジェントパワーモジュールの駆動ＩＣ回路の第１実施例の構造概略図である。 図２は本出願によるインテリジェントパワーモジュールの駆動ＩＣ回路の第１実施例における前記第１電圧調整モジュールの構造概略図である。 図３は本出願によるインテリジェントパワーモジュールの駆動ＩＣ回路の第１実施例における前記第２電圧調整モジュールの構造概略図である。 図４は本出願によるインテリジェントパワーモジュールの駆動ＩＣ回路の第２実施例の回路構造概略図である。 図５は本出願によるインテリジェントパワーモジュールの駆動ＩＣ回路の第２実施例における前記電圧調整モジュールの一実施例の構造概略図である。 図６は本出願によるインテリジェントパワーモジュールの駆動ＩＣ回路の第２実施例における前記電圧調整モジュールの他の実施例の構造概略図である。 図７は本出願によるインテリジェントパワーモジュールの第１実施例の構造概略図である。 図８は本出願によるインテリジェントパワーモジュールの第２実施例の構造概略図である。 図９は本出願によるインテリジェントパワーモジュールの駆動ＩＣ回路の第３実施例の構造概略図である。 図１０は本出願によるインテリジェントパワーモジュールの第３実施例の構造概略図である。
本出願の目的の実現、機能的特徴及び利点を、実施例を結合して添付の図面を参照しながらさらに説明する。
ここで記載された具体的な実施例は単に本出願を解釈するためのものであり、本出願を限定するものではないと理解されたい。
本出願はインテリジェントパワーモジュールの駆動ＩＣ回路１００を提供し、従来のインテリジェントパワーモジュールの駆動ＩＣがＳｉＣ系パワースイッチングデバイスを直接に駆動できないという問題を解決する。
図１は本出願によるインテリジェントパワーモジュールの駆動ＩＣ回路の第１実施例の構造概略図であり、図１を参照して、本実施例において、該インテリジェントパワーモジュールの駆動ＩＣ回路１００は動作電圧入力端ＶＤＤ０、インバータロジックバッファ回路１０１、上部ブリッジ駆動回路１０２、下部ブリッジ駆動回路１０３、ＰＦＣロジックバッファ回路１０４、ＰＦＣ駆動回路１０５、第１電圧調整制御入力端ＲＳ１、第２電圧調整制御入力端ＲＳ２、第１電圧調整モジュール１０６及び第２電圧調整モジュール１０７を含む。
前記第１電圧調整制御入力端ＲＳ１は、第１電圧調整制御信号を入力する。
前記第１電圧調整モジュール１０６は、前記第１電圧調整制御入力端ＲＳ１により入力された前記第１電圧調整制御信号に基づいて、前記動作電圧入力端ＶＤＤ０により入力された電圧を昇圧又は降圧処理し、前記インバータロジックバッファ回路１０１、上部ブリッジ駆動回路１０２及び下部ブリッジ駆動回路１０３に駆動入力電圧を提供する。あるいは前記動作電圧入力端ＶＤＤ０により入力された電圧を前記インバータロジックバッファ回路１０１、上部ブリッジ駆動回路１０２及び下部ブリッジ駆動回路１０３の駆動電圧入力端に直接出力し、このとき、前記インバータロジックバッファ回路１０１、上部ブリッジ駆動回路１０２及び下部ブリッジ駆動回路１０３の駆動電圧入力端の駆動電圧が前記動作電圧入力端ＶＤＤ０により入力された電圧に等しい。
前記第２電圧調整制御入力端ＲＳ２は、第２電圧調整制御信号を入力する。
前記第２電圧調整モジュール１０７は、前記第２電圧調整制御入力端ＲＳ２により入力された前記第２電圧調整制御信号に基づいて、前記動作電圧入力端ＶＤＤ０により入力された電圧を昇圧又は降圧処理し、前記ＰＦＣロジックバッファ回路１０４及び前記ＰＦＣ駆動回路１０５に駆動入力電圧を提供する。又は前記動作電圧入力端ＶＤＤ０により入力された電圧を、前記ＰＦＣロジックバッファ回路１０４及び前記ＰＦＣ駆動回路１０５の駆動電圧入力端に直接出力する。このとき、前記ＰＦＣロジックバッファ回路１０４及び前記ＰＦＣ駆動回路１０５の駆動電圧入力端の駆動電圧が前記動作電圧入力端ＶＤＤ０により入力された電圧に等しい。
本実施例において、前記第１電圧調整モジュール１０６の入力端が前記動作電圧入力端ＶＤＤ０と接続され、前記第１電圧調整モジュール１０６の制御端子が前記第１電圧調整制御入力端ＲＳ１と接続され、前記第１電圧調整モジュール１０６の出力端がそれぞれ前記インバータロジックバッファ回路１０１、上部ブリッジ駆動回路１０２及び下部ブリッジ駆動回路１０３の駆動電圧入力端と接続される。前記第２電圧調整モジュール１０７の入力端が前記動作電圧入力端ＶＤＤ０と接続され、前記第２電圧調整モジュール１０７の制御端子が前記第２電圧調整制御入力端ＲＳ２と接続され、前記第２電圧調整モジュール１０７の出力端がそれぞれ前記ＰＦＣロジックバッファ回路１０４及び前記ＰＦＣ駆動回路１０５の駆動電圧入力端と接続される。本実施例において、前記インバータロジックバッファ回路１０１の出力端はそれぞれ前記上部ブリッジ駆動回路１０２の入力端及び前記下部ブリッジ駆動回路１０３の入力端と接続され、前記ＰＦＣロジックバッファ回路１０４の出力端は前記ＰＦＣ駆動回路１０５の入力端と接続される。図におけるＩＮ１、ＩＮ２及びＩＮ３は本実施例によるインテリジェントパワーモジュールの駆動ＩＣ回路１００の上部ブリッジ制御入力端であり、図におけるＩＮ４、ＩＮ５及びＩＮ６は本実施例によるインテリジェントパワーモジュールの駆動ＩＣ回路１００の下部ブリッジ制御入力端であり、図におけるＩＮ７は本実施例によるインテリジェントパワーモジュールの駆動ＩＣ回路１００のＰＦＣ入力端であり、ＩＮ１、ＩＮ２、ＩＮ３、ＩＮ４、ＩＮ５及びＩＮ６が前記インバータロジックバッファ回路１０１と接続され、ＩＮ７が前記ＰＦＣロジックバッファ回路と接続される。図におけるＨＯ１は前記上部ブリッジ駆動回路１０２の第１出力端であり、ＨＯ２は前記上部ブリッジ駆動回路１０２の第２出力端であり、ＨＯ３は前記上部ブリッジ駆動回路１０２の第３出力端であり、図におけるＬＯ１は前記下部ブリッジ駆動回路１０３の第１出力端であり、ＬＯ２は前記下部ブリッジ駆動回路１０３の第２出力端であり、ＬＯ３は前記下部ブリッジ駆動回路１０３の第３出力端であり、図におけるＰＦＣＯは前記ＰＦＣ駆動回路１０５の出力端である。ここで、前記上部ブリッジ駆動回路１０２の第１出力端ＨＯ１、前記上部ブリッジ駆動回路１０２の第２出力端ＨＯ２及び前記上部ブリッジ駆動回路１０２の第３出力端ＨＯ３は、それぞれ前記インテリジェントパワーモジュール内の対応する上アームスイッチトランジスタ（図示せず）の制御端子と接続され、前記下部ブリッジ駆動回路１０３の第１出力端ＬＯ１、前記下部ブリッジ駆動回路１０３の第２出力端ＬＯ２及び前記下部ブリッジ駆動回路１０３の第３出力端ＬＯ３は、それぞれ前記インテリジェントパワーモジュール内の対応する上アームスイッチトランジスタ（図示せず）の制御端子と接続され、前記ＰＦＣ駆動回路１０５の出力端ＰＦＣＯが前記インテリジェントパワーモジュール内のＰＦＣスイッチトランジスタ（図示せず）の制御端子と接続される。
図２は本出願によるインテリジェントパワーモジュールの駆動ＩＣ回路の第１実施例における前記第１電圧調整モジュールの構造概略図であり、図１及び図２を参照して、本実施例において、前記第１電圧調整モジュール１０６は第１昇圧モジュール１０６１、第１降圧モジュール１０６２及び第１アナログスイッチ１０６３を含む。前記第１昇圧モジュール１０６１及び前記第１降圧モジュール１０６２の入力端が前記動作電圧入力端ＶＤＤ０と接続され、前記第１昇圧モジュール１０６１の出力端が前記第１アナログスイッチ１０６３の第１入力端（前記第１アナログスイッチ１０６３の１とマークされた端子に対応する）と接続され、前記第１降圧モジュール１０６２の出力端が前記第１アナログスイッチ１０６３の第２入力端（前記第１アナログスイッチ１０６３の２とマークされた端子に対応する）と接続され、前記第１アナログスイッチ１０６３の第３入力端（前記第１アナログスイッチ１０６３の０とマークされた端子に対応する）が前記動作電圧入力端ＶＤＤ０と直接接続され、前記第１アナログスイッチ１０６３の共通端子が、それぞれ前記インバータロジックバッファ回路１０１、上部ブリッジ駆動回路１０２及び下部ブリッジ駆動回路１０３の駆動電圧入力端と接続され、前記第１アナログスイッチ１０６３の共通端子の電圧がＶＤＤ１であり、本実施例において、前記第１アナログスイッチ１０６３の制御端子が前記第１電圧調整制御入力端ＲＳ１と接続される。
図３は本出願によるインテリジェントパワーモジュールの駆動ＩＣ回路の第１実施例における前記第２電圧調整モジュールの構造概略図であり、図１及び図３を参照して、本実施例において、前記第２電圧調整モジュール１０７は第２昇圧モジュール１０７１、第２降圧モジュール１０７２及び第２アナログスイッチ１０７３を含み、前記第２昇圧モジュール１０７１及び前記第２降圧モジュール１０７２の入力端が前記動作電圧入力端ＶＤＤ０と接続され、前記第２昇圧モジュール１０７１の出力端が前記第２アナログスイッチ１０７３の第１入力端（前記第２アナログスイッチ１０７３の１とマークされた端子に対応する）と接続され、前記第２降圧モジュール１０７２の出力端が前記第２アナログスイッチ１０７３の第２入力端（前記第２アナログスイッチ１０７３の２とマークされた端子に対応する）と接続され、前記第２アナログスイッチ１０７３の第３入力端（前記第２アナログスイッチ１０７３の０とマークされた端子に対応する）が前記動作電圧入力端ＶＤＤ０と直接接続され、前記第２アナログスイッチ１０７３の共通端子がそれぞれ前記ＰＦＣロジックバッファ回路１０４及び前記ＰＦＣ駆動回路１０５の駆動電圧入力端と接続され、前記第２アナログスイッチ１０７３の共通端子の電圧がＶＤＤ１であり、本実施例において、前記第２アナログスイッチ１０７３の制御端子が前記第２電圧調整制御入力端ＲＳ２と接続される。本実施例において、前記動作電圧入力端の電圧が１５Ｖ又は２０Ｖである。
本実施例によるインテリジェントパワーモジュールの駆動ＩＣ回路１００は、前記第１電圧調整モジュール１０６及び前記第２電圧調整モジュール１０７を設けたため、ユーザーはインテリジェントパワーモジュール内のパワースイッチングデバイスの種類の違い（Ｓｉ系パワースイッチングデバイス又はＳｉＣ系パワースイッチングデバイス）に基づいて、前記第１電圧調整制御入力端ＲＳ１及び前記第２電圧調整制御入力端ＲＳ２にそれぞれ異なる電圧調整制御信号を入力し、それにより前記第１電圧調整モジュール１０６及び前記第２電圧調整モジュール１０７が、前記動作電圧入力端ＶＤＤ０により入力された電圧を調整（昇圧又は降圧）し、異なる種類のパワースイッチングデバイスに適する駆動電圧信号を取得する。具体的に、本実施例において、前記第１電圧調整モジュール１０６は前記動作電圧入力端ＶＤＤ０により入力された電圧を駆動電圧ＶＤＤ１に調整し、駆動電圧ＶＤＤ１を前記インバータロジックバッファ回路１０１、前記上部ブリッジ駆動回路１０２及び前記下部ブリッジ駆動回路１０３の駆動電圧入力端に出力し、本実施例において、前記第２電圧調整モジュール１０７は前記動作電圧入力端ＶＤＤ０により入力された電圧を駆動電圧ＶＤＤ２に調整し、駆動電圧ＶＤＤ２を前記ＰＦＣロジックバッファ回路１０４及びＰＦＣ駆動回路１０５の駆動電圧入力端に出力する。本実施例において、前記第１電圧調整モジュール１０６及び前記第２電圧調整モジュール１０７は昇圧機能を実現してもよく、降圧機能を実現してもよい。
具体的に、本実施例において、前記動作電圧入力端ＶＤＤ０の電圧が１５Ｖであり、前記インテリジェントパワーモジュールにおける上アームスイッチトランジスタ及び下アームスイッチトランジスタがＳｉ系パワースイッチングデバイス（例えばＳｉ系ＩＧＢＴ）であり、前記インテリジェントパワーモジュールにおけるＰＦＣスイッチトランジスタがＳｉＣ系パワースイッチングデバイス（例えばＳｉＣ系ＭＯＳＦＥＴ）である場合、本実施例は、前記第１電圧調整制御入力端ＲＳ１の第１電圧調整制御信号を制御することにより、前記第１電圧調整モジュール１０６における前記第１アナログスイッチ１０６３を０とマークされた端子にスイッチさせる。すなわち、前記第１電圧調整モジュール１０６が１５Ｖ駆動電圧を前記インバータロジックバッファ回路１０１、前記上部ブリッジ駆動回路１０２及び前記下部ブリッジ駆動回路１０３の駆動電圧入力端に直接出力し、前記上部ブリッジ駆動回路１０２の出力端と接続される上アームスイッチトランジスタ（Ｓｉ系パワースイッチングデバイス）及び前記下部ブリッジ駆動回路１０３の出力端と接続される下アームスイッチトランジスタ（Ｓｉ系パワースイッチングデバイス）に１５Ｖの駆動電圧を提供する。同時に、本実施例はさらに前記第２電圧調整制御入力端ＲＳ２の第２電圧調整制御信号を制御することにより、前記第２電圧調整モジュール１０７の前記第２アナログスイッチ１０７３を１とマークされた端子にスイッチさせる。それにより前記第２電圧調整モジュール１０７における第２昇圧モジュール１０７１が入力された１５Ｖ電圧を昇圧処理し、１５Ｖの電圧を前記ＰＦＣスイッチトランジスタ（ＳｉＣ系パワースイッチングデバイス）の動作を駆動する２０Ｖ電圧に昇圧する。
本実施例において、前記動作電圧入力端ＶＤＤ０の電圧が１５Ｖであり、前記インテリジェントパワーモジュールにおける上アームスイッチトランジスタ、下アームスイッチトランジスタ及びＰＦＣスイッチトランジスタがＳｉ系パワースイッチングデバイスである場合、本実施例は前記第１電圧調整制御入力端ＲＳ１を制御する第１電圧調整制御信号により、前記第１電圧調整モジュール１０６の前記第１アナログスイッチ１０６３を０とマークされた端子にスイッチさせると同時に、前記第２電圧調整制御入力端ＲＳ２を制御する第２電圧調整制御信号により、前記第２電圧調整モジュール１０７の前記第２アナログスイッチ１０７３を０とマークされた端子にスイッチさせる。すなわち、それにより前記第１電圧調整モジュール１０６及び前記第２電圧調整モジュール１０７がいずれも１５Ｖの駆動電圧を出力し、前記上アームスイッチトランジスタ、前記下アームスイッチトランジスタ及び前記ＰＦＣスイッチトランジスタの動作を駆動する。
本実施例において、前記動作電圧入力端ＶＤＤ０の電圧が１５Ｖであり、前記インテリジェントパワーモジュールにおける上アームスイッチトランジスタ、下アームスイッチトランジスタ及びＰＦＣスイッチトランジスタがＳｉＣ系パワースイッチングデバイスである場合、本実施例は前記第１電圧調整制御入力端ＲＳ１を制御する第１電圧調整制御信号により、前記第１電圧調整モジュール１０６の前記第１アナログスイッチ１０６３を１とマークされた端子にスイッチさせると同時に、前記第２電圧調整制御入力端ＲＳ２の第２電圧調整制御信号を制御することにより、前記第２電圧調整モジュール１０７の前記第２アナログスイッチ１０７３を１とマークされた端子にスイッチさせる。すなわち前記第１電圧調整モジュール１０６及び前記第２電圧調整モジュール１０７がいずれも前記動作電圧入力端ＶＤＤ０により入力された１５Ｖ電圧を昇圧処理し、ＳｉＣ系パワースイッチングデバイスを駆動する２０Ｖの駆動電圧を出力する。
本実施例において、前記動作電圧入力端ＶＤＤ０の電圧が２０Ｖであり、前記インテリジェントパワーモジュールにおける上アームスイッチトランジスタ及び下アームスイッチトランジスタがＳｉ系パワースイッチングデバイス（例えばＳｉ系ＩＧＢＴ）であり、前記インテリジェントパワーモジュールにおけるＰＦＣスイッチトランジスタがＳｉＣ系パワースイッチングデバイス（例えばＳｉＣ系ＭＯＳＦＥＴ）である場合、本実施例は前記第１電圧調整制御入力端ＲＳ１の第１電圧調整制御信号を制御することにより、前記第１電圧調整モジュール１０６の前記第１アナログスイッチ１０６３を２とマークされた端子にスイッチさせる。すなわち、前記第１電圧調整モジュール１０６における前記第１降圧モジュール１０６２が入力された２０Ｖ電圧を降圧処理し、２０Ｖ電圧を前記上アームスイッチトランジスタ（Ｓｉ系パワースイッチングデバイス）及び前記下アームスイッチトランジスタ（Ｓｉ系パワースイッチングデバイス）の動作を駆動する１５Ｖ電圧に下げる。また、本実施例はさらに前記第２電圧調整制御入力端ＲＳ２を制御する第２電圧調整制御信号により、前記第２電圧調整モジュール１０７における前記第２アナログスイッチ１０７３を０とマークされた端子にスイッチさせる。すなわち、前記第２電圧調整モジュール１０７が２０Ｖの駆動電圧を、前記ＰＦＣロジックバッファ回路１０４及びＰＦＣ駆動回路１０５の駆動電圧入力端に直接出力し、前記ＰＦＣ駆動回路１０５の出力端と接続される前記ＰＦＣスイッチトランジスタ（ＳｉＣ系パワースイッチングデバイス）に２０Ｖの駆動電圧を提供する。
本実施例において、前記動作電圧入力端ＶＤＤ０の電圧が２０Ｖであり、かつ前記インテリジェントパワーモジュールにおける上アームスイッチトランジスタ、下アームスイッチトランジスタ及びＰＦＣスイッチトランジスタがＳｉ系パワースイッチングデバイスである場合、本実施例は前記第１電圧調整制御入力端ＲＳ１を制御する第１電圧調整制御信号により、前記第１電圧調整モジュール１０６における前記第１アナログスイッチ１０６３を２とマークされた端子にスイッチさせるとともに、前記第２電圧調整制御入力端ＲＳ２の第２電圧調整制御信号を制御することにより、前記第２電圧調整モジュール１０７における前記第２アナログスイッチ１０７３を２とマークされた端子にスイッチさせる。すなわち、前記第１電圧調整モジュール１０６及び前記第２電圧調整モジュール１０７が前記動作電圧入力端ＶＤＤ０により入力された２０Ｖ電圧を降圧処理し、Ｓｉ系パワースイッチングデバイスを駆動する１５Ｖの駆動電圧を出力する。
本実施例において、前記動作電圧入力端ＶＤＤ０の電圧が２０Ｖであり、かつ前記インテリジェントパワーモジュールにおける上アームスイッチトランジスタ、下アームスイッチトランジスタ及びＰＦＣスイッチトランジスタがＳｉＣ系パワースイッチングデバイスである場合、本実施例は前記第１電圧調整制御入力端ＲＳ１を制御する第１電圧調整制御信号により、前記第１電圧調整モジュール１０６における前記第１アナログスイッチ１０６３を０とマークされた端子にスイッチさせるとともに、前記第２電圧調整制御入力端ＲＳ２を制御する第２電圧調整制御信号により、前記第２電圧調整モジュール１０７における前記第２アナログスイッチ１０７３を０とマークされた端子にスイッチさせる。すなわち前記第１電圧調整モジュール１０６及び前記第２電圧調整モジュール１０７がＳｉＣ系パワースイッチングデバイスを駆動する２０Ｖの駆動電圧を出力する。
前述したように、本実施例によるインテリジェントパワーモジュールの駆動ＩＣ回路１００に、前記第１電圧調整モジュール１０６及び前記第２電圧調整モジュール１０７が設けられ、前記第１電圧調整モジュール１０６及び前記第２電圧調整モジュール１０７両方とも昇圧機能、降圧機能も実現することができ、前記第１電圧調整制御入力端ＲＳ１及び前記第２電圧調整制御入力端ＲＳ２の電圧調整制御信号を調整することにより、異なる駆動電圧間の切り替えを実現し、従来のインテリジェントパワーモジュールの駆動ＩＣがＳｉＣ系パワースイッチングデバイスを直接に駆動できないという問題を解決する。すなわち、本実施例によるインテリジェントパワーモジュールの駆動ＩＣ回路１００は、従来のＳｉ系パワースイッチングデバイス、例えばＳｉ系ＩＧＢＴデバイスの駆動に適用でき、ＳｉＣ系パワースイッチングデバイス、例えばＳｉＣ系ＭＯＳＦＥＴワイドバンドギャップパワースイッチングデバイスの駆動にも適用できる。すなわち、本実施例によるインテリジェントパワーモジュールの駆動ＩＣ回路１００は、柔軟性が高いとともに、電子制御設計の難度を低減させ、従来のＳｉ系パワースイッチングデバイスとＳｉＣ系パワースイッチングデバイスとの両方が必要とされる場合に非常に適し、ＳｉＣ系パワースイッチングデバイスの性能の有効利用及びその使用の普及を促進する。
図４は本出願によるインテリジェントパワーモジュールの駆動ＩＣ回路の第２実施例の回路構造概略図であり、図４を参照して、本実施例において、該インテリジェントパワーモジュールの駆動ＩＣ回路２００は動作電圧入力端ＶＤＤ０、インバータロジックバッファ回路１０１、上部ブリッジ駆動回路１０２、下部ブリッジ駆動回路１０３、ＰＦＣロジックバッファ回路１０４、ＰＦＣ駆動回路１０５、電圧調整制御入力端ＲＳ及び電圧調整モジュール１０８を含む。
本実施例において、前記電圧調整制御入力端ＲＳは電圧調整制御信号を入力する。
前記電圧調整モジュール１０８は、前記電圧調整制御入力端ＲＳにより入力された電圧調整制御信号に基づいて、前記動作電圧入力端ＶＤＤ０により入力された電圧を調整処理し、前記インバータロジックバッファ回路１０１、上部ブリッジ駆動回路１０２、下部ブリッジ駆動回路１０３、ＰＦＣロジックバッファ回路１０４及びＰＦＣ駆動回路１０５に駆動入力電圧を提供する。あるいは、前記動作電圧入力端ＶＤＤ０により入力された電圧を前記インバータロジックバッファ回路１０１、上部ブリッジ駆動回路１０２、下部ブリッジ駆動回路１０３、ＰＦＣロジックバッファ回路１０４及びＰＦＣ駆動回路１０５の駆動電圧入力端に直接出力する。
本実施例において、前記電圧調整モジュールの入力端ＲＳが前記動作電圧入力端ＶＤＤ０と接続され、前記電圧調整モジュール１０８の制御端子が前記電圧調整制御入力端ＲＳと接続され、前記電圧調整モジュール１０８の出力端がそれぞれ前記インバータロジックバッファ回路１０１、上部ブリッジ駆動回路１０２、下部ブリッジ駆動回路１０３、ＰＦＣロジックバッファ回路１０４及びＰＦＣ駆動回路１０５の駆動電圧入力端と接続される。本実施例において、前記インバータロジックバッファ回路１０１の出力端が、それぞれ前記上部ブリッジ駆動回路１０２の入力端と前記下部ブリッジ駆動回路１０３の入力端とに接続され、前記ＰＦＣロジックバッファ回路１０４の出力端がさらに前記ＰＦＣ駆動回路１０５の入力端と接続される。図において、ＩＮ１、ＩＮ２及びＩＮ３は本実施例によるインテリジェントパワーモジュールの駆動ＩＣ回路２００の上部ブリッジ制御入力端であり、図において、ＩＮ４、ＩＮ５及びＩＮ６は本実施例によるインテリジェントパワーモジュールの駆動ＩＣ回路２００の下部ブリッジ制御入力端である。図において、ＩＮ７は本実施例によるインテリジェントパワーモジュールの駆動ＩＣ回路２００のＰＦＣ入力端である。ＩＮ１、ＩＮ２、ＩＮ３、ＩＮ４、ＩＮ５及びＩＮ６は前記インバータロジックバッファ回路１０１と接続され、ＩＮ７が前記ＰＦＣロジックバッファ回路と接続される。図において、ＨＯ１は前記上部ブリッジ駆動回路１０２の第１出力端であり、ＨＯ２は前記上部ブリッジ駆動回路１０２の第２出力端であり、ＨＯ３は前記上部ブリッジ駆動回路１０２の第３出力端であり、図において、ＬＯ１は前記下部ブリッジ駆動回路１０３の第１出力端であり、ＬＯ２は前記下部ブリッジ駆動回路１０３の第２出力端であり、ＬＯ３は前記下部ブリッジ駆動回路１０３の第３出力端である。図において、ＰＦＣＯは前記ＰＦＣ駆動回路１０５の出力端である。ここで、前記上部ブリッジ駆動回路１０２の第１出力端ＨＯ１、前記上部ブリッジ駆動回路１０２の第２出力端ＨＯ２及び前記上部ブリッジ駆動回路１０２の第３出力端ＨＯ３は、それぞれ前記インテリジェントパワーモジュール内の対応する上アームスイッチトランジスタ（図示せず）の制御端子と接続され、前記下部ブリッジ駆動回路１０３の第１出力端ＬＯ１、前記下部ブリッジ駆動回路１０３の第２出力端ＬＯ２及び前記下部ブリッジ駆動回路１０３の第３出力端ＬＯ３は、それぞれ前記インテリジェントパワーモジュール内の対応する上アームスイッチトランジスタ（図示せず）の制御端子と接続され、前記ＰＦＣ駆動回路１０５の出力端ＰＦＣＯが前記インテリジェントパワーモジュール内のＰＦＣスイッチトランジスタ（図示せず）の制御端子と接続される。
図５は本出願によるインテリジェントパワーモジュールの駆動ＩＣ回路の第２実施例における前記電圧調整モジュールの一実施例の構造概略図であり、図４及び図５を参照して、本実施例において、前記電圧調整モジュール１０８は降圧モジュール１０８１及びアナログスイッチ１０８２を含み、前記降圧モジュール１０８１の入力端が前記動作電圧入力端ＶＤＤ０と接続され、前記降圧モジュール１０８１の出力端が前記アナログスイッチ１０８２の第１入力端（前記アナログスイッチ１０８２の１とマークされた端子に対応する）と接続され、前記アナログスイッチ１０８２の第２入力端（前記アナログスイッチ１０８２の０とマークされた端子に対応する）が前記動作電圧入力端ＶＤＤ０と直接接続され、前記アナログスイッチ１０８２の共通端子がそれぞれ前記インバータロジックバッファ回路１０１、上部ブリッジ駆動回路１０２、下部ブリッジ駆動回路１０３、ＰＦＣロジックバッファ回路１０４及びＰＦＣ駆動回路１０５の駆動電圧入力端と接続され、前記アナログスイッチ１０８２の共通端子の電圧がＶＤＤであり、前記アナログスイッチ１０８２の制御端子が前記電圧調整制御入力端ＲＳと接続される。本実施例において、前記動作電圧入力端の電圧は２０Ｖである。
本実施例において、前記動作電圧入力端の電圧が２０Ｖであり、前記インテリジェントパワーモジュールにおける上アームスイッチトランジスタ、下アームスイッチトランジスタ及びＰＦＣスイッチトランジスタがＳｉ系パワースイッチングデバイスである場合、本実施例は前記電圧調整制御入力端ＲＳの電圧調整制御信号を制御することにより、前記電圧調整モジュール１０８における前記アナログスイッチ１０８２を１とマークされた端子にスイッチさせ、前記電圧調整モジュール１０８が前記動作電圧入力端ＶＤＤ０により入力された２０Ｖ電圧を降圧処理し、Ｓｉ系パワースイッチングデバイスの駆動に適する１５Ｖの駆動電圧を出力する。本実施例において、前記インテリジェントパワーモジュールにおける上アームスイッチトランジスタ、下アームスイッチトランジスタ及びＰＦＣスイッチトランジスタがＳｉＣ系パワースイッチングデバイスである場合、本実施例は前記電圧調整制御入力端ＲＳの電圧調整制御信号を制御することにより、前記電圧調整モジュール１０８における前記アナログスイッチ１０８２を０とマークされた端子にスイッチさせ、前記電圧調整モジュール１０８がＳｉＣ系パワースイッチングデバイスの駆動に適する２０Ｖの駆動電圧を直接出力する。
図６は本出願によるインテリジェントパワーモジュールの駆動ＩＣ回路の第２実施例における前記電圧調整モジュールの他の実施例の構造概略図であり、図４及び図６を参照して、本実施例において、前記電圧調整モジュール１０８は昇圧モジュール１０８１’及びアナログスイッチ１０８２’を含み、前記昇圧モジュール１０８１’の入力端が前記動作電圧入力端ＶＤＤ０と接続され、前記昇圧モジュール１０８１’の出力端が前記アナログスイッチ１０８２’の第１入力端（前記アナログスイッチ１０８２’の１とマークされた端子に対応する）と接続され、前記アナログスイッチ１０８２’の第２入力端（前記アナログスイッチ１０８２’の０とマークされた端子に対応する）が前記動作電圧入力端ＶＤＤ０と直接接続され、前記アナログスイッチ１０８２’の共通端子がそれぞれ前記インバータロジックバッファ回路１０１、上部ブリッジ駆動回路１０２、下部ブリッジ駆動回路１０３、ＰＦＣロジックバッファ回路１０４及びＰＦＣ駆動回路１０５の駆動電圧入力端と接続され、前記アナログスイッチ１０８２’の制御端子が前記電圧調整制御入力端ＲＳと接続される。
本実施例において、前記動作電圧入力端の電圧が１５Ｖであり、かつ前記インテリジェントパワーモジュールにおける上アームスイッチトランジスタ、下アームスイッチトランジスタ及びＰＦＣスイッチトランジスタがＳｉ系パワースイッチングデバイスである場合、本実施例は前記電圧調整制御入力端ＲＳの電圧調整制御信号を制御することにより、前記電圧調整モジュール１０８における前記アナログスイッチ１０８２’を０とマークされた端子にスイッチさせて、前記電圧調整モジュール１０８がＳｉ系パワースイッチングデバイスの駆動に適する１５Ｖの駆動電圧を出力する。本実施例において、前記インテリジェントパワーモジュールにおける上アームスイッチトランジスタ、下アームスイッチトランジスタ及びＰＦＣスイッチトランジスタがＳｉＣ系パワースイッチングデバイスである場合、本実施例は前記電圧調整制御入力端ＲＳの電圧調整制御信号を制御することにより、前記電圧調整モジュール１０８における前記アナログスイッチ１０８２’を１とマークされた端子にスイッチさせて、前記電圧調整モジュール１０８が前記動作電圧入力端ＶＤＤ０により入力された１５Ｖ電圧を昇圧処理し、ＳｉＣ系パワースイッチングデバイスの駆動に適する２０Ｖの駆動電圧を出力する。
前述したように、本実施例によるインテリジェントパワーモジュールの駆動ＩＣ回路２００に、前記電圧調整モジュール１０８を設け、本実施例における前記電圧調整モジュール１０８が降圧機能（図５に対応する）又は昇圧機能（図６に対応する）を実現可能であるため、前記インテリジェントパワーモジュール内の上アームスイッチトランジスタ、下アームスイッチトランジスタ及びＰＦＣスイッチトランジスタがいずれもＳｉ系パワースイッチングデバイスである場合、又は前記インテリジェントパワーモジュール内の上アームスイッチトランジスタ、下アームスイッチトランジスタ及びＰＦＣスイッチトランジスタがいずれもＳｉＣ系パワースイッチングデバイスである場合、本実施例は前記電圧調整制御入力端ＲＳの電圧調整制御信号を調整することにより、異なる駆動電圧間の切り替えを実現し、従来のインテリジェントパワーモジュールの駆動ＩＣがＳｉＣ系パワースイッチングデバイスを直接に駆動できないという問題を解決できる。すなわち本実施例によるインテリジェントパワーモジュールの駆動ＩＣ回路２００は、従来のＳｉ系パワースイッチングデバイス、例えばＳｉ系ＩＧＢＴデバイスの駆動に適用でき、ＳｉＣ系パワースイッチングデバイス、例えばＳｉＣ系ＭＯＳＦＥＴワイドバンドギャップパワースイッチングデバイスの駆動にも適用できる。すなわち、本実施例によるインテリジェントパワーモジュールの駆動ＩＣ回路２００は、柔軟性が高いとともに、電子制御設計の難度を低減させ、本実施例によるインテリジェントパワーモジュールの駆動ＩＣ回路２００は従来のＳｉ系パワースイッチングデバイスとＳｉＣ系パワースイッチングデバイスの両方が必要とされる場合に非常に適し、ＳｉＣ系パワースイッチングデバイスの性能の有効利用及びその使用の普及を促進する。
本出願はさらにインテリジェントパワーモジュールを提供する。図７が本出願によるインテリジェントパワーモジュールの第１実施例の構造概略図である。図７を参照して、該インテリジェントパワーモジュール３００は低圧領域給電電源入力端ＶＣＣ、第１電圧調整端ＣＴＲ１、第２電圧調整端ＣＴＲ２、第１上アーム制御入力端ＨＩＮ１、第２上アーム制御入力端ＨＩＮ２、第３上アーム制御入力端ＨＩＮ３、第１下アーム制御入力端ＬＩＮ１、第２下アーム制御入力端ＬＩＮ２、第３下アーム制御入力端ＬＩＮ３、ＰＦＣ制御入力端ＰＦＣＩＮ、複数の抵抗（例えば図における抵抗Ｒ１１、抵抗Ｒ２１、抵抗Ｒ３１、抵抗Ｒ４１及び抵抗Ｒ４２）、第１上アームスイッチトランジスタＰＤ１１、第２上アームスイッチ（図示せず）、第３上アームスイッチトランジスタ（図示せず）、第１下アームスイッチトランジスタＰＤ２１、第２下アームスイッチトランジスタ（図示せず）、第３下アームスイッチトランジスタ（図示せず）、ＰＦＣスイッチトランジスタＰＤ３１及びインテリジェントパワーモジュールの駆動ＩＣ回路を含み、本実施例における前記インテリジェントパワーモジュールの駆動ＩＣ回路は前記インテリジェントパワーモジュールの駆動ＩＣ回路１００（すなわち図１に示すインテリジェントパワーモジュールの駆動ＩＣ回路１００に対応する）である。
図７及び図１を参照して、本実施例において、前記低電圧領域給電電源入力端ＶＣＣが前記インテリジェントパワーモジュールの駆動ＩＣ回路１００の動作電圧入力端ＶＤＤ０と接続され、前記第１電圧調整端ＣＴＲ１が前記インテリジェントパワーモジュールの駆動ＩＣ回路１００の第１電圧調整制御入力端ＲＳ１と接続され、前記第２電圧調整端ＣＴＲ２が前記インテリジェントパワーモジュールの駆動ＩＣ回路１００の第２電圧調整制御入力端ＲＳ２と接続され、前記第１上アーム制御入力端ＨＩＮ１が前記インテリジェントパワーモジュールの駆動ＩＣ回路１００のＩＮ１端と接続され、第２上アーム制御入力端ＨＩＮ２が前記インテリジェントパワーモジュールの駆動ＩＣ回路１００のＩＮ２端と接続され、前記第３上アーム制御入力端ＨＩＮ３が前記インテリジェントパワーモジュールの駆動ＩＣ回路１００のＩＮ３端と接続され、前記第１下アーム制御入力端ＬＩＮ１が前記インテリジェントパワーモジュールの駆動ＩＣ回路１００のＩＮ４端と接続され、前記第２下アーム制御入力端ＬＩＮ２が前記インテリジェントパワーモジュールの駆動ＩＣ回路１００のＩＮ５端と接続され、前記第３下アーム制御入力端ＬＩＮ３が前記インテリジェントパワーモジュールの駆動ＩＣ回路１００のＩＮ６端と接続され、前記ＰＦＣ制御入力端ＰＦＣＩＮが前記インテリジェントパワーモジュールの駆動ＩＣ回路１００のＩＮ７端と接続され、前記インテリジェントパワーモジュールの駆動ＩＣ回路１００における上部ブリッジ駆動回路１０２の第１出力端ＨＯ１が抵抗Ｒ１１を介して前記第１上アームスイッチトランジスタＰＤ１１の制御端子と接続される。本実施例において、前記上部ブリッジ駆動回路１０２の第２出力端ＨＯ２が抵抗（図示せず）を介して前記第２上アームスイッチトランジスタ（図示せず）の制御端子と接続され（図７には前記第２上アームスイッチトランジスタの接続構造が示されず、その接続構造が前記第１上アームスイッチトランジスタＰＤ１１の接続構造と同じである）、前記上部ブリッジ駆動回路１０２の第３出力端ＨＯ３が抵抗（図示せず）を介して前記第３上アームスイッチトランジスタ（図示せず）の制御端子と接続される（図７には前記第３上アームスイッチトランジスタの接続構造が示されず、その接続構造は前記第１上アームスイッチトランジスタＰＤ１１の接続構造と同じである）。前記インテリジェントパワーモジュールの駆動ＩＣ回路１００における下部ブリッジ駆動回路１０３の第１出力端ＬＯ１は、抵抗Ｒ２１を介して前記第１下アームスイッチトランジスタＰＤ２１の制御端子と接続され、前記下部ブリッジ駆動回路１０３の第２出力端ＬＯ２は抵抗（図示せず）を介して、前記第２下アームスイッチトランジスタ（図示せず）の制御端子と接続され（図７には前記第２下アームスイッチトランジスタの接続構造が示されず、その接続構造が前記第１下アームスイッチトランジスタＰＤ２１の接続構造と同じである）、前記下部ブリッジ駆動回路１０３の第３出力端Ｌ０３は抵抗（図示せず）を介して、前記第３下アームスイッチトランジスタ（図示せず）の制御端子と接続される（図７には前記第３下アームスイッチトランジスタの接続構造が示されず、その接続構造が前記第１下アームスイッチトランジスタＰＤ２１の接続構造と同じである）。前記ＰＦＣ駆動回路１０５の出力端ＰＦＣＯが抵抗Ｒ３１を介して前記ＰＦＣスイッチトランジスタＰＤ３１の制御端子と接続される。本実施例において、前記第１上アームスイッチトランジスタＰＤ１１、第２上アームスイッチトランジスタ（図示せず）、第３上アームスイッチトランジスタ（図示せず）、第１下アームスイッチトランジスタＰＤ２１、第２下アームスイッチトランジスタ（図示せず）、第３下アームスイッチトランジスタ（図示せず）及び前記ＰＦＣスイッチトランジスタＰＤ３１は、Ｓｉ系ＩＧＢＴ又はＳｉＣ系ＭＯＳＦＥＴである。好ましくは、本実施例において、前記第１上アームスイッチトランジスタＰＤ１１、第２上アームスイッチトランジスタ（図示せず）、第３上アームスイッチトランジスタ（図示せず）、第１下アームスイッチトランジスタＰＤ２１、第２下アームスイッチトランジスタ（図示せず）、第３下アームスイッチトランジスタ（図示せず）は、Ｓｉ系ＩＧＢＴであり、前記ＰＦＣスイッチトランジスタＰＤ３１はＳｉＣ系ＭＯＳＦＥＴである。本実施例において、前記低電圧領域給電電源入力端ＶＣＣの電圧は１５Ｖ又は２０Ｖである。
本実施例において、前記インテリジェントパワーモジュール３００はさらに第１高電圧領域給電電源入力端Ｐ１、第２高電圧領域給電電源入力端Ｐ２、複数のフリーホイールダイオード（例えば図におけるＤ１１及びＤ２１）を含む。本実施例は、前記第１上アームスイッチトランジスタＰＤ１１、第２上アームスイッチトランジスタ（図示せず）、第３上アームスイッチトランジスタ（図示せず）、第１下アームスイッチトランジスタＰＤ２１、第２下アームスイッチトランジスタ（図示せず）、第３下アームスイッチトランジスタ（図示せず）がＳｉ系ＩＧＢＴであり、前記ＰＦＣスイッチトランジスタＰＤ３１がＳｉＣ系ＭＯＳＦＥＴである場合、前記第１上アームスイッチトランジスタＰＤ１１のコレクター、第２上アームスイッチトランジスタ（図示せず）のコレクター及び前記第３上アームスイッチトランジスタ（図示せず）のコレクターが前記第１高電圧領域給電電源入力端Ｐ１と接続され、前記第１上アームスイッチトランジスタＰＤ１１のエミッタが前記第１下アームスイッチトランジスタＰＤ２１のコレクターと接続され、前記第２上アームスイッチトランジスタ（図示せず）のエミッタが前記第２下アームスイッチトランジスタ（図示せず）のコレクターと接続され、前記第３上アームスイッチトランジスタ（図示せず）のエミッタが前記第３下アームスイッチトランジスタ（図示せず）のコレクターと接続され、前記第１下アームスイッチトランジスタＰＤ２１のエミッタ、前記第２下アームスイッチトランジスタ（図示せず）のエミッタ及び前記第３下アームスイッチトランジスタ（図示せず）のエミッタがいずれも抵抗Ｒ４２を介して接地する。本実施例において、前記ＰＦＣスイッチトランジスタＰＤ３１がＳｉＣ系ＮＭＯＳである場合、前記ＰＦＣスイッチトランジスタＰＤ３１のドレインが前記第２高電圧領域給電電源入力端Ｐ２と接続され、前記ＰＦＣスイッチトランジスタＰＤ３１のソースが抵抗Ｒ４１を介して接地し、フリーホイールダイオードＤ１１の陰極が前記第１上アームスイッチトランジスタＰＤ１１のコレクターと接続され、フリーホイールダイオードＤ１１の陽極が前記第１上アームスイッチトランジスタＰＤ１１のエミッタと接続され、フリーホイールダイオードＤ２１の陰極が前記第１下アームスイッチトランジスタＰＤ２１のコレクターと接続され、フリーホイールダイオードＤ２１の陽極が前記第１下アームスイッチトランジスタＰＤ２１のエミッタと接続される。同様に、前記第２上アームスイッチトランジスタ、前記第３上アームスイッチトランジスタ、前記第２下アームスイッチトランジスタ及び前記第３下アームスイッチトランジスタのコレクターとエミッタとの間にも、フリーホイールダイオード（図示せず）が接続される。本実施例において、前記第１上アームスイッチトランジスタＰＤ１１と前記第１下アームスイッチトランジスタＰＤ２１との接続ノード、前記第２上アームスイッチトランジスタと前記第２下アームスイッチトランジスタとの接続ノード、及び前記第３上アームスイッチトランジスタと前記第３下アームスイッチトランジスタとの接続ノードがモータＭと接続される。
本実施例によるインテリジェントパワーモジュール３００において、インテリジェントパワーモジュールの駆動ＩＣ回路１００内に前記第１電圧調整モジュール１０６及び前記第２電圧調整モジュール１０７が設けられており、かつ前記第１電圧調整モジュール１０６及び前記第２電圧調整モジュール１０７両方とも昇圧機能も、降圧機能も実現可能で、前記第１電圧調整制御入力端ＲＳ１及び前記第２電圧調整制御入力端ＲＳ２の電圧調整制御信号を調整することにより異なる駆動電圧間の切り替えを実現することができるため、従来のインテリジェントパワーモジュールにおける駆動ＩＣがＳｉＣ系パワースイッチングデバイスを直接に駆動できないという問題を解決できる。すなわち、本実施例によるインテリジェントパワーモジュールの駆動ＩＣ回路１００は、従来のＳｉ系パワースイッチングデバイス、例えばＳｉ系ＩＧＢＴデバイスの駆動に適用でき、ＳｉＣ系パワースイッチングデバイス、例えばＳｉＣ系ＭＯＳＦＥＴワイドバンドギャップパワースイッチングデバイスの駆動にも適用でき、すなわち、本実施例によるインテリジェントパワーモジュール３００は、柔軟性が高いとともに、電子制御設計の難度を低減させ、従来のＳｉ系パワースイッチングデバイスとＳｉＣ系パワースイッチングデバイスの両方が必要とされる場合に非常に適し、ＳｉＣ系パワースイッチングデバイスの性能の有効利用及びその使用の普及を促進する。
図８は本出願によるインテリジェントパワーモジュールの第２実施例の構造概略図である。図８を参照し、該インテリジェントパワーモジュール４００は、低電圧領域給電電源入力端ＶＣＣ、電圧調整端ＣＴＲ、第１上アーム制御入力端ＨＩＮ１、第２上アーム制御入力端ＨＩＮ２、第３上アーム制御入力端ＨＩＮ３、第１下アーム制御入力端ＬＩＮ１、第２下アーム制御入力端ＬＩＮ２、第３下アーム制御入力端ＬＩＮ３、ＰＦＣ制御入力端ＰＦＣＩＮ、複数の抵抗（例えば図における抵抗Ｒ１１、抵抗Ｒ２１、抵抗Ｒ３１、抵抗Ｒ４１及び抵抗Ｒ４２）、第１上アームスイッチトランジスタＰＤ１１、第２上アームスイッチトランジスタ（図示せず）、第３上アームスイッチトランジスタ（図示せず）、第１下アームスイッチトランジスタＰＤ２１、第２下アームスイッチトランジスタ（図示せず）、第３下アームスイッチトランジスタ（図示せず）、ＰＦＣスイッチトランジスタＰＤ３１及びインテリジェントパワーモジュールの駆動ＩＣ回路を含み、本実施例における前記インテリジェントパワーモジュールの駆動ＩＣ回路は、例えば前記インテリジェントパワーモジュールの駆動ＩＣ回路２００（すなわち図４に示すインテリジェントパワーモジュールの駆動ＩＣ回路２００に対応する）である。
図８及び図４を参照して、本実施例において、前記低電圧領域給電電源入力端ＶＣＣは前記インテリジェントパワーモジュールの駆動ＩＣ回路２００の動作電圧入力端ＶＤＤ０と接続され、前記電圧調整端ＣＴＲが前記インテリジェントパワーモジュールの駆動ＩＣ回路２００の電圧調整制御入力端ＲＳと接続される。この実施例における他の構成要素の接続関係は、上記インテリジェントパワーモジュール３００と同じであり、その詳細をここでは説明しない。
なお、本実施例において、前記第１上アームスイッチトランジスタＰＤ１１、第２上アームスイッチトランジスタ（図示せず）、第３上アームスイッチトランジスタ（図示せず）、第１下アームスイッチトランジスタＰＤ２１、第２下アームスイッチトランジスタ（図示せず）、第３下アームスイッチトランジスタ（図示せず）及び前記ＰＦＣスイッチトランジスタＰＤ３１はＳｉ系ＩＧＢＴである。あるいは、前記第１上アームスイッチトランジスタＰＤ１１、第２上アームスイッチトランジスタ（図示せず）、第３上アームスイッチトランジスタ（図示せず）、第１下アームスイッチトランジスタＰＤ２１、第２下アームスイッチトランジスタ（図示せず）、第３下アームスイッチトランジスタ（図示せず）及び前記ＰＦＣスイッチトランジスタＰＤ３１はＳｉ系ＩＧＢＴ又はＳｉＣ系ＭＯＳＦＥＴである。
本実施例において、前記低電圧領域給電電源入力端ＶＣＣの電圧が１５Ｖである場合、前記インテリジェントパワーモジュールの駆動ＩＣ回路２００は図６に示す前記電圧調整モジュール１０８を用いる。具体的に、前記第１上アームスイッチトランジスタＰＤ１１、第２上アームスイッチトランジスタ（図示せず）、第３上アームスイッチトランジスタ（図示せず）、第１下アームスイッチトランジスタＰＤ２１、第２下アームスイッチトランジスタ（図示せず）、第３下アームスイッチトランジスタ（図示せず）及び前記ＰＦＣスイッチトランジスタＰＤ３１がＳｉ系ＩＧＢＴである場合、本実施例では、前記電圧調整制御入力端ＲＳの電圧調整制御信号を制御することにより、前記電圧調整モジュール１０８における前記アナログスイッチ１０８２’を０とマークされた端子にスイッチさせ、前記電圧調整モジュール１０８がＳｉ系パワースイッチングデバイスの駆動に適する１５Ｖの駆動電圧を直接出力する。本実施例において、前記第１上アームスイッチトランジスタＰＤ１１、第２上アームスイッチトランジスタ（図示せず）、第３上アームスイッチトランジスタ（図示せず）、第１下アームスイッチトランジスタＰＤ２１、第２下アームスイッチトランジスタ（図示せず）、第３下アームスイッチトランジスタ（図示せず）及び前記ＰＦＣスイッチトランジスタＰＤ３１がＳｉＣ系パワースイッチングデバイスである場合、本実施例では、前記電圧調整制御入力端ＲＳの電圧調整制御信号を制御することにより、前記電圧調整モジュール１０８における前記アナログスイッチ１０８２’を１とマークされた端子にスイッチさせ、前記電圧調整モジュール１０８が前記動作電圧入力端ＶＤＤ０により入力された１５Ｖ電圧を昇圧処理して、ＳｉＣ系パワースイッチングデバイスの駆動に適する２０Ｖの駆動電圧を出力する。
本実施例において、前記低電圧領域給電電源入力端ＶＣＣの電圧が２０Ｖである場合、前記インテリジェントパワーモジュールの駆動ＩＣ回路２００は図５に示す前記電圧調整モジュール１０８を用いる。具体的に、前記第１上アームスイッチトランジスタＰＤ１１、第２上アームスイッチトランジスタ（図示せず）、第３上アームスイッチトランジスタ（図示せず）、第１下アームスイッチトランジスタＰＤ２１、第２下アームスイッチトランジスタ（図示せず）、第３下アームスイッチトランジスタ（図示せず）及び前記ＰＦＣスイッチトランジスタＰＤ３１がＳｉ系パワースイッチングデバイスである場合、本実施例では、前記電圧調整制御入力端ＲＳの電圧調整制御信号を制御することにより、前記電圧調整モジュール１０８における前記アナログスイッチ１０８２をを１とマークされた端子にスイッチさせ、前記電圧調整モジュール１０８が前記動作電圧入力端ＶＤＤ０により入力された２０Ｖ電圧を降圧処理し、Ｓｉ系パワースイッチングデバイスの駆動に適する１５Ｖの駆動電圧を出力する。本実施例において、前記第１上アームスイッチトランジスタＰＤ１１、第２上アームスイッチトランジスタ（図示せず）、第３上アームスイッチトランジスタ（図示せず）、第１下アームスイッチトランジスタＰＤ２１、第２下アームスイッチトランジスタ（図示せず）、第３下アームスイッチトランジスタ（図示せず）及び前記ＰＦＣスイッチトランジスタＰＤ３１がＳｉＣ系パワースイッチングデバイスである場合、本実施例では、前記電圧調整制御入力端ＲＳの電圧調整制御信号を制御することにより、前記電圧調整モジュール１０８における前記アナログスイッチ１０８２を０とマークされた端子にスイッチさせ、前記電圧調整モジュール１０８がＳｉＣ系パワースイッチングデバイスの駆動に適する２０Ｖの駆動電圧を直接出力する。
前述したように、本実施例によるインテリジェントパワーモジュール４００において、前記インテリジェントパワーモジュールの駆動ＩＣ回路２００内に前記電圧調整モジュール１０８が設けられ、本実施例における前記電圧調整モジュール１０８が降圧機能（図５に対応する）又は昇圧機能（図６に対応する）を実現することができるため、本実施例によるインテリジェントパワーモジュール４００内の前記第１上アームスイッチトランジスタＰＤ１１、第２上アームスイッチトランジスタ（図示せず）、第３上アームスイッチトランジスタ（図示せず）、第１下アームスイッチトランジスタＰＤ２１、第２下アームスイッチトランジスタ（図示せず）、第３下アームスイッチトランジスタ（図示せず）及び前記ＰＦＣスイッチトランジスタＰＤ３１がいずれもＳｉ系パワースイッチングデバイスであるか、又は前記第１上アームスイッチトランジスタＰＤ１１、第２上アームスイッチトランジスタ（図示せず）、第３上アームスイッチトランジスタ（図示せず）、第１下アームスイッチトランジスタＰＤ２１、第２下アームスイッチトランジスタ（図示せず）、第３下アームスイッチトランジスタ（図示せず）及び前記ＰＦＣスイッチトランジスタＰＤ３１がいずれもＳｉＣ系パワースイッチングデバイスである場合、本実施例では、前記電圧調整制御入力端ＲＳの電圧調整制御信号を調整することにより、異なる駆動電圧間の切り替えを実現することができ、従来のインテリジェントパワーモジュールの駆動ＩＣがＳｉＣ系パワースイッチングデバイスを直接に駆動できないという問題を解決できる。すなわち本実施例によるインテリジェントパワーモジュールの駆動ＩＣ回路２００は従来のＳｉ系パワースイッチングデバイス、例えばＳｉ系ＩＧＢＴデバイスの駆動に適用でき、ＳｉＣ系パワースイッチングデバイス、例えばＳｉＣ系ＭＯＳＦＥＴワイドバンドギャップパワースイッチングデバイスの駆動にも適用できる。すなわち、本実施例によるインテリジェントパワーモジュール４００は、柔軟性が高いとともに、電子制御設計の難度を低減させ、本実施例によるインテリジェントパワーモジュール４００はスイッチトランジスタが全部従来のＳｉ系パワースイッチングデバイスを用いる場合、又はスイッチトランジスタが全部ＳｉＣ系パワースイッチングデバイスを用いる場合に非常に適し、ＳｉＣ系パワースイッチングデバイスの性能の有効利用及びその使用の普及を促進する。
本出願はインテリジェントパワーモジュールの駆動ＩＣ回路５００を提供し、インテリジェントパワーモジュールの集積度をさらに改善し、インテリジェントパワーモジュールのコストを削減し、インテリジェントパワーモジュールの信頼性を向上させる。
図９は本出願によるインテリジェントパワーモジュールの駆動ＩＣ回路の一実施例の構造概略図であり、図９を参照して、本実施例において、該インテリジェントパワーモジュールの駆動ＩＣ回路５００は第１上部ブリッジ制御信号入力端ＨＩＮ１、第２上部ブリッジ制御信号入力端ＨＩＮ２、第３上部ブリッジ制御信号入力端ＨＩＮ３、第４上部ブリッジ制御信号入力端ＨＩＮ４、第５上部ブリッジ制御信号入力端ＨＩＮ５、第６上部ブリッジ制御信号入力端ＨＩＮ６、第１下部ブリッジ制御信号入力端ＬＩＮ１、第２下部ブリッジ制御信号入力端ＬＩＮ２、第３下部ブリッジ制御信号入力端ＬＩＮ３、第４下部ブリッジ制御信号入力端ＬＩＮ４、第５下部ブリッジ制御信号入力端ＬＩＮ５、第６下部ブリッジ制御信号入力端ＬＩＮ６、ＰＦＣ制御信号入力端ＰＦＣＩＮ、ロジック入力バッファ回路５０１、第１上部ブリッジ駆動回路５０２、第１下部ブリッジ駆動回路５０３、第２上部ブリッジ駆動回路５０４、第２下部ブリッジ駆動回路５０５及びＰＦＣ駆動回路５０６を含む。
前記ロジック入力バッファ回路５０１は、前記第１上部ブリッジ制御信号入力端ＨＩＮ１、第２上部ブリッジ制御信号入力端ＨＩＮ２及び前記第３上部ブリッジ制御信号入力端ＨＩＮ３により入力された制御信号を全波フィルタリング処理し、全波フィルタリング処理した後の制御信号を前記第１上部ブリッジ駆動回路５０２に出力する。前記ロジック入力バッファ回路５０１は、前記第１下部ブリッジ制御信号入力端ＬＩＮ１、第２下部ブリッジ制御信号入力端ＬＩＮ２及び前記第３下部ブリッジ制御信号入力端ＬＩＮ３により入力された制御信号を全波フィルタリング処理し、全波フィルタリング処理した後の制御信号を前記第１下部ブリッジ駆動回路５０３に出力する。前記ロジック入力バッファ回路５０１は前記第４上部ブリッジ制御信号入力端ＨＩＮ４、第５上部ブリッジ制御信号入力端ＨＩＮ５及び前記第６上部ブリッジ制御信号入力端ＨＩＮ６により入力された制御信号を全波フィルタリング処理し、全波フィルタリング処理した後の制御信号を前記第２上部ブリッジ駆動回路５０４に出力する。前記ロジック入力バッファ回路５０１は前記第４下部ブリッジ制御信号入力端ＬＩＮ４、第５下部ブリッジ制御信号入力端ＬＩＮ５及び前記第６下部ブリッジ制御信号入力端ＬＩＮ６により入力された制御信号を全波フィルタリング処理し、全波フィルタリング処理した後の制御信号を前記第２下部ブリッジ駆動回路５０５に出力する。前記ロジック入力バッファ回路５０１は前記ＰＦＣ制御信号入力端ＰＦＣＩＮにより入力された制御信号を全波フィルタリング処理し、全波フィルタリング処理した後の制御信号を前記ＰＦＣ駆動回路５０６に出力する。
前記第１上部ブリッジ駆動回路５０２は、前記ロジック入力バッファ回路５０１により出力された制御信号に基づいて、外部第１モータ（図示せず）に対応する上アームスイッチトランジスタ（図示せず）の動作を駆動する。なお、外部第１モータに対応する上アームスイッチトランジスタは３つのスイッチトランジスタを含み、したがって、前記第１上部ブリッジ駆動回路５０２の出力端が第１出力端ＨＯ１、第２出力端ＨＯ２及び第３出力端ＨＯ３を含む。
前記第１下部ブリッジ駆動回路５０３は、前記ロジック入力バッファ回路５０１により出力された制御信号に基づいて、外部第１モータに対応する下アームスイッチトランジスタ（図示せず）の動作を駆動する。なお、外部第１モータに対応する下アームスイッチトランジスタも３つのスイッチトランジスタを含み、したがって、前記第１下部ブリッジ駆動回路５０３の出力端が第１出力端ＬＯ１、第２出力端ＬＯ２及び第３出力端ＬＯ３を含む。
前記第２上部ブリッジ駆動回路５０４は、前記ロジック入力バッファ回路５０１により出力された制御信号に基づいて、外部第２モータ（図示せず）に対応する上アームスイッチトランジスタ（図示せず）の動作を駆動する。なお、外部第２モータに対応する上アームスイッチトランジスタは３つのスイッチトランジスタを含み、したがって、前記第２上部ブリッジ駆動回路５０４の出力端が第１出力端ＨＯ４、第２出力端ＨＯ５及び第３出力端ＨＯ６を含む。
前記第２下部ブリッジ駆動回路５０５は、前記ロジック入力バッファ回路５０１により出力された制御信号に基づいて、外部第２モータに対応する下アームスイッチトランジスタ（図示せず）の動作を駆動する。なお、外部第２モータに対応する下アームスイッチトランジスタも３つのスイッチトランジスタを含み、したがって、前記第２下部ブリッジ駆動回路５０５の出力端が第１出力端ＬＯ４、第２出力端ＬＯ５及び第３出力端ＬＯ６を含む。
前記ＰＦＣ駆動回路５０６は、前記ロジック入力バッファ回路５０１により出力された制御信号に基づいて、外部ＰＦＣスイッチトランジスタ（図示せず）の動作を駆動し、前記ＰＦＣ駆動回路５０６の出力端がＰＦＣＯである。
さらに、本実施例によるインテリジェントパワーモジュールの駆動ＩＣ回路５００はさらにイネーブル端ＥＮ、エラー信号出力端ＦＡＵＬＴ、リセット端ＲＳ、保護回路５０７、エラー判定ロジック回路５０８及び駆動ロジック回路５０９を含む。前記駆動ＩＣ回路５００はリセット端ＲＳがリセット信号を入力するときにリセットする。
具体的に、前記保護回路５０７は、本実施例によるインテリジェントパワーモジュールの駆動ＩＣ回路５００の低圧側給電電源入力端ＶＤＤ（すなわち駆動電圧入力ポート）が電圧不足のとき、第１電圧不足保護信号を前記エラー判定ロジック回路５０８に出力し、上記各前記スイッチトランジスタの任意の１つのスイッチトランジスタに過電流が発生した場合、過電流保護信号を前記エラー判定ロジック回路５０８に出力し、及び前記インテリジェントパワーモジュールが過熱した場合、過熱保護信号を前記エラー判定ロジック回路５０８に出力する。
前記エラー判定ロジック回路５０８は、前記第１電圧不足保護信号、前記過電流保護信号又は／及び前記過熱保護信号を受信した場合、エラー信号を前記エラー信号出力端ＦＵＡＬＴに出力する。
前記駆動ロジック回路５０９は、前記エラー判定ロジック回路５０８が前記エラー信号を出力せず、かつ前記イネーブル端ＥＮがイネーブル信号を入力した場合、起動信号を前記ロジック入力バッファ回路５０１に出力し、前記第１上部ブリッジ駆動回路５０２、前記第１下部ブリッジ駆動回路５０３、前記第２上部ブリッジ駆動回路５０４、前記第２下部ブリッジ駆動回路５０５及び前記ＰＦＣ駆動回路５０６を制御して動作を開始させる。
さらに、本実施例において、前記保護回路５０７は低圧側電圧不足保護回路５０７１、過電流保護回路５０７２及び過熱保護回路５０７３を含む。
前記低圧側電圧不足保護回路５０７１は、本実施例によるインテリジェントパワーモジュールの駆動ＩＣ回路５００の低圧側給電電源入力端ＶＤＤが電圧不足のとき、第１電圧不足保護信号を前記エラー判定ロジック回路５０８に出力する。
前記過電流保護回路５０７２は、上記各前記スイッチトランジスタの任意の１つのスイッチトランジスタに過電流が発生した場合、過電流保護信号を前記エラー判定ロジック回路５０８に出力する。
前記過熱保護回路５０７３は、前記インテリジェントパワーモジュールが過熱した場合、過熱保護信号を前記エラー判定ロジック回路５０８に出力する。
さらに、本実施例によるインテリジェントパワーモジュールの駆動ＩＣ回路５００はさらに高圧側電圧不足保護回路５１０を含み、前記高圧側電圧不足保護回路５１０は、本実施例によるインテリジェントパワーモジュールの駆動ＩＣ回路５００の高圧側給電電源入力端（図示せず）が電圧不足のとき、第２電圧不足保護信号を前記ロジック入力バッファ回路５０１に出力し、前記第１上部ブリッジ駆動回路５０２、第１下部ブリッジ駆動回路５０３、第２上部ブリッジ駆動回路５０４、第２下部ブリッジ駆動回路５０５及びＰＦＣ駆動回路５０６を制御して動作を停止させる。
本実施例によるインテリジェントパワーモジュールの駆動ＩＣ回路５００は、外部第１モータに対応する上アームスイッチトランジスタの動作を駆動するための前記第１上部ブリッジ駆動回路５０２、外部第１モータに対応する下アームスイッチトランジスタの動作を駆動するための前記第１下部ブリッジ駆動回路５０３、外部第２モータに対応する上アームスイッチトランジスタの動作を駆動するための前記第２上部ブリッジ駆動回路５０４、外部第２モータに対応する下アームスイッチトランジスタの動作を駆動するための前記第２下部ブリッジ駆動回路５０５、及び前記ＰＦＣ駆動回路５０６を同じＩＣチップに統合することにより、本実施例のインテリジェントパワーモジュールの駆動ＩＣ回路５００が従来の技術におけるインテリジェントパワーモジュールの駆動ＩＣ回路に対し、インテリジェントパワーモジュールの集積度をさらに向上させ、インテリジェントパワーモジュールのコストを削減するとともに、インテリジェントパワーモジュールの信頼性を向上させた。
本出願はさらにインテリジェントパワーモジュールを提供し、図１０が本出願によるインテリジェントパワーモジュールの一実施例の構造概略図である。図９及び図１０を参照し、該インテリジェントパワーモジュール６００はＰＦＣスイッチトランジスタＱ５と、複数の抵抗（例えば抵抗Ｒ１、抵抗Ｒ２、抵抗Ｒ３、抵抗Ｒ４、抵抗Ｒ５）と、外部第１モータＭ１に対応する第１上アームスイッチトランジスタＱ１、第２上アームスイッチトランジスタ（図示せず）、第３上アームスイッチトランジスタ（図示せず）、第１下アームスイッチトランジスタＱ２、第２下アームスイッチトランジスタ（図示せず）及び第３下アームスイッチトランジスタ（図示せず）と、外部第２モータに対応する第４上アームスイッチトランジスタＱ３、第５上アームスイッチトランジスタ（図示せず）、第６上アームスイッチトランジスタ（図示せず）、第４下アームスイッチトランジスタＱ４、第５下アームスイッチトランジスタ（図示せず）及び第６下アームスイッチトランジスタ（図示せず）と、例えば前記インテリジェントパワーモジュールの駆動ＩＣ回路５００（すなわち図９に示すインテリジェントパワーモジュールの駆動ＩＣ回路５００）とを含む。
具体的に、本実施例において、前記駆動ＩＣ回路５００における第１上部ブリッジ駆動回路５０２の第１出力端ＨＯ１は前記抵抗Ｒ１を介して前記第１上アームスイッチトランジスタＱ１の制御端子と接続され、前記第１上部ブリッジ駆動回路５０２の第２出力端ＨＯ２が抵抗（図示せず）を介して前記第２上アームスイッチトランジスタ（図示せず）の制御端子と接続され（すなわち図１０には前記第２上アームスイッチトランジスタの接続構造が示されず、その接続構造が前記第１上アームスイッチトランジスタＱ１の接続構造と同じである）、前記第１上部ブリッジ駆動回路５０２の第３出力端ＨＯ３が抵抗（図示せず）を介して、前記第３上アームスイッチトランジスタ（図示せず）の制御端子と接続され（すなわち、図１０には前記第３上アームスイッチトランジスタの接続構造が示されず、その接続構造が前記第１上アームスイッチトランジスタＱ１の接続構造と同じである）、前記駆動ＩＣ回路５００における第１下部ブリッジ駆動回路５０３の第１出力端ＬＯ１が抵抗Ｒ２を介して前記第１下アームスイッチトランジスタＱ２の制御端子と接続され、前記第１下部ブリッジ駆動回路５０３の第２出力端ＬＯ２が抵抗（図示せず）を介して、前記第２下アームスイッチトランジスタ（図示せず）の制御端子と接続され（すなわち図１０には前記第２下アームスイッチトランジスタの接続構造が示されず、その接続構造が前記第１下アームスイッチトランジスタＱ２の接続構造と同じである）、前記第１下部ブリッジ駆動回路５０３の第３出力端ＬＯ３が抵抗（図示せず）を介して、前記第３下アームスイッチトランジスタ（図示せず）の制御端子と接続される（すなわち図１０には前記第３下アームスイッチトランジスタの接続構造が示されず、その接続構造が前記第１下アームスイッチトランジスタＱ２の接続構造と同じである）。
前記駆動ＩＣ回路５００における第２上部ブリッジ駆動回路５０４の第１出力端ＨＯ４が抵抗Ｒ３を介して前記第４上アームスイッチトランジスタＱ３の制御端子と接続され、前記第２上部ブリッジ駆動回路５０４の第２出力端ＨＯ５が抵抗（図示せず）を介して前記第５上アームスイッチトランジスタ（図示せず）の制御端子と接続され（すなわち図１０には前記第５上アームスイッチトランジスタの接続構造が示されず、その接続構造が前記第４上アームスイッチトランジスタＱ３の接続構造と同じである）、前記第２上部ブリッジ駆動回路５０４の第３出力端ＨＯ６が抵抗（図示せず）を介して、前記第６上アームスイッチトランジスタ（図示せず）の制御端子と接続され（すなわち、図１０には前記第６上アームスイッチトランジスタの接続構造が示されず、その接続構造が前記第４上アームスイッチトランジスタＱ３の接続構造と同じである）、前記駆動ＩＣ回路５００における第２下部ブリッジ駆動回路５０５の第１出力端ＬＯ４が抵抗Ｒ４を介して前記第４下アームスイッチトランジスタＱ４の制御端子と接続され、前記第２下部ブリッジ駆動回路５０５の第２出力端ＬＯ５が抵抗（図示せず）を介して、前記第５下アームスイッチトランジスタ（図示せず）の制御端子と接続され（すなわち、図１０には前記第５下アームスイッチトランジスタの接続構造が示されず、その接続構造が前記第４下アームスイッチトランジスタＱ４の接続構造と同じである）、前記第２下部ブリッジ駆動回路５０５の第３出力端ＬＯ６が抵抗（図示せず）を介して前記第６下アームスイッチトランジスタ（図示せず）の制御端子と接続される（すなわち、図１０には前記第６下アームスイッチトランジスタの接続構造が示されず、その接続構造が前記第４下アームスイッチトランジスタＱ４の接続構造と同じである）。本実施例において、前記駆動ＩＣ回路５００におけるＰＦＣ駆動回路５０６の出力端ＰＦＣＯが抵抗Ｒ５を介して前記ＰＦＣスイッチトランジスタＱ５の制御端子と接続される。本実施例において、前記駆動ＩＣ回路５００の低圧側給電電源入力端ＶＤＤが外部第１モータＭ１、外部第２モータＭ２及び前記ＰＦＣ駆動回路５０６に駆動電圧を提供する。
本実施例によるインテリジェントパワーモジュール６００はさらに第１電流サンプリング抵抗Ｒ６、第２電流サンプリング抵抗Ｒ７及び第３電流サンプリング抵抗Ｒ８を含む。前記第１電流サンプリング抵抗Ｒ６の第１端は前記ＰＦＣスイッチトランジスタＱ５の電流出力端と接続され、前記第１電流サンプリング抵抗Ｒ６の第２端が接地する。前記第２電流サンプリング抵抗Ｒ７の第１端がそれぞれ前記第１下アームスイッチトランジスタＱ２、前記第２下アームスイッチトランジスタ（図示せず）及び前記第３下アームスイッチトランジスタ（図示せず）の電流出力端と接続され、前記第２電流サンプリング抵抗Ｒ７の第２端が接地する。前記第３電流サンプリング抵抗Ｒ８の第１端がそれぞれ前記第４下アームスイッチトランジスタＱ４、前記第５下アームスイッチトランジスタ（図示せず）及び前記第６下アームスイッチトランジスタ（図示せず）の電流出力端と接続され、前記第３電流サンプリング抵抗Ｒ８の第２端が接地する。本実施例において、前記第１電流サンプリング抵抗Ｒ６の第１端はさらに前記駆動ＩＣ回路５００における前記過電流保護回路５０７２の第１入力端と接続され、前記第２電流サンプリング抵抗Ｒ７の第１端がさらに前記駆動ＩＣ回路５００における前記過電流保護回路５０７２の第２入力端と接続され、前記第３電流サンプリング抵抗Ｒ８の第１端がさらに前記駆動ＩＣ回路５００における前記過電流保護回路５０７２の第３入力端と接続される。
本実施例によるインテリジェントパワーモジュール６００は、本実施例によるインテリジェントパワーモジュール６００の温度を検出する温度検出回路６０１をさらに含み、前記温度検出回路６０１が前記駆動ＩＣ回路５００における前記過熱保護回路５０７３の入力端と接続される。
本実施例において、前記ＰＦＣスイッチトランジスタＱ５、第１上アームスイッチトランジスタＱ１、第２上アームスイッチトランジスタ（図示せず）、第３上アームスイッチトランジスタ（図示せず）、第１下アームスイッチトランジスタＱ２、第２下アームスイッチトランジスタ（図示せず）、第３下アームスイッチトランジスタ（図示せず）、第４上アームスイッチトランジスタＱ３、第５上アームスイッチトランジスタ（図示せず）、第６上アームスイッチトランジスタ（図示せず）、第４下アームスイッチトランジスタＱ４、第５下アームスイッチトランジスタ（図示せず）及び前記第６下アームスイッチトランジスタ（図示せず）は、ＩＧＢＴである。
本実施例によるインテリジェントパワーモジュール６００はさらに第１高電圧領域給電電源入力端Ｐ１、第２高電圧領域給電電源入力端Ｐ２、複数のフリーホイールダイオード（例えばフリーホイールダイオードＦＲＤ１、フリーホイールダイオードＦＲＤ２、フリーホイールダイオードＦＲＤ３、フリーホイールダイオードＦＲＤ４及びフリーホイールダイオードＦＲＤ５）、ＰＦＣ信号出力端ＰＦＣＯＵＴ及び第１ダイオードＤ１を含む。具体的には、本実施例において、前記第１上アームスイッチトランジスタＱ１のコレクター、第２上アームスイッチトランジスタ（図示せず）のコレクター、前記第３上アームスイッチトランジスタ（図示せず）のコレクター、第４上アームスイッチトランジスタＱ３のコレクター、第５上アームスイッチトランジスタ（図示せず）のコレクター、前記第６上アームスイッチトランジスタ（図示せず）のコレクターが前記第１高電圧領域給電電源入力端Ｐ１と接続され、前記第１上アームスイッチトランジスタＱ１のエミッタが前記第１下アームスイッチトランジスタＱ２のコレクターと接続され、前記第２上アームスイッチトランジスタ（図示せず）のエミッタが前記第２下アームスイッチトランジスタ（図示せず）のコレクターと接続され、前記第３上アームスイッチトランジスタ（図示せず）のエミッタが前記第３下アームスイッチトランジスタ（図示せず）のコレクターと接続され、前記第４上アームスイッチトランジスタＱ３のエミッタが前記第４下アームスイッチトランジスタＱ４のコレクターと接続され、前記第５上アームスイッチトランジスタ（図示せず）のエミッタが前記第５下アームスイッチトランジスタ（図示せず）のコレクターと接続され、前記第６上アームスイッチトランジスタ（図示せず）のエミッタが前記第６下アームスイッチトランジスタ（図示せず）のコレクターと接続される。前記第１下アームスイッチトランジスタＱ２のエミッタ、前記第２下アームスイッチトランジスタ（図示せず）のエミッタ及び前記第３下アームスイッチトランジスタ（図示せず）のエミッタが前記第２電流サンプリング抵抗Ｒ７の第１端と接続され、前記第４下アームスイッチトランジスタＱ４のエミッタ、前記第５下アームスイッチトランジスタ（図示せず）のエミッタ及び前記第６下アームスイッチトランジスタ（図示せず）のエミッタが前記第３電流サンプリング抵抗Ｒ８の第１端と接続され、前記ＰＦＣスイッチトランジスタＱ５のコレクターがそれぞれ前記ＰＦＣ信号出力端ＰＦＣＯＵＴ及び前記第１ダイオードＤ１の陽極と接続され、前記第１ダイオードＤ１の陰極が前記第２高電圧領域給電電源入力端Ｐ２と接続され、前記ＰＦＣスイッチトランジスタＱ５のエミッタが前記第１電流サンプリング抵抗Ｒ６の第１端と接続される。
本実施例において、フリーホイールダイオードＦＲＤ１の陰極が前記第１上アームスイッチトランジスタＱ１のコレクターと接続され、フリーホイールダイオードＦＲＤ１の陽極が前記第１上アームスイッチトランジスタＱ１のエミッタと接続され、フリーホイールダイオードＦＲＤ２の陰極が前記第１下アームスイッチトランジスタＱ２のコレクターと接続され、フリーホイールダイオードＦＲＤ２の陽極が前記第１下アームスイッチトランジスタＱ２のエミッタと接続され、フリーホイールダイオードＦＲＤ３の陰極が前記第４上アームスイッチトランジスタＱ３のコレクターと接続され、フリーホイールダイオードＦＲＤ３の陽極が前記第４上アームスイッチトランジスタＱ３のエミッタと接続され、フリーホイールダイオードＦＲＤ４の陰極が前記第４下アームスイッチトランジスタＱ４のコレクターと接続され、フリーホイールダイオードＦＲＤ４の陽極が前記第４下アームスイッチトランジスタＱ４のエミッタと接続され、同様に、他の各スイッチトランジスタのコレクターとエミッタとの間にフリーホイールダイオード（図示せず）が接続され、ここでは詳しく説明しない。
本実施例において、前記第１上アームスイッチトランジスタＱ１と前記第１下アームスイッチトランジスタＱ２との接続ノード、前記第２上アームスイッチトランジスタと前記第２下アームスイッチトランジスタとの接続ノード及び前記第３上アームスイッチトランジスタと前記第３下アームスイッチトランジスタとの接続ノードが外部第１モータＭ１と接続され、前記第４上アームスイッチトランジスタＱ３と前記第４下アームスイッチトランジスタＱ４との接続ノード、前記第５上アームスイッチトランジスタと前記第５下アームスイッチトランジスタとの接続ノード、及び前記第６上アームスイッチトランジスタと前記第６下アームスイッチトランジスタとの接続ノードが外部第２モータＭ２と接続される。本実施例によるインテリジェントパワーモジュール６００はエアコン（例えばインバータエアコン）に用いられる場合、前記第１モータＭ１がエアコンのファンであってもよく、前記第２モータＭ２がエアコンのコンプレッサであってもよい。
本実施例のインテリジェントパワーモジュール６００は内部の前記駆動ＩＣ回路５００が第１上部ブリッジ駆動回路５０２、前記第１下部ブリッジ駆動回路５０３、前記第２上部ブリッジ駆動回路５０４、前記第２下部ブリッジ駆動回路５０５及び前記ＰＦＣ駆動回路５０６をすべて同じＩＣチップ内に統合することにより、本実施例のインテリジェントパワーモジュール６００が従来の技術におけるインテリジェントパワーモジュールに対し、インテリジェントパワーモジュールの集積度をさらに向上させ、インテリジェントパワーモジュールのコストを削減した。さらに、本実施例によるインテリジェントパワーモジュール６００の外部第１モータＭ１、外部第２モータＭ２及びＰＦＣスイッチトランジスタＱ５などが１つの保護回路５０７を共有する。具体的に、本実施例では、前記駆動ＩＣ回路５００の低圧側給電電源入力端ＶＤＤが電圧不足のとき、前記保護回路５０７における前記低圧側電圧不足保護回路５０７１が第１電圧不足保護信号を前記エラー判定ロジック回路５０８に出力し、本実施例では、上記各前記スイッチトランジスタの任意の１つのスイッチトランジスタに過電流が発生した場合、前記保護回路５０７における前記過電流保護回路５０７２が過電流保護信号を前記エラー判定ロジック回路５０８に出力し、本実施例のインテリジェントパワーモジュール６００の温度が高すぎる場合、前記保護回路５０７における前記過熱保護回路５０７３が過熱保護信号を前記エラー判定ロジック回路５０８に出力する。前記エラー判定ロジック回路５０８は前記第１電圧不足保護信号、前記過電流保護信号又は／及び前記過熱保護信号を受信した場合、エラー信号を前記エラー信号出力端ＦＵＡＬＴに出力する。前記エラー信号出力端ＦＵＡＬＴが外部コントローラ（図示せず）と接続され、外部コントローラが前記エラー信号を受信した場合、外部コントローラが対応する制御信号を前記駆動ＩＣ回路５００に出力し、前記第１上部ブリッジ駆動回路５０２、前記第１下部ブリッジ駆動回路５０３、前記第２上部ブリッジ駆動回路５０４、前記第２下部ブリッジ駆動回路５０５及び前記ＰＦＣ駆動回路５０６を制御して動作を停止させ、さらに第１モータＭ１、第２モータＭ２及び前記ＰＦＣスイッチトランジスタＱ５を制御して動作を停止させる。同様に、本実施例では、前記駆動ＩＣ回路５００の高圧側給電電源入力端（図示せず）に電圧不足のとき、前記高圧側電圧不足保護回路５１０が第２電圧不足保護信号を前記ロジック入力バッファ回路５０１に出力し、前記第１上部ブリッジ駆動回路５０２、第１下部ブリッジ駆動回路５０３、第２上部ブリッジ駆動回路５０４、第２下部ブリッジ駆動回路５０５及びＰＦＣ駆動回路５０６を制御して動作を停止させる。すなわち、本実施例は、別々のデバイスのうちの１つに問題が生じても他のモジュールが動作し続けることを効果的に防止し、それにより本実施例のインテリジェントパワーモジュール６００をよりよく保護し、インテリジェントパワーモジュール６００の信頼性を向上させた。
前述したように、本実施例のインテリジェントパワーモジュール６００は高集積化された前記駆動ＩＣ回路５００を採用し、本実施例のインテリジェントパワーモジュール６００は１つの保護回路５０７を共有することで、高集積インテリジェントパワーモジュール（高集積ＩＰＭとも呼ばれる）の内部構造を単純化し、インテリジェントパワーモジュールの集積度及び信頼性を大幅に向上させるとともに、コストも削減し、体積を小さくした。本実施例のインテリジェントパワーモジュール６００はさらにインテリジェントパワーモジュールの内部配線難度を低下させた。本実施例のインテリジェントパワーモジュール６００は単純で合理的な構造を有し、柔軟に操作でき、低コスト、高集積度、高信頼性及び広い応用範囲の利点を持っている。
本出願はさらにエアコンを提供し、該エアコンがインテリジェントパワーモジュールを含み、該インテリジェントパワーモジュールの構造については、上記実施例を参照してもよく、ここで繰り返して説明しない。もちろん、本実施例のエアコンは上記インテリジェントパワーモジュールの技術的解決手段を用いたため、該エアコンは上記インテリジェントパワーモジュールの全ての有利な効果を有する。
上記は本出願の好ましい実施例に過ぎず、本出願の特許の範囲を限定するものではなく、本出願の明細書及び添付の図面によって行われる等価構造もしくは等価のプロセスの変換、あるいは他の関連技術分野への直接的又は間接的な適用も、全て本出願の特許保護範囲に含まれる。

Claims (9)

  1. 動作電圧入力端、インバータロジックバッファ回路、上部ブリッジ駆動回路、下部ブリッジ駆動回路、ＰＦＣロジックバッファ回路、ＰＦＣ駆動回路、第１電圧調整制御入力端、第２電圧調整制御入力端、第１電圧調整モジュール及び第２電圧調整モジュールを含み、
    前記第１電圧調整制御入力端は第１電圧調整制御信号を入力し、
    前記第１電圧調整モジュールは、前記第１電圧調整制御信号に基づいて、前記動作電圧入力端により入力された電圧を昇圧又は降圧処理し、前記インバータロジックバッファ回路、上部ブリッジ駆動回路及び下部ブリッジ駆動回路に駆動入力電圧を提供し、又は前記動作電圧入力端により入力された電圧を、前記インバータロジックバッファ回路、上部ブリッジ駆動回路、及び下部ブリッジ駆動回路の駆動電圧入力端に直接出力し、
    前記第２電圧調整制御入力端は第２電圧調整制御信号を入力し、
    前記第２電圧調整モジュールは、前記第２電圧調整制御信号に基づいて、前記動作電圧入力端により入力された電圧を昇圧又は降圧処理し、前記ＰＦＣロジックバッファ回路及び前記ＰＦＣ駆動回路に駆動入力電圧を提供し、又は前記動作電圧入力端により入力された電圧を前記ＰＦＣロジックバッファ回路及び前記ＰＦＣ駆動回路の駆動電圧入力端に直接出力する、インテリジェントパワーモジュールの駆動ＩＣ回路。
  2. 前記第１電圧調整モジュールの入力端が前記動作電圧入力端と接続され、前記第１電圧調整モジュールの制御端子が前記第１電圧調整制御入力端と接続され、前記第１電圧調整モジュールの出力端が、それぞれ前記インバータロジックバッファ回路、上部ブリッジ駆動回路及び下部ブリッジ駆動回路の駆動電圧入力端と接続され、前記第２電圧調整モジュールの入力端が前記動作電圧入力端と接続され、前記第２電圧調整モジュールの制御端子が前記第２電圧調整制御入力端と接続され、前記第２電圧調整モジュールの出力端が、それぞれ前記ＰＦＣロジックバッファ回路及び前記ＰＦＣ駆動回路の駆動電圧入力端と接続され、前記インバータロジックバッファ回路の出力端がそれぞれ前記上部ブリッジ駆動回路の入力端及び前記下部ブリッジ駆動回路の入力端と接続され、前記ＰＦＣロジックバッファ回路の出力端が前記ＰＦＣ駆動回路の入力端と接続される、請求項１に記載のインテリジェントパワーモジュールの駆動ＩＣ回路。
  3. 前記第１電圧調整モジュールは第１昇圧モジュール、第１降圧モジュール及び第１アナログスイッチを含み、前記第１昇圧モジュール及び前記第１降圧モジュールの入力端が前記動作電圧入力端と接続され、前記第１昇圧モジュールの出力端が前記第１アナログスイッチの第１入力端と接続され、前記第１降圧モジュールの出力端が前記第１アナログスイッチの第２入力端と接続され、前記第１アナログスイッチの第３入力端が前記動作電圧入力端と直接接続され、前記第１アナログスイッチの共通端子がそれぞれ前記インバータロジックバッファ回路、上部ブリッジ駆動回路及び下部ブリッジ駆動回路の駆動電圧入力端と接続され、前記第１アナログスイッチの制御端子が前記第１電圧調整制御入力端と接続される、請求項１に記載のインテリジェントパワーモジュールの駆動ＩＣ回路。
  4. 前記第２電圧調整モジュールは第２昇圧モジュール、第２降圧モジュール及び第２アナログスイッチを含み、前記第２昇圧モジュール及び前記第２降圧モジュールの入力端が前記動作電圧入力端と接続され、前記第２昇圧モジュールの出力端が前記第２アナログスイッチの第１入力端と接続され、前記第２降圧モジュールの出力端が前記第２アナログスイッチの第２入力端と接続され、前記第２アナログスイッチの第３入力端が前記動作電圧入力端と直接接続され、前記第２アナログスイッチの共通端子がそれぞれ前記ＰＦＣロジックバッファ回路及び前記ＰＦＣ駆動回路の駆動電圧入力端と接続され、前記第２アナログスイッチの制御端子が前記第２電圧調整制御入力端と接続される、請求項１に記載のインテリジェントパワーモジュールの駆動ＩＣ回路。
  5. 動作電圧入力端、インバータロジックバッファ回路、上部ブリッジ駆動回路、下部ブリッジ駆動回路、ＰＦＣロジックバッファ回路、ＰＦＣ駆動回路、電圧調整制御入力端及び電圧調整モジュールを含み、
    前記電圧調整制御入力端が電圧調整制御信号を入力し、
    前記電圧調整モジュールが、前記電圧調整制御入力端により入力された電圧調整制御信号に基づいて、前記動作電圧入力端により入力された電圧を電圧調整処理し、前記インバータロジックバッファ回路、上部ブリッジ駆動回路、下部ブリッジ駆動回路、ＰＦＣロジックバッファ回路及びＰＦＣ駆動回路に駆動入力電圧を提供するか、又は前記動作電圧入力端により入力された電圧を、前記インバータロジックバッファ回路、上部ブリッジ駆動回路、下部ブリッジ駆動回路、ＰＦＣロジックバッファ回路及びＰＦＣ駆動回路の駆動電圧入力端に直接出力する、インテリジェントパワーモジュールの駆動ＩＣ回路。
  6. 前記電圧調整モジュールの入力端が前記動作電圧入力端と接続され、前記電圧調整モジュールの制御端子が前記電圧調整制御入力端と接続され、前記電圧調整モジュールの出力端が、それぞれ前記インバータロジックバッファ回路、上部ブリッジ駆動回路、下部ブリッジ駆動回路、ＰＦＣロジックバッファ回路及びＰＦＣ駆動回路の駆動電圧入力端と接続され、前記インバータロジックバッファ回路の出力端が、それぞれ前記上部ブリッジ駆動回路の入力端及び前記下部ブリッジ駆動回路の入力端と接続され、前記ＰＦＣロジックバッファ回路の出力端がさらに前記ＰＦＣ駆動回路の入力端と接続され、
    又は、前記電圧調整モジュールは降圧モジュール及びアナログスイッチを含み、前記降圧モジュールの入力端が前記動作電圧入力端と接続され、前記降圧モジュールの出力端が前記アナログスイッチの第１入力端と接続され、前記アナログスイッチの第２入力端が前記動作電圧入力端と直接接続され、前記アナログスイッチの共通端子がそれぞれ前記インバータロジックバッファ回路、上部ブリッジ駆動回路、下部ブリッジ駆動回路、ＰＦＣロジックバッファ回路及びＰＦＣ駆動回路の駆動電圧入力端と接続され、前記アナログスイッチの制御端子が前記電圧調整制御入力端と接続され、
    又は、前記電圧調整モジュールは昇圧モジュール及びアナログスイッチを含み、前記昇圧モジュールの入力端が前記動作電圧入力端と接続され、前記昇圧モジュールの出力端が前記アナログスイッチの第１入力端と接続され、前記アナログスイッチの第２入力端が前記動作電圧入力端と直接接続され、前記アナログスイッチの共通端子がそれぞれ前記インバータロジックバッファ回路、上部ブリッジ駆動回路、下部ブリッジ駆動回路、ＰＦＣロジックバッファ回路及びＰＦＣ駆動回路の駆動電圧入力端と接続され、前記アナログスイッチの制御端子が前記電圧調整制御入力端と接続される、請求項５に記載のインテリジェントパワーモジュールの駆動ＩＣ回路。
  7. 低圧領域給電電源入力端、第１電圧調整端、第２電圧調整端、上アーム制御入力端、下アーム制御入力端、ＰＦＣ制御入力端、複数の抵抗、第１上アームスイッチトランジスタ、第２上アームスイッチトランジスタ、第３上アームスイッチトランジスタ、第１下アームスイッチトランジスタ、第２下アームスイッチトランジスタ、第３下アームスイッチトランジスタ、ＰＦＣスイッチトランジスタ、及び請求項１に記載のインテリジェントパワーモジュールの駆動ＩＣ回路を含むインテリジェントパワーモジュールであって、
    前記低圧領域給電電源入力端が前記駆動ＩＣ回路の動作電圧入力端と接続され、前記第１電圧調整端が前記駆動ＩＣ回路の第１電圧調整制御入力端と接続され、前記第２電圧調整端が前記駆動ＩＣ回路の第２電圧調整制御入力端と接続され、前記上アーム制御入力端が前記駆動ＩＣ回路の上部ブリッジ制御入力端と接続され、前記下アーム制御入力端が前記駆動ＩＣ回路の下部ブリッジ制御入力端と接続され、前記ＰＦＣ制御入力端が前記駆動ＩＣ回路のＰＦＣ制御入力端と接続され、前記駆動ＩＣ回路における上部ブリッジ駆動回路の第１出力端が１つの前記抵抗を介して前記第１上アームスイッチトランジスタの制御端子と接続され、前記上部ブリッジ駆動回路の第２出力端が１つの前記抵抗を介して前記第２上アームスイッチトランジスタの制御端子と接続され、前記上部ブリッジ駆動回路の第３出力端が１つの前記抵抗を介して前記第３上アームスイッチトランジスタの制御端子と接続され、前記駆動ＩＣ回路における下部ブリッジ駆動回路の第１出力端が１つの前記抵抗を介して前記第１下アームスイッチトランジスタの制御端子と接続され、前記下部ブリッジ駆動回路の第２出力端が１つの前記抵抗を介して前記第２下アームスイッチトランジスタの制御端子と接続され、前記下部ブリッジ駆動回路の第３出力端が１つの前記抵抗を介して前記第３下アームスイッチトランジスタの制御端子と接続され、前記駆動ＩＣ回路におけるＰＦＣ駆動回路の出力端が１つの前記抵抗を介して前記ＰＦＣスイッチトランジスタの制御端子と接続され、
    前記第１上アームスイッチトランジスタ、第２上アームスイッチトランジスタ、第３上アームスイッチトランジスタ、第１下アームスイッチトランジスタ、第２下アームスイッチトランジスタ、第３下アームスイッチトランジスタ及び前記ＰＦＣスイッチトランジスタはＳｉ系ＩＧＢＴ又はＳｉＣ系ＭＯＳＦＥＴである、インテリジェントパワーモジュール。
  8. 低圧領域給電電源入力端、電圧調整端、上アーム制御入力端、下アーム制御入力端、ＰＦＣ制御入力端、複数の抵抗、第１上アームスイッチトランジスタ、第２上アームスイッチトランジスタ、第３上アームスイッチトランジスタ、第１下アームスイッチトランジスタ、第２下アームスイッチトランジスタ、第３下アームスイッチトランジスタ、ＰＦＣスイッチトランジスタ、及び請求項５に記載のインテリジェントパワーモジュールの駆動ＩＣ回路を含むインテリジェントパワーモジュールであって、
    前記低圧領域給電電源入力端が前記駆動ＩＣ回路の動作電圧入力端と接続され、前記電圧調整端が前記駆動ＩＣ回路の電圧調整制御入力端と接続され、前記上アーム制御入力端が前記駆動ＩＣ回路の上部ブリッジ制御入力端と接続され、前記下アーム制御入力端が前記駆動ＩＣ回路の下部ブリッジ制御入力端と接続され、前記ＰＦＣ制御入力端が前記駆動ＩＣ回路のＰＦＣ入力端と接続され、前記駆動ＩＣ回路における上部ブリッジ駆動回路の第１出力端が１つの前記抵抗を介して前記第１上アームスイッチトランジスタの制御端子と接続され、前記上部ブリッジ駆動回路の第２出力端が１つの前記抵抗を介して前記第２上アームスイッチトランジスタの制御端子と接続され、前記上部ブリッジ駆動回路の第３出力端が１つの前記抵抗を介して前記第３上アームスイッチトランジスタの制御端子と接続され、前記駆動ＩＣ回路における下部ブリッジ駆動回路の第１出力端が１つの前記抵抗を介して前記第１下アームスイッチトランジスタの制御端子と接続され、前記下部ブリッジ駆動回路の第２出力端が１つの前記抵抗を介して前記第２下アームスイッチトランジスタの制御端子と接続され、前記下部ブリッジ駆動回路の第３出力端が１つの前記抵抗を介して前記第３下アームスイッチトランジスタの制御端子と接続され、前記駆動ＩＣ回路におけるＰＦＣ駆動回路の出力端が１つの前記抵抗を介して前記ＰＦＣスイッチトランジスタの制御端子と接続され、
    前記第１上アームスイッチトランジスタ、第２上アームスイッチトランジスタ、第３上アームスイッチトランジスタ、第１下アームスイッチトランジスタ、第２下アームスイッチトランジスタ、第３下アームスイッチトランジスタ及び前記ＰＦＣスイッチトランジスタはＳｉ系ＩＧＢＴであり、又は、前記第１上アームスイッチトランジスタ、第２上アームスイッチトランジスタ、第３上アームスイッチトランジスタ、第１下アームスイッチトランジスタ、第２下アームスイッチトランジスタ、第３下アームスイッチトランジスタ及び前記ＰＦＣスイッチトランジスタは、ＳｉＣ系ＭＯＳＦＥＴである、インテリジェントパワーモジュール。
  9. 請求項７に記載のインテリジェントパワーモジュール、又は請求項８に記載のインテリジェントパワーモジュールを備えるエアコン。
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