智能功率模塊的igbt管驅(qū)動電路及智能功率模塊的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種智能功率模塊的IGBT管驅(qū)動電路及智能功率模塊，其中IGBT管驅(qū)動電路包括上橋臂IGBT管驅(qū)動電路、下橋臂IGBT管驅(qū)動電路、上橋臂IGBT管及下橋臂IGBT管；上橋臂IGBT管驅(qū)動電路包括用于調(diào)節(jié)其輸入阻抗的受控端；上橋臂IGBT管驅(qū)動電路和下橋臂IGBT管驅(qū)動電路的控制信號輸入端與MCU連接；上橋臂IGBT管驅(qū)動電路和下橋臂IGBT管驅(qū)動電路的驅(qū)動信號輸出端與相應的IGBT管連接；上橋臂IGBT管驅(qū)動電路的受控端與下橋臂IGBT管驅(qū)動電路的控制信號輸入端連接。本實用新型還公開了一種智能功率模塊。本實用新型避免了智能功率模塊中同相上下橋臂IGBT管同時導通的現(xiàn)象發(fā)生，提高了智能功率模塊的可靠性。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及電子【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種智能功率模塊的IGBT管驅(qū)動電路 及智能功率模塊。 智能功率模塊的IGBT管驅(qū)動電路及智能功率模塊
【背景技術(shù)】
[0002] 智能功率模塊，即IPM(Intelligent Power Module)是一種將電力電子和集成電 路技術(shù)結(jié)合的功率驅(qū)動類產(chǎn)品。智能功率模塊把功率開關(guān)器件和高壓驅(qū)動電路集成在一 起，與傳統(tǒng)分立方案相比，智能功率模塊以其高集成度、高可靠性等優(yōu)勢贏得越來越大的市 場，尤其適合于驅(qū)動電機的變頻器及各種逆變電源，是變頻調(diào)速，冶金機械，電力牽引，伺服 驅(qū)動，變頻家電的一種理想電力電子器件。
[0003] 圖1為現(xiàn)有技術(shù)中智能功率模塊與MCU的電路連接結(jié)構(gòu)圖，如圖1所示，現(xiàn)有技術(shù) 中，智能功率模塊1000的U相上橋臂輸入端UHIN、V相上橋臂輸入端VHIN、W相上橋臂輸入 端WHIN、U相下橋臂輸入端ULIN、V相下橋臂輸入端VLIN、W相下橋臂輸入端WLIN與其外部 MCU2000的相應控制信號輸出端連接；并且，智能功率模塊1000的U相上橋臂輸入端UHIN 與MCU2000的控制信號輸出端Pinl之間接有下拉電阻141，智能功率模塊1000的V相上橋 臂輸入端VHIN與MCU2000的控制信號輸出端Pin2之間接有下拉電阻142,智能功率模塊 1000的W相上橋臂輸入端WHIN與MCU2000的控制信號輸出端Pin3之間接有下拉電阻143， 智能功率模塊1000的U相下橋臂輸入端ULIN與MCU2000的控制信號輸出端Pin4之間接 有下拉電阻144,智能功率模塊1000的V相下橋臂輸入端VLIN與MCU2000的控制信號輸出 端Pin5之間接有下拉電阻145,智能功率模塊1000的W相下橋臂輸入端WLIN與MCU2000 的控制信號輸出端Pin6之間接有下拉電阻146。上述各下拉電阻的作用是當MCU2000無控 制信號輸出時，確保智能功率模塊1〇〇〇的輸入端處于截止狀態(tài)。
[0004] 圖2為現(xiàn)有技術(shù)中智能功率模塊的IGBT管驅(qū)動電路正常工作時其輸入的控制信 號與其輸出的驅(qū)動信號的波形圖，如圖2所示，現(xiàn)有技術(shù)中，為了過濾智能功率模塊所輸入 的控制信號（由外部MCU輸出）的毛刺，智能功率模塊的IGBT管驅(qū)動電路的六個控制信號 輸入端設有施密特觸發(fā)器，當智能功率模塊的IGBT管驅(qū)動電路輸入的控制信號HIN的電壓 從〇開始增大至VH時，其輸出的驅(qū)動信號H0變?yōu)楦唠娖?；當輸入的控制信號HIN的電壓從 高電平開始降低至VL時，其輸出的驅(qū)動信號H0變?yōu)榈碗娖剑鲜鯲H與上述VL之間存在一 定的電壓差VH-VL，上述方案一定程度上避免了因智能功率模塊的IGBT管驅(qū)動電路輸入的 控制信號的毛刺而造成其輸出的驅(qū)動信號頻繁在高低電平間進行切換。
[0005] 圖3為現(xiàn)有技術(shù)中智能功率模塊的IGBT管驅(qū)動電路異常情況下其輸入的控制信 號與其輸出的驅(qū)動信號的波形圖，如圖3所示，智能功率模塊在實際應用中，由于其輸入端 電流噪聲的原因，電流噪聲在其輸入端與MCU之間所連接的下拉電阻上產(chǎn)生電壓，使智能 功率模塊的IGBT管驅(qū)動電路的六個控制信號輸入端所輸入的控制信號一般不可能降為0， 在某些極端情況下，會造成其輸入的控制信號HIN的電壓不能低于VL，而導致其輸出的驅(qū) 動電壓H0的波形一直保持在高電平狀態(tài)。一般情況下，當智能功率模塊的IGBT管驅(qū)動電 路所輸入的上橋臂控制信號為高電平時，同相的下橋臂控制信號不能為高電平；同理，當智 能功率模塊的IGBT管驅(qū)動電路所輸入的下橋臂控制信號為高電平時，同相的上橋臂控制 信號不能為高電平。但是，因特殊原因使得智能功率模塊的IGBT管驅(qū)動電路所輸入的上橋 臂控制信號的電壓不能完全降至上述VL以下時，就會造成其輸出的上橋臂驅(qū)動信號保持 在高電平，即使得對應的上橋臂IGBT管一直處于導通狀態(tài)，此時如果同相的下橋臂控制信 號也變?yōu)楦唠娖剑赐嗟南聵虮垓?qū)動信號的電壓變?yōu)楦唠娖綍r，導致同相的下橋臂IGBT 管也處于導通狀態(tài)，從而造成智能功率模塊同相的上下橋臂IGBT管同時導通。
[0006] 然而，智能功率模塊同相的上下橋臂IGBT管同時導通，會導致有大電流流過，大 電流流過的瞬間會造成IGBT管的燒毀，嚴重時還會引起智能功率模塊的爆炸，并造成外圍 電路的永久性損壞。并且，如果IGBT管燒毀時的發(fā)熱量過大，還會引發(fā)火災等重大安全事 故。又由于智能功率模塊一般工作在高溫、高電流噪聲、高電壓噪聲的場合，智能功率模塊 的IGBT管驅(qū)動電路所輸入的控制信號不穩(wěn)定，使該控制信號的低電平不能降為0的現(xiàn)象非 常普遍，而如果采用將上述VL值設置得很高的方法來使其輸入的控制信號更容易進入低 電平，則必然導致上述VH值要設置得更高，從而導致其輸入的控制信號的高電平經(jīng)常不能 達到VH值，使得智能功率模塊的IGBT管驅(qū)動電路無法驅(qū)動IGBT管的導通，從而使得智能 功率模塊無法正常工作。如何在智能功率模塊的IGBT管驅(qū)動電路輸入的控制信號不穩(wěn)的 情況下保證智能功率模塊的有效工作狀態(tài)及可靠性，已成為制約智能功率模塊的推廣應用 的最大障礙。 實用新型內(nèi)容
[0007] 本實用新型的主要目的是保證智能功率模塊正常工作的同時，避免其同相上下橋 臂IGBT管同時導通的現(xiàn)象發(fā)生，提高智能功率模塊的可靠性。
[0008] 為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供一種智能功率模塊的IGBT管驅(qū)動電路，所述智 能功率模塊的IGBT管驅(qū)動電路包括工作電壓輸入端、上橋臂IGBT管驅(qū)動電路、下橋臂IGBT 管驅(qū)動電路、上橋臂IGBT管及下橋臂IGBT管；所述上橋臂IGBT管驅(qū)動電路和所述下橋臂 IGBT管驅(qū)動電路均包括控制信號輸入端和驅(qū)動信號輸出端，所述上橋臂IGBT管驅(qū)動電路 還包括用于根據(jù)所述下橋臂IGBT管驅(qū)動電路的控制信號輸入端所輸入的控制信號自動調(diào) 節(jié)所述上橋臂IGBT管驅(qū)動電路的輸入阻抗的受控端；其中，
[0009] 所述上橋臂IGBT管驅(qū)動電路、下橋臂IGBT管驅(qū)動電路的電源端與所述工作電壓 輸入端連接；所述上橋臂IGBT管驅(qū)動電路和所述下橋臂IGBT管驅(qū)動電路的控制信號輸入 端分別與一 MCU連接；所述上橋臂IGBT管驅(qū)動電路的驅(qū)動信號輸出端與所述上橋臂IGBT 管連接；所述下橋臂IGBT管驅(qū)動電路的驅(qū)動信號輸出端所述下橋臂IGBT管連接；所述上 橋臂IGBT管驅(qū)動電路的所述受控端與所述下橋臂IGBT管驅(qū)動電路的控制信號輸入端連 接。
[0010] 優(yōu)選地，所述上橋臂IGBT管驅(qū)動電路包括U相上橋臂IGBT管驅(qū)動電路、V相上橋 臂IGBT管驅(qū)動電路、W相上橋臂IGBT管驅(qū)動電路；所述下橋臂IGBT管驅(qū)動電路包括U相 下橋臂IGBT管驅(qū)動電路、V相下橋臂IGBT管驅(qū)動電路及W相下橋臂IGBT管驅(qū)動電路；所 述上橋臂IGBT管包括U相上橋臂IGBT管、V相上橋臂IGBT管及W相上橋臂IGBT管；所述 下橋臂IGBT管包括U相下橋臂IGBT管、V相下橋臂IGBT管及W相下橋臂IGBT管；其中，
[0011] 所述U相上橋臂IGBT管驅(qū)動電路、V相上橋臂IGBT管驅(qū)動電路、W相上橋臂IGBT 管驅(qū)動電路、U相下橋臂IGBT管驅(qū)動電路、V相下橋臂IGBT管驅(qū)動電路及W相下橋臂IGBT 管驅(qū)動電路的控制信號輸入端分別與所述MCU的相應控制信號輸出端連接；所述U相上橋 臂IGBT管驅(qū)動電路、V相上橋臂IGBT管驅(qū)動電路、W相上橋臂IGBT管驅(qū)動電路、U相下橋 臂IGBT管驅(qū)動電路、V相下橋臂IGBT管驅(qū)動電路及W相下橋臂IGBT管驅(qū)動電路的驅(qū)動信 號輸出端分別與對應的所述IGBT管連接；所述U相上橋臂IGBT管驅(qū)動電路的受控端與所 述U相下橋臂IGBT管驅(qū)動電路的控制信號輸入端連接；所述V相上橋臂IGBT管驅(qū)動電路 的受控端與所述V相下橋臂IGBT管驅(qū)動電路的控制信號輸入端連接；所述W相上橋臂IGBT 管驅(qū)動電路的受控端與所述W相下橋臂IGBT管驅(qū)動電路的控制信號輸入端連接。
[0012] 優(yōu)選地，所述U相上橋臂IGBT管驅(qū)動電路還包括高壓區(qū)供電電源正端、高壓區(qū)供 電電源負端、輸入阻抗調(diào)節(jié)電路、雙脈沖發(fā)生電路、第一高壓DM0S管、第二高壓DM0S管、自 舉二極管、第一電阻、第二電阻、第一二極管、第二二極管、第一電容、第二電容、第一非門單 元、第二非門單元、第三非門單元、第一施密特觸發(fā)器、第二斯密特觸發(fā)器、RS觸發(fā)器、第一 非門、第二非門、其中，
[0013] 雙脈沖發(fā)生電路的輸入端與所述輸入阻抗調(diào)節(jié)電路連接，雙脈沖發(fā)生電路的第一 輸出端與第一高壓DM0S管的柵極連接，其第二輸出端與第二高壓DM0S管的柵極連接，其 電源端與所述工作電壓輸入端連接，其地端接地；第一高壓DM0S管的襯底與源極相連并接 地，其漏極經(jīng)第一電阻與高壓區(qū)供電電源正端連接；第二高壓DM0S管的襯底與源相連并接 地，其漏極經(jīng)第二電阻與高壓區(qū)供電電源正端連接；自舉二極管的陽極與所述工作電壓輸 入端連接，陰極與高壓區(qū)供電電源正端連接；第一非門單元的輸入端與第一高壓DM0S管的 漏極連接，且與第一二極管的陰極連接，第一非門單元的輸出端經(jīng)第一施密特觸發(fā)器與第 一非門的輸入端連接；第一非門的輸出端與RS觸發(fā)器的S端連接；第一二極管的陽極經(jīng)第 一電容與第一非門單元的輸出端連接；第二非門單元的輸入端與第二高壓DM0S管的漏極 連接，且與第二二極管的陰極連接，第二非門單元的輸出端經(jīng)第二施密特觸發(fā)器與第二非 門的輸入端連接；第二非門的輸出端與RS觸發(fā)器的R端連接；第二二極管的陽極經(jīng)第二電 容與第二非門單元的輸出端連接；第一二極管的陽極和第二二極管的陽極還與高壓區(qū)供電 電源負端連接；RS觸發(fā)器的輸出端經(jīng)第三非門單元與所述U相上橋臂驅(qū)動電路的驅(qū)動信號 輸出端連接。
[0014] 優(yōu)選地，所述輸入阻抗調(diào)節(jié)電路包括第三電阻、第三電容、第三二極管、第四二極 管、第三非門、第四非門、第五非門、NM0S管及第三施密特觸發(fā)器；其中，
[0015] 第三二極管的陰極與所述U相上橋臂IGBT管驅(qū)動電路的控制信號輸入端連接，且 與NM0S管的漏極連接，第三二極管的陽極接地；NM0S管的源極與其襯底連接，且接地，NM0S 管的柵極與第三非門的輸出端連接；第三非門的輸入端與第四非門的輸出端連接；第四非 門的輸入端為所述U相上橋臂IGBT管驅(qū)動電路的受控端，所述受控端與所述U相下橋臂驅(qū) 動電路的控制信號輸入端連接；第三電容的第一端連接于第三非門和第四非門之間，第三 電容的第二端接地；第三電阻的第一端與所述U相上橋臂IGBT管驅(qū)動電路的控制信號輸入 端連接，第三電阻的第二端分別與第三施密特觸發(fā)器的輸入端及第四二極管的陽極連接； 第四二極管的陰極與工作電壓輸入端連接；第三施密特觸發(fā)器的輸出端與經(jīng)第五非門與雙 脈沖發(fā)生電路的輸入端連接。
[0016] 優(yōu)選地，所述第一非門單元包括三個依次串聯(lián)的非門，所述第二非門單元包括三 個依次串聯(lián)的非門，所述第三非門單元包括兩個依次串聯(lián)的非門。
[0017] 優(yōu)選地，所述U相下橋臂驅(qū)動電路還包括第四施密特觸發(fā)器、第六非門、第七非 門、電平轉(zhuǎn)換電路、第四電容、第五電容、第四非門單元、第五非門單元；其中，
[0018] 第四施密特觸發(fā)器的輸入端與所述U相下橋臂驅(qū)動電路的控制信號輸入端連接， 第四施密特觸發(fā)器的輸出端經(jīng)第六非門與電平轉(zhuǎn)換電路的輸入端連接；電平轉(zhuǎn)換電路的電 源端與所述工作電壓輸入端連接，電平轉(zhuǎn)換電路的地端接地，電平轉(zhuǎn)換電路的輸出端經(jīng)第 四非門單元與第七非門的輸入端連接；第七非門的輸出端經(jīng)第五非門單元與所述U相下橋 臂驅(qū)動電路的驅(qū)動信號輸出端連接；第四電容的第一端與第四非門單元的輸出端連接，其 第二端接地；第五電容的第一端與第五非門單元的輸入端連接，其第二端接地。
[0019] 優(yōu)選地，所述第四非門單元包括三個依次串聯(lián)的非門，所述第五非門單元包括兩 個依次串聯(lián)的非門。
[0020] 優(yōu)選地，所述V相上橋臂驅(qū)動電路及所述W相上橋臂驅(qū)動電路的電路結(jié)構(gòu)均與所 述U相上橋臂驅(qū)動電路的電路結(jié)構(gòu)相同。
[0021 ] 優(yōu)選地，所述V相下橋臂驅(qū)動電路及所述W相下橋臂驅(qū)動電路的電路結(jié)構(gòu)均與所 述U相下橋臂驅(qū)動電路的電路結(jié)構(gòu)相同。
[0022] 此外，為實現(xiàn)上述目的，本實用新型還提供一種智能功率模塊，所述智能功率模塊 包括智能功率模塊的IGBT管驅(qū)動電路，所述智能功率模塊的IGBT管驅(qū)動電路包括工作電 壓輸入端、上橋臂IGBT管驅(qū)動電路、下橋臂IGBT管驅(qū)動電路、上橋臂IGBT管及下橋臂IGBT 管；所述上橋臂IGBT管驅(qū)動電路和所述下橋臂IGBT管驅(qū)動電路均包括控制信號輸入端和 驅(qū)動信號輸出端，所述上橋臂IGBT管驅(qū)動電路還包括用于根據(jù)所述下橋臂IGBT管驅(qū)動電 路的控制信號輸入端所輸入的控制信號自動調(diào)節(jié)所述上橋臂IGBT管驅(qū)動電路的輸入阻抗 的受控端；其中，
[0023] 所述上橋臂IGBT管驅(qū)動電路、下橋臂IGBT管驅(qū)動電路的電源端與所述工作電壓 輸入端連接；所述上橋臂IGBT管驅(qū)動電路和所述下橋臂IGBT管驅(qū)動電路的控制信號輸入 端分別與一 MCU連接；所述上橋臂IGBT管驅(qū)動電路的驅(qū)動信號輸出端與所述上橋臂IGBT 管連接；所述下橋臂IGBT管驅(qū)動電路的驅(qū)動信號輸出端所述下橋臂IGBT管連接；所述上 橋臂IGBT管驅(qū)動電路的所述受控端與所述下橋臂IGBT管驅(qū)動電路的控制信號輸入端連 接。
[0024] 本實用新型智能功率模塊的IGBT管驅(qū)動電路，包括工作電壓輸入端、上橋臂IGBT 管驅(qū)動電路、下橋臂IGBT管驅(qū)動電路、上橋臂IGBT管及下橋臂IGBT管；上橋臂IGBT管驅(qū)動 電路和下橋臂IGBT管驅(qū)動電路均包括控制信號輸入端和驅(qū)動信號輸出端，上橋臂IGBT管 驅(qū)動電路還包括用于根據(jù)下橋臂IGBT管驅(qū)動電路的控制信號輸入端所輸入的控制信號自 動調(diào)節(jié)上橋臂IGBT管驅(qū)動電路的輸入阻抗受控端；其中，上橋臂IGBT管驅(qū)動電路、下橋臂 IGBT管驅(qū)動電路的電源端與工作電壓輸入端連接；上橋臂IGBT管驅(qū)動電路和下橋臂IGBT 管驅(qū)動電路的控制信號輸入端分別與一 MCU連接；上橋臂IGBT管驅(qū)動電路的驅(qū)動信號輸 出端與上橋臂IGBT管連接；下橋臂IGBT管驅(qū)動電路的驅(qū)動信號輸出端與下橋臂IGBT管連 接；上橋臂IGBT管驅(qū)動電路的受控端與下橋臂IGBT管驅(qū)動電路的控制信號輸入端連接。 本實用新型智能功率模塊的IGBT管驅(qū)動電路能夠根據(jù)下橋臂IGBT管驅(qū)動電路的控制信號 輸入端所輸入的控制信號，自動調(diào)節(jié)上橋臂IGBT管驅(qū)動電路的輸入阻抗，使得本實用新型 在保證智能功率模塊正常工作的同時，能夠避免其同相上下橋臂IGBT管同時導通的現(xiàn)象 發(fā)生，提高了智能功率模塊的可靠性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0025] 圖1為現(xiàn)有技術(shù)中智能功率模塊與MCU的電路連接結(jié)構(gòu)圖；
[0026] 圖2為現(xiàn)有技術(shù)中智能功率模塊的IGBT管驅(qū)動電路正常工作時其輸入的控制信 號與其輸出的驅(qū)動信號的波形圖；
[0027] 圖3為現(xiàn)有技術(shù)中智能功率模塊的IGBT管驅(qū)動電路異常情況下其輸入的控制信 號與其輸出的驅(qū)動信號的波形圖；
[0028] 圖4為本實用新型智能功率模塊的IGBT管驅(qū)動電路的模塊結(jié)構(gòu)圖；
[0029] 圖5為本實用新型智能功率模塊的IGBT管驅(qū)動電路中U相上橋臂IGBT管驅(qū)動電 路的電路結(jié)構(gòu)圖；
[0030] 圖6為本實用新型智能功率模塊的IGBT管驅(qū)動電路中U相下橋臂IGBT管驅(qū)動電 路的電路結(jié)構(gòu)圖。
[0031] 本實用新型目的的實現(xiàn)、功能特點及優(yōu)點將結(jié)合實施例，參照附圖做進一步說明。
【具體實施方式】
[0032] 應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本 實用新型。
[0033] 本實用新型提供一種智能功率模塊的IGBT管驅(qū)動電路。
[0034] 參照圖4,圖4為本實用新型智能功率模塊的IGBT管驅(qū)動電路的模塊結(jié)構(gòu)圖。
[0035] 在一實施例中，該智能功率模塊的IGBT管驅(qū)動電路1000包括工作電壓輸入端 VCC、上橋臂IGBT管驅(qū)動電路1001、下橋臂IGBT管驅(qū)動電路1002、上橋臂IGBT管1003及 下橋臂IGBT管1004。其中，上橋臂IGBT管驅(qū)動電路1001包括U相上橋臂IGBT管驅(qū)動電 路14、V相上橋臂IGBT管驅(qū)動電路24、W相上橋臂IGBT管驅(qū)動電路34 ;下橋臂IGBT管驅(qū) 動電路1002包括U相下橋臂IGBT管驅(qū)動電路44、V相下橋臂IGBT管驅(qū)動電路54及W相 下橋臂IGBT管驅(qū)動電路64 ;上橋臂IGBT管1003包括U相上橋臂IGBT管4121、V相上橋 臂IGBT管4122及W相上橋臂IGBT管4123 ;下橋臂IGBT管1004包括U相下橋臂IGBT管 4124、V相下橋臂IGBT管4125及W相下橋臂IGBT管4126。
[0036] 上述U相上橋臂IGBT管驅(qū)動電路14、V相上橋臂IGBT管驅(qū)動電路24、W相上橋臂 IGBT管驅(qū)動電路34、U相下橋臂IGBT管驅(qū)動電路44、V相下橋臂IGBT管驅(qū)動電路54及W 相下橋臂IGBT管驅(qū)動電路64均包括控制信號輸入端和驅(qū)動信號輸出端；U相上橋臂IGBT 管驅(qū)動電路14還包括用于根據(jù)U相下橋臂IGBT管驅(qū)動電路44的控制信號輸入端所輸入 的控制信號自動調(diào)節(jié)U相上橋臂IGBT管驅(qū)動電路14的輸入阻抗的受控端Ctrl ;V相上橋 臂IGBT管驅(qū)動電路24還包括用于根據(jù)V相下橋臂IGBT管驅(qū)動電路54的控制信號輸入端 所輸入的控制信號自動調(diào)節(jié)V相上橋臂IGBT管驅(qū)動電路24的輸入阻抗的受控端ctr2 ;W 相上橋臂IGBT管驅(qū)動電路34還包括用于根據(jù)W相下橋臂IGBT管驅(qū)動電路64的控制信號 輸入端所輸入的控制信號自動調(diào)節(jié)W相上橋臂IGBT管驅(qū)動電路34的輸入阻抗的的受控端 ctr3〇
[0037] 具體地，U相上橋臂IGBT管驅(qū)動電路14、V相上橋臂IGBT管驅(qū)動電路24、W相上 橋臂IGBT管驅(qū)動電路34、U相下橋臂IGBT管驅(qū)動電路44、V相下橋臂IGBT管驅(qū)動電路54 及W相下橋臂IGBT管驅(qū)動電路64的控制信號輸入端分別與MCU2000 (實際應用中，MCU2000 設于智能功率模塊的外部）的相應控制信號輸出端連接；U相上橋臂IGBT管驅(qū)動電路14 的驅(qū)動信號輸出端與U相上橋臂IGBT管4121的柵極連接、V相上橋臂IGBT管驅(qū)動電路24 的驅(qū)動信號輸出端與V相上橋臂IGBT管4122的柵極連接、W相上橋臂IGBT管驅(qū)動電路34 的驅(qū)動信號輸出端與W相上橋臂IGBT管4123的柵極連接、U相下橋臂IGBT管驅(qū)動電路44 的驅(qū)動信號輸出端與U相下橋臂IGBT管4124的柵極連接、V相下橋臂IGBT管驅(qū)動電路54 的驅(qū)動信號輸出端與V相下橋臂IGBT管4125的柵極連接，W相下橋臂IGBT管驅(qū)動電路64 的驅(qū)動信號輸出端與W相下橋臂IGBT管4126的柵極連接；U相上橋臂IGBT管驅(qū)動電路14 的受控端Ctrl與U相下橋臂IGBT管驅(qū)動電路44的控制信號輸入端連接；V相上橋臂IGBT 管驅(qū)動電路24的受控端ctr2與V相下橋臂IGBT管驅(qū)動電路54的控制信號輸入端連接；W 相上橋臂IGBT管驅(qū)動電路34的受控端ctr3與W相下橋臂IGBT管驅(qū)動電路64的控制信 號輸入端連接。
[0038] 本實施例提供的智能功率模塊的IGBT管驅(qū)動電路，包括工作電壓輸入端、上橋臂 IGBT管驅(qū)動電路、下橋臂IGBT管驅(qū)動電路、上橋臂IGBT管及下橋臂IGBT管；上橋臂IGBT 管驅(qū)動電路和下橋臂IGBT管驅(qū)動電路均包括控制信號輸入端和驅(qū)動信號輸出端，上橋臂 IGBT管驅(qū)動電路還包括用于根據(jù)下橋臂IGBT管驅(qū)動電路的控制信號輸入端所輸入的控制 信號自動調(diào)節(jié)上橋臂IGBT管驅(qū)動電路的輸入阻抗受控端；其中，上橋臂IGBT管驅(qū)動電路、 下橋臂IGBT管驅(qū)動電路的電源端與工作電壓輸入端連接；上橋臂IGBT管驅(qū)動電路和下橋 臂IGBT管驅(qū)動電路的控制信號輸入端分別與一 MCU連接；上橋臂IGBT管驅(qū)動電路的驅(qū) 動信號輸出端與上橋臂IGBT管連接；下橋臂IGBT管驅(qū)動電路的驅(qū)動信號輸出端與下橋臂 IGBT管連接；上橋臂IGBT管驅(qū)動電路的受控端與下橋臂IGBT管驅(qū)動電路的控制信號輸入 端連接。本實施例智能功率模塊的IGBT管驅(qū)動電路能夠根據(jù)下橋臂IGBT管驅(qū)動電路的控 制信號輸入端所輸入的控制信號，自動調(diào)節(jié)上橋臂IGBT管驅(qū)動電路的輸入阻抗，使得本實 施例在保證智能功率模塊正常工作的同時，能夠避免其同相上下橋臂IGBT管同時導通的 現(xiàn)象發(fā)生，提高了智能功率模塊的可靠性。
[0039] 圖5為本實用新型智能功率模塊的IGBT管驅(qū)動電路中U相上橋臂IGBT管驅(qū)動電 路的電路結(jié)構(gòu)圖。
[0040] 一并參照圖4和圖5,在一實施例中，該智能功率模塊的IGBT管驅(qū)動電路中U相上 橋臂IGBT管驅(qū)動電路14包括高壓區(qū)供電電源正端VB1、高壓區(qū)供電電源負端VS1、輸入阻 抗調(diào)節(jié)電路600、雙脈沖發(fā)生電路1401、第一高壓DM0S管1402、第二高壓DM0S管1403、自 舉二極管1444、第一電阻1404、第二電阻1405、第一二極管1406、第二二極管1407、第一電 容1412、第二電容1418、第一非門單元100、第二非門單元200、第三非門單元300、第一施密 特觸發(fā)器1411、第二斯密特觸發(fā)器1417、RS觸發(fā)器600、第一非門1413、第二非門1419。
[0041] 具體地，雙脈沖發(fā)生電路1401的輸入端與輸入阻抗調(diào)節(jié)電路600連接，雙脈沖發(fā) 生電路1401的第一輸出端A與第一高壓DM0S管1402的柵極連接，雙脈沖發(fā)生電路1401 的第二輸出端B與第二高壓DM0S管1403的柵極連接，雙脈沖發(fā)生電路1401的電源端與工 作電壓輸入端VCC連接，雙脈沖發(fā)生電路1401的地端接地；第一高壓DMOS管1402的襯底 與源極相連并接地，第一高壓DM0S管1402的漏極經(jīng)第一電阻1404與高壓區(qū)供電電源正端 VB1連接；第二高壓DM0S管1403的襯底與源相連并接地，第二高壓DM0S管1403的漏極經(jīng) 第二電阻1405與高壓區(qū)供電電源正端VB1連接；自舉二極管1444的陽極與工作電壓輸入 端VCC連接，自舉二極管1444的陰極與高壓區(qū)供電電源正端VB1連接；第一非門單元100 的輸入端與第一高壓DM0S管1402的漏極連接，且與第一二極管1406的陰極連接，第一非 門單元100的輸出端經(jīng)第一施密特觸發(fā)器1411與第一非門1413的輸入端連接；第一非門 1413的輸出端與RS觸發(fā)器600的S端連接；第一二極管1406的陽極經(jīng)第一電容1412與第 一非門單元100的輸出端連接；第二非門單元200的輸入端與第二高壓DM0S管1403的漏 極連接，且與第二二極管1407的陰極連接，第二非門單元200的輸出端經(jīng)第二施密特觸發(fā) 器1417與第二非門1419的輸入端連接；第二非門1419的輸出端與RS觸發(fā)器600的R端 連接；第二二極管1407的陽極經(jīng)第二電容1418與第二非門單元200的輸出端連接；第一二 極管1406的陽極和第二二極管1407的陽極還與高壓區(qū)供電電源負端VS1連接；RS觸發(fā)器 600的輸出端經(jīng)第三非門單元300與U相上橋臂驅(qū)動電路的驅(qū)動信號輸出端H01連接；
[0042] 上述第一非門單元100包括依次串聯(lián)的非門1408、非門1409和非門1410,上述第 二非門單元200包括依次串聯(lián)的非門1414、非門1415及非門1416,上述第三非門單元包括 依次串聯(lián)的非門1433及非門1434 ;
[0043] 上述輸入阻抗調(diào)節(jié)電路600包括第三電阻2003、第三電容2006、第三二極管2001、 第四二極管2004、第三非門2005、第四非門2007、第五非門2009、NM0S管2002及第三施密 特觸發(fā)器2008。
[0044] 具體地，第三二極管2001的陰極與U相上橋臂IGBT管驅(qū)動電路14的控制信號輸 入端HIN1連接，且與NM0S管2002的漏極連接，第三二極管2001的陽極接地；NM0S管2002 的源極與其襯底連接，且接地，NM0S管2002的柵極與第三非門2005的輸出端連接；第三非 門2005的輸入端與第四非門2007的輸出端連接；第四非門2007的輸入端為U相上橋臂 IGBT管驅(qū)動電路14的受控端Ctrl，該受控端Ctrl與U相下橋臂驅(qū)動電路44的控制信號 輸入端LIN1連接；第三電容2006的第一端連接于第三非門2005和第四非門2007之間，第 三電容2006的第二端接地；第三電阻2003的第一端與U相上橋臂IGBT管驅(qū)動電路14的 控制信號輸入端HIN1連接，第三電阻2003的第二端分別與第三施密特觸發(fā)器2008的輸入 端及第四二極管2004的陽極連接；第四二極管2004的陰極與工作電壓輸入端VCC連接；第 三施密特觸發(fā)器2008的輸出端與經(jīng)第五非門2009與雙脈沖發(fā)生電路1401的輸入端連接。
[0045] 圖6為本實用新型智能功率模塊的IGBT管驅(qū)動電路中U相下橋臂IGBT管驅(qū)動電 路的電路結(jié)構(gòu)圖。
[0046] 一并參照圖4和圖6,本實施例中的智能功率模塊的IGBT管驅(qū)動電路中U相下橋 臂IGBT管驅(qū)動電路44包括第四施密特觸發(fā)器3001、第六非門3002、第七非門4411、電平轉(zhuǎn) 換電路4401、第四電容4412、第五電容4413、第四非門單元400、第五非門單元500。
[0047] 具體地，第四施密特觸發(fā)器3001的輸入端與U相下橋臂驅(qū)動電路44的控制信號 輸入端LIN1連接，第四施密特觸發(fā)器3001的輸出端經(jīng)第六非門3002與電平轉(zhuǎn)換電路4401 的輸入端連接；電平轉(zhuǎn)換電路4401的電源端與工作電壓輸入端VCC連接，電平轉(zhuǎn)換電路 4401的地端接地，電平轉(zhuǎn)換電路4401的輸出端經(jīng)第四非門單元400與第七非門4411的輸 入端連接；第七非門4411的輸出端經(jīng)第五非門單元500與U相下橋臂驅(qū)動電路44的驅(qū)動 信號輸出端L01連接；第四電容4412的第一端與第四非門單元400的輸出端連接，第四電 容4412的第二端接地；第五電容4413的第一端與第五非門單元500的輸入端連接，第五電 容4413的第二端接地。
[0048] 上述第四非門單元400包括依次串聯(lián)的非門4408、非門4409及非門4410,上述第 五非門單元500包括依次串聯(lián)的非門4433及非門4434。
[0049] 一并參照圖4、圖5和圖6,本實施例智能功率模塊的IGBT管驅(qū)動電路的工作原理 具體描述如下：當U相下橋臂IGBT管驅(qū)動電路44的控制信號輸入端LIN1所輸入的控制信 號低于某一電壓VLL時，U相下橋臂IGBT管驅(qū)動電路44的驅(qū)動輸出端L01為低電平，即U 相下橋臂IGBT管4124的柵極為低電平，U相下橋臂IGBT管4124截止；當U相下橋臂IGBT 管驅(qū)動電路44的控制信號輸入端LIN1所輸入的控制信號高于某一電壓VHH時，U相下橋 臂IGBT管驅(qū)動電路44的驅(qū)動輸出端L01為高電平，即U相下橋臂IGBT管4124的柵極為 高電平，U相下橋臂IGBT管4124導通；在此，VHH>VLL ;
[0050] 當U相上橋臂IGBT管驅(qū)動電路14的受控端Ctrl為低電平時（即U相下橋臂IGBT 管驅(qū)動電路44的控制信號輸入端LIN1所輸入的控制信號低于某一電壓VLL時），U相上橋 臂IGBT管驅(qū)動電路14的控制信號輸入端HIN1對地的輸入阻抗無限大（此時智能功率模塊 的U相上橋臂輸入端的輸入阻抗由外部的下拉電阻決定），并且當U相上橋臂IGBT管驅(qū)動 電路14的控制信號輸入端HIN1所輸入的控制信號低于某一電壓VLL時，U相上橋臂IGBT 管驅(qū)動電路14的驅(qū)動輸出端H01為低電平，即U相上橋臂IGBT管4121的柵極為低電平， U相上橋臂IGBT管4121截止；當U相上橋臂IGBT管驅(qū)動電路14的控制信號輸入端HIN1 所輸入的控制信號高于某一電壓VHH時，U相上橋臂IGBT管驅(qū)動電路14的驅(qū)動輸出端H01 為高電平，即U相上橋臂IGBT管4121的柵極為高電平，U相上橋臂IGBT管4121導通；
[0051] 當U相上橋臂IGBT管驅(qū)動電路14的受控端Ctrl為高電平時（即U相下橋臂IGBT 管驅(qū)動電路44的控制信號輸入端LIN1所輸入的控制信號高于某一電壓VHH時），U相上橋 臂IGBT管驅(qū)動電路14的控制信號輸入端HIN1對地的輸入阻抗為歐姆級別，因此，即便智 能功率模塊的U相上橋臂輸入端的外部下拉電阻非常大，也會使智能功率模塊的U相上橋 臂輸入端的等效輸入阻抗變得非常小。并且，即便此時U相上橋臂IGBT管驅(qū)動電路14的 控制信號輸入端HIN1的電流噪聲很大，也會因為其控制信號輸入端HIN1極小的輸入阻抗 而得到泄放，使U相上橋臂IGBT管驅(qū)動電路14的控制信號輸入端HIN1的電壓變得遠低于 VLL，從而使U相上橋臂IGBT管4121的柵極為低電平，使U相上橋臂IGBT管4121截止。
[0052] 本實施例中，當U相下橋臂IGBT管驅(qū)動電路44的控制信號輸入端LIN1所輸入的 控制信號為低電平時，通過正常的低位閾值電壓VLL及高位閥值電壓VHH來判斷U相上橋 臂IGBT管驅(qū)動電路14的控制信號輸入端HIN1為高電平或低電平，保證智能功率模塊的正 常工作，即便出現(xiàn)的電流噪聲足夠大使其U相上橋臂IGBT管4121持續(xù)導通，因為U相下橋 臂IGBT管4124截止，從而也不會造成智能功率模塊同相上下橋臂IGBT管同時導通的現(xiàn)象 發(fā)生；
[0053] 當U相下橋臂IGBT管驅(qū)動電路44的控制信號輸入端LIN1所輸入的控制信號為為 高電平時，如果U相上橋臂IGBT管驅(qū)動電路14的控制信號輸入端HIN1所輸入的控制信號 因為電流噪聲過大的原因而未能降到正常的低位閾值電壓VLL，可自動將U相上橋臂IGBT 管驅(qū)動電路14的控制信號輸入端HIN1所輸入的控制信號的電壓下拉到0附近，使U相上 橋臂IGBT管驅(qū)動電路14的控制信號輸入端HIN1所輸入的控制信號達到低電平要求從而 使U相上橋臂IGBT管4121關(guān)斷，從而避免了智能功率模塊同相上下橋臂IGBT管同時導通 的現(xiàn)象發(fā)生。
[0054] 本實施例大幅度地提高了智能功率模塊在復雜應用環(huán)境的可用性和健壯性，并能 確保其在一般應用環(huán)境下的兼容性，降低了智能功率模塊失效的風險，對智能功率模塊的 推廣應用有極大幫助。
[0055] 本實施例中，雙脈沖發(fā)生電路1401的作用是：在雙脈沖發(fā)生電路1401的輸入信 號的上升沿，雙脈沖發(fā)生電路1401的第一輸出端A產(chǎn)生一個300ns的脈沖信號，在輸入信 號的下升沿，雙脈沖發(fā)生電路1401的第二輸出端B產(chǎn)生一個300ns的脈沖信號。本實施例 中，第一高壓DM0S管1402和第二高壓DM0S管1403在關(guān)斷時可承受600V的電壓，第一高 壓DM0S管1402和第二高壓DM0S管1403在導通時可在300ns內(nèi)流過安培級的電流。第一 高壓DM0S管1402被300ns的高電平脈沖導通，使非門1408的輸入端從高電平瞬間降低， 而由于第一二極管1406的箝位作用，非門1408的電平被控制在不低于VS1-0. 7V的電位， 經(jīng)過非門1409、非門1410和第一電容1412組成的濾波電路、以及第一施密特觸發(fā)器1411 的遲滯后、并通過第一非門1413的波形調(diào)節(jié)后，在RS觸發(fā)器400中的或非門1430的其中 一個輸入端（也即RS觸發(fā)器400的S端）產(chǎn)生300ns的高電平脈沖。第二高壓DM0S管 1403被300ns的高電平脈沖導通，使非門1414的輸入端從高電平瞬間降低，由于第二二極 管1407的箝位作用，非門1414的電平被控制在不低于VS1-0. 7V的電位，經(jīng)過非門1415、 非門1416和第二電容1418組成的濾波電路、第二施密特觸發(fā)器1417的遲滯后、并通過第 二非門1419的波形調(diào)節(jié)后，在RS觸發(fā)器400中的或非門1431的其中一個輸入端（也即RS 觸發(fā)器400的R端）產(chǎn)生300ns的高電平脈沖。
[0056] 本實施例，當RS觸發(fā)器600的S端為高點平時，或非門1431的輸出端（也即RS 觸發(fā)器400的輸出端Q)變?yōu)楦唠娖?，并且在RS觸發(fā)器600的S端的高電平消失后保持高 電平不變，當RS觸發(fā)器600的R端為高點平時，或非門1431的輸出端（也即RS觸發(fā)器600 的輸出端Q)變?yōu)榈碗娖?，并且在RS觸發(fā)器600的R端的高電平消失后保持低電平不變。信 號經(jīng)過第九非門1433和第十非門1434的兩級放大后，在驅(qū)動信號輸出H01輸出。
[0057] 本實施例中，為了使第一高壓DM0S管1402和第二高壓DM0S管1403不會處于長 期被導通的狀態(tài)，降低其通態(tài)損耗，第一高壓DM0S管1402和第二高壓DM0S管1403是兩枚 600V耐壓的高壓N型LDM0S。第一高壓DM0S管1402和第二高壓DM0S管1403所傳遞的信 號通過或非門1430和或非門1431組成的RS觸發(fā)器600得到合并。
[0058] 自舉二極管1444在高壓區(qū)供電電壓負端VS1的電壓接近GND電壓時，由工作電壓 輸入端VCC向高壓區(qū)供電電源正端VB1充電。
[0059] 本實施例，當U相上橋臂IGBT管驅(qū)動電路14的受控端Ctrl為低電平時（即U相 下橋臂IGBT管驅(qū)動電路44的控制信號輸入端LIN1所輸入的控制信號低于某一電壓VLL 時），經(jīng)過第四非門2007和第三非門2005, NM0S管2002的柵極為低電平，因此，NM0S管2002 截止，從而使U相上橋臂IGBT管驅(qū)動電路14的控制信號輸入端HIN1對地的輸入阻抗無限 大；
[0060] 當U相上橋臂IGBT管驅(qū)動電路14的受控端Ctrl為高電平時（即U相下橋臂IGBT 管驅(qū)動電路44的控制信號輸入端LIN1所輸入的控制信號高于某一電壓VHH時），經(jīng)過第四 非門2007和第三非門2005, NMOS管2002的柵極為高電平，因此，NMOS管2002導通，從而 使U相上橋臂IGBT管驅(qū)動電路14的控制信號輸入端HIN1對地的輸入阻抗無限小。
[0061] 本實施例中，第三施密特觸發(fā)器2008的高位閾值電壓設計為VHH、低位閾值電壓 設計為VLL ;第三二極管2001和第四二極管2004是防靜電結(jié)構(gòu)，其擊穿電壓設計成高于 工作電壓輸入端VCC的電壓而低于后續(xù)第三施密特觸發(fā)器2008的擊穿電壓；第三二極管 2001和第四二極管2004同時也起到泄放電流噪聲的作用；第三電阻2003的阻值可設計為 lk Ω，第三電阻2003起到進一步吸收電流噪聲的作用；第三電容2006起到吸收U相下橋臂 IGBT管驅(qū)動電路44的控制信號輸入端LIN1的電壓噪聲的作用，第三電容2006的容值可設 計為100pF，該第三電容2006可過濾ns級的電壓噪聲，從而避免了 U相上橋臂IGBT管驅(qū)動 電路14的控制信號輸入端HIN1對地的輸入阻抗值處于頻繁的切換狀態(tài)。
[0062] 本實施例中，電平轉(zhuǎn)換電路4401的作用是將其輸入端0-5V的M0S邏輯或TTL邏 輯的信號轉(zhuǎn)換成0-15V的信號；第四施密特觸發(fā)器3001的高位閾值電壓設計為VHH、低位 閾值電壓設計為VLL ;因為U相下橋臂IGBT管驅(qū)動電路44比U相上橋臂IGBT管驅(qū)動電路 14的電路結(jié)構(gòu)簡單，所以設計非門4410與第四電容4412、第七非門4411與第五電容4413， 使U相下橋臂IGBT管驅(qū)動電路44的控制信號輸入端LIN1的信號到達E的時間與U相上 橋臂IGBT管驅(qū)動電路14的控制信號輸入端HIN1的信號到達Q的時間幾乎相同，根據(jù)流片 工藝的不同，第四電容4412和第五電容4413的設計值不同，但一般應設計成1?3nF。
[0063] 本實施例中，上述V相上橋臂驅(qū)動電路24及上述W相上橋臂驅(qū)動電路34的電路 結(jié)構(gòu)及工作原理均與上面實施例所述的U相上橋臂驅(qū)動電路14的電路結(jié)構(gòu)及工作原理相 同；上述V相下橋臂驅(qū)動電路54及上述W相下橋臂驅(qū)動電路64的電路結(jié)構(gòu)及工作原理均 與上面實施例所述U相下橋臂驅(qū)動電路44的電路結(jié)構(gòu)及工作原理相同，此處不再贅述。
[0064] 本實施例提供的智能功率模塊的IGBT管驅(qū)動電路，包括工作電壓輸入端、上橋臂 IGBT管驅(qū)動電路、下橋臂IGBT管驅(qū)動電路、上橋臂IGBT管及下橋臂IGBT管；上橋臂IGBT 管驅(qū)動電路包括U相上橋臂驅(qū)動電路、V相上橋臂驅(qū)動電路及W相上橋臂驅(qū)動電路；下橋臂 IGBT管驅(qū)動電路包括U相下橋臂驅(qū)動電路、V相下橋臂驅(qū)動電路及W相下橋臂驅(qū)動電路；其 中，U相上橋臂驅(qū)動電路、V相上橋臂驅(qū)動電路、W相上橋臂驅(qū)動電路、U相下橋臂驅(qū)動電路、 V相下橋臂驅(qū)動電路及W相下橋臂驅(qū)動電路均包括控制信號輸入端和驅(qū)動信號輸出端，U相 上橋臂驅(qū)動電路、V相上橋臂驅(qū)動電路及W相上橋臂驅(qū)動電路均還包括用于根據(jù)其對應的 下橋臂驅(qū)動電路的控制信號輸入端所輸入的控制信號自動調(diào)節(jié)其輸入阻抗受控端；其中， 上橋臂IGBT管驅(qū)動電路、下橋臂IGBT管驅(qū)動電路的各電源端與工作電壓輸入端連接；上橋 臂IGBT管驅(qū)動電路和下橋臂IGBT管驅(qū)動電路的各控制信號輸入端分別與一 MCU連接；上 橋臂IGBT管驅(qū)動電路的各驅(qū)動信號輸出端與上橋臂IGBT管連接；下橋臂IGBT管驅(qū)動電路 的各驅(qū)動信號輸出端與下橋臂IGBT管連接；上橋臂IGBT管驅(qū)動電路的各受控端與相應的 下橋臂驅(qū)動電路的控制信號輸入端連接。本實施例智能功率模塊的IGBT管驅(qū)動電路能夠 根據(jù)下橋臂IGBT管驅(qū)動電路的控制信號輸入端所輸入的控制信號，自動調(diào)節(jié)上橋臂IGBT 管驅(qū)動電路的輸入阻抗，使得本實施例在保證智能功率模塊正常工作的同時，能夠避免其 同相上下橋臂IGBT管同時導通的現(xiàn)象發(fā)生，提高了智能功率模塊的可靠性。
[0065] 本實用新型還提供一種智能功率模塊，該智能功率模塊包括智能功率模塊的IGBT 管驅(qū)動電路，該智能功率模塊的IGBT管驅(qū)動電路的電路結(jié)構(gòu)可參照上述實施例，在此不再 贅述。理所應當?shù)兀捎诒緦嵤├闹悄芄β誓K采用了上述智能功率模塊的IGBT管驅(qū)動 電路的技術(shù)方案，因此該智能功率模塊具有上述智能功率模塊的IGBT管驅(qū)動電路所有的 有益效果。
[0066] 以上僅為本實用新型的優(yōu)選實施例，并非因此限制本實用新型的專利范圍，凡是 利用本實用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在 其他相關(guān)的【技術(shù)領(lǐng)域】，均同理包括在本實用新型的專利保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種智能功率模塊的IGBT管驅(qū)動電路，其特征在于，所述智能功率模塊的IGBT管 驅(qū)動電路包括工作電壓輸入端、上橋臂IGBT管驅(qū)動電路、下橋臂IGBT管驅(qū)動電路、上橋臂 IGBT管及下橋臂IGBT管；所述上橋臂IGBT管驅(qū)動電路和所述下橋臂IGBT管驅(qū)動電路均 包括控制信號輸入端和驅(qū)動信號輸出端，所述上橋臂IGBT管驅(qū)動電路還包括用于根據(jù)所 述下橋臂IGBT管驅(qū)動電路的控制信號輸入端所輸入的控制信號自動調(diào)節(jié)所述上橋臂IGBT 管驅(qū)動電路的輸入阻抗的受控端；其中， 所述上橋臂IGBT管驅(qū)動電路、下橋臂IGBT管驅(qū)動電路的電源端與所述工作電壓輸入 端連接；所述上橋臂IGBT管驅(qū)動電路和所述下橋臂IGBT管驅(qū)動電路的控制信號輸入端分 別與一 MCU連接；所述上橋臂IGBT管驅(qū)動電路的驅(qū)動信號輸出端與所述上橋臂IGBT管連 接；所述下橋臂IGBT管驅(qū)動電路的驅(qū)動信號輸出端所述下橋臂IGBT管連接；所述上橋臂 IGBT管驅(qū)動電路的所述受控端與所述下橋臂IGBT管驅(qū)動電路的控制信號輸入端連接。
2. 如權(quán)利要求1所述的智能功率模塊的IGBT管驅(qū)動電路，其特征在于，所述上橋臂 IGBT管驅(qū)動電路包括U相上橋臂IGBT管驅(qū)動電路、V相上橋臂IGBT管驅(qū)動電路、W相上橋 臂IGBT管驅(qū)動電路；所述下橋臂IGBT管驅(qū)動電路包括U相下橋臂IGBT管驅(qū)動電路、V相 下橋臂IGBT管驅(qū)動電路及W相下橋臂IGBT管驅(qū)動電路；所述上橋臂IGBT管包括U相上橋 臂IGBT管、V相上橋臂IGBT管及W相上橋臂IGBT管；所述下橋臂IGBT管包括U相下橋臂 IGBT管、V相下橋臂IGBT管及W相下橋臂IGBT管；其中， 所述U相上橋臂IGBT管驅(qū)動電路、V相上橋臂IGBT管驅(qū)動電路、W相上橋臂IGBT管 驅(qū)動電路、U相下橋臂IGBT管驅(qū)動電路、V相下橋臂IGBT管驅(qū)動電路及W相下橋臂IGBT管 驅(qū)動電路的控制信號輸入端分別與所述MCU的相應控制信號輸出端連接；所述U相上橋臂 IGBT管驅(qū)動電路、V相上橋臂IGBT管驅(qū)動電路、W相上橋臂IGBT管驅(qū)動電路、U相下橋臂 IGBT管驅(qū)動電路、V相下橋臂IGBT管驅(qū)動電路及W相下橋臂IGBT管驅(qū)動電路的驅(qū)動信號 輸出端分別與對應的所述IGBT管連接；所述U相上橋臂IGBT管驅(qū)動電路的受控端與所述 U相下橋臂IGBT管驅(qū)動電路的控制信號輸入端連接；所述V相上橋臂IGBT管驅(qū)動電路的 受控端與所述V相下橋臂IGBT管驅(qū)動電路的控制信號輸入端連接；所述W相上橋臂IGBT 管驅(qū)動電路的受控端與所述W相下橋臂IGBT管驅(qū)動電路的控制信號輸入端連接。
3. 如權(quán)利要求2所述的智能功率模塊的IGBT管驅(qū)動電路，其特征在于，所述U相上 橋臂IGBT管驅(qū)動電路還包括高壓區(qū)供電電源正端、高壓區(qū)供電電源負端、輸入阻抗調(diào)節(jié)電 路、雙脈沖發(fā)生電路、第一高壓DMOS管、第二高壓DMOS管、自舉二極管、第一電阻、第二電 阻、第一二極管、第二二極管、第一電容、第二電容、第一非門單元、第二非門單元、第三非門 單元、第一施密特觸發(fā)器、第二斯密特觸發(fā)器、RS觸發(fā)器、第一非門、第二非門、其中， 雙脈沖發(fā)生電路的輸入端與所述輸入阻抗調(diào)節(jié)電路連接，雙脈沖發(fā)生電路的第一輸出 端與第一高壓DMOS管的柵極連接，其第二輸出端與第二高壓DMOS管的柵極連接，其電源端 與所述工作電壓輸入端連接，其地端接地；第一高壓DMOS管的襯底與源極相連并接地，其 漏極經(jīng)第一電阻與高壓區(qū)供電電源正端連接；第二高壓DMOS管的襯底與源相連并接地，其 漏極經(jīng)第二電阻與高壓區(qū)供電電源正端連接；自舉二極管的陽極與所述工作電壓輸入端連 接，陰極與高壓區(qū)供電電源正端連接；第一非門單元的輸入端與第一高壓DMOS管的漏極連 接，且與第一二極管的陰極連接，第一非門單元的輸出端經(jīng)第一施密特觸發(fā)器與第一非門 的輸入端連接；第一非門的輸出端與RS觸發(fā)器的S端連接；第一二極管的陽極經(jīng)第一電容 與第一非門單元的輸出端連接；第二非門單元的輸入端與第二高壓DMOS管的漏極連接，且 與第二二極管的陰極連接，第二非門單元的輸出端經(jīng)第二施密特觸發(fā)器與第二非門的輸入 端連接；第二非門的輸出端與RS觸發(fā)器的R端連接；第二二極管的陽極經(jīng)第二電容與第二 非門單元的輸出端連接；第一二極管的陽極和第二二極管的陽極還與高壓區(qū)供電電源負端 連接；RS觸發(fā)器的輸出端經(jīng)第三非門單元與所述U相上橋臂驅(qū)動電路的驅(qū)動信號輸出端連 接。
4. 如權(quán)利要求3所述的智能功率模塊的IGBT管驅(qū)動電路，其特征在于，所述輸入阻抗 調(diào)節(jié)電路包括第三電阻、第三電容、第三二極管、第四二極管、第三非門、第四非門、第五非 門、NM0S管及第三施密特觸發(fā)器；其中， 第三二極管的陰極與所述U相上橋臂IGBT管驅(qū)動電路的控制信號輸入端連接，且與 NM0S管的漏極連接，第三二極管的陽極接地；NM0S管的源極與其襯底連接，且接地，NM0S管 的柵極與第三非門的輸出端連接；第三非門的輸入端與第四非門的輸出端連接；第四非門 的輸入端為所述U相上橋臂IGBT管驅(qū)動電路的受控端，所述受控端與所述U相下橋臂驅(qū)動 電路的控制信號輸入端連接；第三電容的第一端連接于第三非門和第四非門之間，第三電 容的第二端接地；第三電阻的第一端與所述U相上橋臂IGBT管驅(qū)動電路的控制信號輸入端 連接，第三電阻的第二端分別與第三施密特觸發(fā)器的輸入端及第四二極管的陽極連接；第 四二極管的陰極與工作電壓輸入端連接；第三施密特觸發(fā)器的輸出端與經(jīng)第五非門與雙脈 沖發(fā)生電路的輸入端連接。
5. 如權(quán)利要求4所述的智能功率模塊的IGBT管驅(qū)動電路，其特征在于，所述第一非門 單元包括三個依次串聯(lián)的非門，所述第二非門單元包括三個依次串聯(lián)的非門，所述第三非 門單元包括兩個依次串聯(lián)的非門。
6. 如權(quán)利要求5所述的智能功率模塊的IGBT管驅(qū)動電路，其特征在于，所述U相下橋 臂驅(qū)動電路還包括第四施密特觸發(fā)器、第六非門、第七非門、電平轉(zhuǎn)換電路、第四電容、第五 電容、第四非門單元、第五非門單元；其中， 第四施密特觸發(fā)器的輸入端與所述U相下橋臂驅(qū)動電路的控制信號輸入端連接，第四 施密特觸發(fā)器的輸出端經(jīng)第六非門與電平轉(zhuǎn)換電路的輸入端連接；電平轉(zhuǎn)換電路的電源端 與所述工作電壓輸入端連接，電平轉(zhuǎn)換電路的地端接地，電平轉(zhuǎn)換電路的輸出端經(jīng)第四非 門單元與第七非門的輸入端連接；第七非門的輸出端經(jīng)第五非門單元與所述U相下橋臂驅(qū) 動電路的驅(qū)動信號輸出端連接；第四電容的第一端與第四非門單元的輸出端連接，其第二 端接地；第五電容的第一端與第五非門單元的輸入端連接，其第二端接地。
7. 如權(quán)利要求6所述的智能功率模塊的IGBT管驅(qū)動電路，其特征在于，所述第四非門 單元包括三個依次串聯(lián)的非門，所述第五非門單元包括兩個依次串聯(lián)的非門。
8. 如權(quán)利要求7所述的智能功率模塊的IGBT管驅(qū)動電路，其特征在于，所述V相上橋 臂驅(qū)動電路及所述W相上橋臂驅(qū)動電路的電路結(jié)構(gòu)均與所述U相上橋臂驅(qū)動電路的電路結(jié) 構(gòu)相同。
9. 如權(quán)利要求8所述的智能功率模塊的IGBT管驅(qū)動電路，其特征在于，所述V相下橋 臂驅(qū)動電路及所述W相下橋臂驅(qū)動電路的電路結(jié)構(gòu)均與所述U相下橋臂驅(qū)動電路的電路結(jié) 構(gòu)相同。
10. -種智能功率模塊，其特征在于，所述智能功率模塊包括權(quán)利要求1至9中任一項 所述的智能功率模塊的IGBT管驅(qū)動電路。
【文檔編號】H02M1/088GK203911737SQ201420288945
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年5月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月30日
【發(fā)明者】馮宇翔 申請人:美的集團股份有限公司