智能功率模塊和空調(diào)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及智能功率模塊技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種智能功率模塊和一種空調(diào)器。
【背景技術(shù)】
[0002]智能功率模塊(Intelligent Power Module，簡稱IPM)是一種將電力電子分立器件和集成電路技術(shù)集成在一起的功率驅(qū)動器，智能功率模塊包含功率開關(guān)器件和高壓驅(qū)動電路，并帶有過電壓、過電流和過熱等故障檢測電路。智能功率模塊的邏輯輸入端接收主控制器的控制信號，輸出端驅(qū)動壓縮機(jī)或后續(xù)電路工作，同時將檢測到的系統(tǒng)狀態(tài)信號送回主控制器。相對于傳統(tǒng)分立方案，智能功率模塊具有高集成度、高可靠性、自檢和保護(hù)電路等優(yōu)勢，尤其適合于驅(qū)動電機(jī)的變頻器及各種逆變電源，是變頻調(diào)速、冶金機(jī)械、電力牽引、伺服驅(qū)動、變頻家電的理想電力電子器件。
[0003]現(xiàn)有的智能功率模塊電路的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，MTRIP端口作為電流檢測端，以根據(jù)檢測到的電流大小對智能功率模塊100進(jìn)行保護(hù)。PFC IN端口作為智能功率模塊的PFC(Power Factor Correct1n，功率因數(shù)校正)控制輸入端。
[0004]在智能功率模塊工作過程中，PFCINP端按一定的頻率在高低電平間頻繁切換，使IGBT管127持續(xù)處于開關(guān)狀態(tài)而FRD管131持續(xù)處于續(xù)流狀態(tài)，該頻率一般為LINl?LIN3、HINl?HIN3開關(guān)頻率的2?4倍，并且與LINl?LIN3、HIN1?HIN3的開關(guān)頻率沒有直接聯(lián)系。
[0005]ITRIP是電流檢測端，一般通過毫歐電阻接地，通過檢測毫歐電阻的壓降測算電流，當(dāng)電流過大時，使智能功率模塊100停止工作，避免因過流產(chǎn)生過熱后，對智能功率模塊100產(chǎn)生永久性損壞。
[0006]-VP、C0M、UN、VN、WN在實際使用中有電連接關(guān)系。因此，IGBT管121?IGBT管127開關(guān)時的電壓噪聲以及FRD管111?FRD管116、FRD管131續(xù)流時的電流噪聲都會相互耦合，對各低電壓區(qū)的輸入引腳造成影響。
[0007]在各輸入引腳中，HIN1?HIN3、LIN1?LIN3、PFCINP的閾值一般在2.3V左右，而ITRIP的閾值電壓一般只有0.5V—下，因此，ITRIP是最容易受到干擾的引腳。當(dāng)ITRIP受到觸發(fā)，智能功率模塊100就會停止工作，而因為此時并未真正發(fā)生過流，所以ITRIP此時的觸發(fā)屬于誤觸發(fā)。
[0008]一般來說，F(xiàn)RD管111?116、FRD管131在反向恢復(fù)時的反向恢復(fù)電流尖峰耦合到地線上的電壓噪聲最容易引起此種誤觸發(fā)。
[0009]如圖2所示，在!1預(yù)1?!11似、1^預(yù)1?1^1似、？？(:1即為高電平時，分別使？1^管114?116、FRD管111?113、FRD管131產(chǎn)生反向恢復(fù)電流尖峰，MTRIP端隨之產(chǎn)生電壓噪聲，一般來說，尖峰的持續(xù)時間越長，及反向恢復(fù)時間越長，MTRIP的噪聲持續(xù)時間越長，尖峰的峰值越大，即反向恢復(fù)電流越大，MTRIP的噪聲幅值越大。并且，因為FRD管的反向恢復(fù)時間及反向恢復(fù)電流對著溫度的升高而增大。
[0010]設(shè)使MTRIP觸發(fā)的條件為:電壓〉Vth，且持續(xù)時間>Tth;在圖2中，設(shè)Ta〈Tth〈Tb，則在25°C時，F(xiàn)RD管的反向恢復(fù)電流不足以使MTRIP產(chǎn)生誤觸發(fā)，在75°C時，F(xiàn)RD管的前三個周期的高電壓持續(xù)時間太短不足以使MTRIP產(chǎn)生誤觸發(fā)，到第四個周期，MTRIP將產(chǎn)生誤觸發(fā)。
[0011]FRD管的反向恢復(fù)時間的長短與溫度有關(guān)，溫度越高，反向恢復(fù)時間越長，因此隨著系統(tǒng)的持續(xù)工作，智能功率模塊100的溫度持續(xù)上升，MTRIP被觸發(fā)的幾率越來越大，在一些惡劣的應(yīng)用場合，最終會產(chǎn)生誤觸發(fā)，使系統(tǒng)停止工作。雖然這種誤觸發(fā)在一段時間后會恢復(fù)而不會對系統(tǒng)形成破壞，但無疑會對用戶造成困擾。如對于變頻空調(diào)器的應(yīng)用場合，環(huán)境溫度越高正是用戶越需要空調(diào)系統(tǒng)持續(xù)工作的時候，但高的環(huán)境溫度會使FRD管的反向恢復(fù)時間增長，MTRIP受誤觸發(fā)的幾率提高，一旦MTRIP被誤觸發(fā)，空調(diào)系統(tǒng)會因誤認(rèn)為發(fā)生過流而停止工作3?5分鐘，使用戶在這段時間內(nèi)無法獲得冷風(fēng)，這是造成空調(diào)系統(tǒng)因制冷能力不足受客戶投訴的主要原因之一。
[0012]因此，如何能夠在確保智能功率模塊具有高可靠性和高適應(yīng)性的前提下，有效降低智能功率模塊在全溫度范圍內(nèi)被誤觸發(fā)的幾率成為亟待解決的技術(shù)問題。
【實用新型內(nèi)容】
[0013]本實用新型旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)或相關(guān)技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。
[0014]為此，本實用新型的一個目的在于提出了一種新的智能功率模塊，可以在確保智能功率模塊具有高可靠性和高適應(yīng)性的前提下，有效降低智能功率模塊在全溫度范圍內(nèi)被誤觸發(fā)的幾率。
[0015]本實用新型的另一個目的在于提出了一種空調(diào)器。
[0016]為實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本實用新型的第一方面的實施例，提出了一種智能功率模塊，包括:三相上橋臂信號輸入端、三相下橋臂信號輸入端、三相低電壓參考端、電流檢測端和PFC控制輸入端;HVIC管，所述HVIC管上設(shè)置有分別連接至所述三相上橋臂信號輸入端和所述三相下橋臂信號輸入端的接線端，以及對應(yīng)于所述電流檢測端的第一端口和對應(yīng)于所述PFC控制輸入端的第二端口，所述第一端口通過連接線與所述電流檢測端相連，所述第二端口通過連接線與所述PFC控制輸入端相連；
[0017]采樣電阻，所述三相低電壓參考端和所述電流檢測端均連接至所述采樣電阻的第一端，所述采樣電阻的第二端連接至所述智能功率模塊的低壓區(qū)供電電源負(fù)端；
[0018]自適應(yīng)電路，所述自適應(yīng)電路的供電電源正極和負(fù)極分別連接至所述智能功率模塊的低壓區(qū)供電電源正端和負(fù)端，所述自適應(yīng)電路的第一輸入端、第二輸入端和第三輸入端分別連接至所述三相上橋臂信號輸入端中的對應(yīng)端，所述自適應(yīng)電路的第四輸入端、第五輸入端和第六輸入端分別連接至所述三相下橋臂信號輸入端中的對應(yīng)端，所述自適應(yīng)電路的第七輸入端連接至所述第二端口，所述自適應(yīng)電路的第八輸入端連接至所述第一端口，所述自適應(yīng)電路的輸出端作為所述HVIC管的使能端；
[0019]其中，所述自適應(yīng)電路在所述第一輸入端至所述第七輸入端的輸入信號處于上升沿時，對所述第八輸入端的輸入信號的濾波時間與溫度成正相關(guān)關(guān)系;所述自適應(yīng)電路在所述第一輸入端至所述第七輸入端的輸入信號未處于上升沿時，對所述第八輸入端的輸入信號的濾波時間為固定值；
[0020]所述自適應(yīng)電路在所述第八輸入端的輸入信號的電壓值高于預(yù)定值且持續(xù)時長超過所述濾波時間時，輸出第一電平的使能信號，以禁止所述HVIC管工作；否則，輸出第二電平的使能信號，以允許所述HVIC管工作。
[0021]根據(jù)本實用新型的實施例的智能功率模塊，通過設(shè)置自適應(yīng)電路，以使自適應(yīng)電路在三相上橋臂信號輸入端、三相下橋臂信號輸入端和PFC控制輸入端的輸入信號處于上升沿時，對電流檢測端的輸入信號的濾波時間與溫度成正相關(guān)關(guān)系;使得在智能功率模塊的溫度處在最容易產(chǎn)生誤觸發(fā)的時間點時，能夠?qū)﹄娏鳈z測端的輸入信號的濾波時間進(jìn)行調(diào)整，從而大幅降低電流檢測端在高溫下被誤觸發(fā)的幾率;而通過在三相上橋臂信號輸入端、三相下橋臂信號輸入端和PFC控制輸入端的輸入信號未處于上升沿時，對電流檢測端的輸入信號的濾波時間為固定值，使得在其他不易產(chǎn)生誤觸發(fā)的時間點，能夠保證溫度檢測端的靈敏度，即確保在電流檢測端的輸入信號的電壓值高于預(yù)定值且持續(xù)時長超過濾波時間時，輸出禁止HVIC管工作的第一電平的使能信號；否則，輸出允許HVIC管工作的第二電平的使能信號，實現(xiàn)了智能功率模塊在全溫度范圍內(nèi)的可靠工作。
[0022]其中，第一電平的使能信號可以是低電平信號，第二電平的使能信號可以是高電平信號。
[0023]根據(jù)本實用新型的上述實施例的智能功率模塊，還可以具有以下技術(shù)特征:
[0024]根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述自適應(yīng)電路包括:
[0025]七個脈沖發(fā)生電路，所述七個脈沖發(fā)生電路的輸入端分別作為所述自適應(yīng)電路的第一輸入端至第七輸入端，連接至所述三相上橋臂信號輸入端的三個脈沖發(fā)生電路的輸出端分別連接至第一或門的三個輸入端，連接至所述三相下橋臂信號輸入端的三個脈沖發(fā)生電路的輸出端分別連接至第二或門的三個輸入端；
[0026]第三或門，所述第一或門的輸出端、所述第二或門的輸出端，以及連接至所述第二端口的脈沖發(fā)生電路的輸出端分別連接至所述第三或門的三個輸入端，所述第三或門的輸