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(shí)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(jiǎn)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(dòng)器，智能功率模塊包含功率開(kāi)關(guān)器件和高壓驅(qū)動(dòng)電路，并帶有過(guò)電壓、過(guò)電流和過(guò)熱等故障檢測(cè)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(hào)，輸出端驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)或后續(xù)電路工作，同時(shí)將檢測(cè)到的系統(tǒng)狀態(tài)信號(hào)送回主控制器。相對(duì)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(shì)，尤其適合于驅(qū)動(dòng)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(dòng)、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(cè)端，以根據(jù)檢測(cè)到的電流大小對(duì)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(guò)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(kāi)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L(zhǎng)INl?LIN3、HINl?HIN3開(kāi)關(guān)頻率的2?4倍，并且與LINl?LIN3、HIN1?HIN3的開(kāi)關(guān)頻率沒(méi)有直接聯(lián)系。
[0005]ITRIP是電流檢測(cè)端，一般通過(guò)毫歐電阻接地，通過(guò)檢測(cè)毫歐電阻的壓降測(cè)算電流，當(dāng)電流過(guò)大時(shí)，使智能功率模塊100停止工作，避免因過(guò)流產(chǎn)生過(guò)熱后，對(duì)智能功率模塊100產(chǎn)生永久性損壞。
[0006]-VP、C0M、UN、VN、WN在實(shí)際使用中有電連接關(guān)系。因此，IGBT管121?IGBT管127開(kāi)關(guān)時(shí)的電壓噪聲以及FRD管111?FRD管116、FRD管131續(xù)流時(shí)的電流噪聲都會(huì)相互耦合，對(duì)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(huì)停止工作，而因?yàn)榇藭r(shí)并未真正發(fā)生過(guò)流，所以ITRIP此時(shí)的觸發(fā)屬于誤觸發(fā)。如圖2所示，在PFCIN為高電平，IGBT管127開(kāi)通瞬間時(shí)，因?yàn)镕RD管131的反向恢復(fù)電流的存在，疊加出I m的電流波形，該電流有較大的震蕩噪聲，通過(guò)-VP、COM、UN、VN、WN在外圍電路中的電連接，震蕩噪聲在MTRIP端會(huì)藕合出一定的電壓抬高。設(shè)使MTRIP觸發(fā)的條件為:電壓〉Vth，且持續(xù)時(shí)間〉Tth;在圖2中，設(shè)Ta〈Tth〈Tb，則在前三個(gè)周期的電壓太高不足以使MTRIP產(chǎn)生誤觸發(fā)，到第四個(gè)周期，MTRIP將產(chǎn)生誤觸發(fā)。
[0008]FRD管的反向恢復(fù)時(shí)間的長(zhǎng)短與溫度有關(guān)，溫度越高，反向恢復(fù)時(shí)間越長(zhǎng)，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(lái)越大，在一些惡劣的應(yīng)用場(chǎng)合，最終會(huì)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(shí)間后會(huì)恢復(fù)而不會(huì)對(duì)系統(tǒng)形成破壞，但無(wú)疑會(huì)對(duì)用戶造成困擾。如對(duì)于變頻空調(diào)器的應(yīng)用場(chǎng)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(shí)候，但高的環(huán)境溫度會(huì)使FRD管的反向恢復(fù)時(shí)間增長(zhǎng)，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(huì)因誤認(rèn)為發(fā)生過(guò)流而停止工作3?5分鐘，使用戶在這段時(shí)間內(nèi)無(wú)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。
[0009]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被誤觸發(fā)的幾率成為亟待解決的技術(shù)問(wèn)題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0010]本實(shí)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(wèn)題之一。
[0011]為此，本實(shí)用新型的一個(gè)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被誤觸發(fā)的幾率。
[0012]本實(shí)用新型的另一個(gè)目的在于提出了一種空調(diào)器。
[0013]為實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本實(shí)用新型的第一方面的實(shí)施例，提出了一種智能功率模塊，包括:三相上橋臂信號(hào)輸入端、三相下橋臂信號(hào)輸入端、三相低電壓參考端、電流檢測(cè)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(hào)輸入端和所述三相下橋臂信號(hào)輸入端的接線端，以及對(duì)應(yīng)于所述電流檢測(cè)端的第一端口和對(duì)應(yīng)于所述PFC控制輸入端的第二端口，所述第一端口通過(guò)連接線與所述電流檢測(cè)端相連，所述第二端口通過(guò)連接線與所述PFC控制輸入端相連;采樣電阻，所述三相低電壓參考端和所述電流檢測(cè)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；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)電路的第一輸入端連接至所述第一端口，所述自適應(yīng)電路的第二輸入端連接至所述第二端口，所述自適應(yīng)電路的輸出端作為所述HVIC管的使能端；
[0014]其中，所述自適應(yīng)電路在所述第二輸入端的輸入信號(hào)處于上升沿時(shí)，不接收所述第一輸入端的輸入信號(hào)，并輸出第一電平的使能信號(hào)，以允許所述HVIC管工作;所述自適應(yīng)電路在所述第二輸入端的輸入信號(hào)未處于上升沿時(shí)，接收所述第一輸入端的輸入信號(hào)，并根據(jù)所述第一輸入端的輸入信號(hào)輸出相應(yīng)電平的使能信號(hào)。
[0015]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的智能功率模塊，通過(guò)設(shè)置自適應(yīng)電路，以在第二輸入端的輸入信號(hào)(即由PFC控制輸入端輸入的信號(hào))處于上升沿時(shí)，不接收第一輸入端(電流檢測(cè)端)的輸入信號(hào)，并輸出第一電平的使能信號(hào)，以允許HVIC管工作，使得在智能功率模塊處于起始工作瞬間對(duì)噪聲進(jìn)行抑制，避免了因起始工作時(shí)噪聲過(guò)大而引起的誤觸發(fā)而導(dǎo)致的系統(tǒng)無(wú)法正常工作的問(wèn)題。而通過(guò)在第二輸入端的輸入信號(hào)未處于上升沿時(shí)，接收第一輸入端的輸入信號(hào)，并根據(jù)第一輸入端的輸入信號(hào)輸出相應(yīng)電平的使能信號(hào)，使得在系統(tǒng)進(jìn)入穩(wěn)定工作狀態(tài)后，能夠針對(duì)電流檢測(cè)端檢測(cè)到的電流信號(hào)的變化做出相應(yīng)的反應(yīng)，以在電流檢測(cè)端檢測(cè)到的電流信號(hào)過(guò)大時(shí)，對(duì)智能功率模塊提供及時(shí)的保護(hù)。
[0016]根據(jù)本實(shí)用新型的上述實(shí)施例的智能功率模塊，還可以具有以下技術(shù)特征:
[0017]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述自適應(yīng)電路在所述第一輸入端的輸入信號(hào)的電壓值高于預(yù)定值且持續(xù)預(yù)定時(shí)長(zhǎng)時(shí)，輸出第二電平的使能信號(hào)，以禁止所述HVIC管工作；否則，輸出所述第一電平的使能信號(hào)，以允許所述HVIC管工作。其中，第一電平的使能信號(hào)可以是高電平信號(hào)，第二電平的使能信號(hào)可以是低電平信號(hào)。
[0018]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述自適應(yīng)電路包括:
[0019]電壓比較器，所述電壓比較器的正輸入端作為所述自適應(yīng)電路的第一輸入端，所述電壓比較器的負(fù)輸入端連接至電壓源的正極，所述電壓源的負(fù)極作為所述自適應(yīng)電路的供電電源負(fù)極；
[0020]第一非門，所述第一非門的輸入端作為所述自適應(yīng)電路的第二輸入端，所述第一非門的輸出端連接至第二非門的輸入端，所述第二非門的輸出端連接至第一與非門的第一輸入端；
[0021 ]第三非門，所述第三非門的輸入端連接至所述第一非門的輸入端，所述第三非門的輸出端連接至第四非門的輸入端，所述第四非門的輸出端連接至第五非門的輸入端，所述第五非門的輸出端連接至所述第一與非門的第二輸入端；
[0022]第六非門，所述第六非門的輸入端連接至所述第一與非門的輸出端，所述第六非門的輸出端連接至第七非門的輸入端，所述第七非門的輸出端連接至第二與非門的第一輸入端，所述第二與非門的第二輸入端連接至所述電壓比較器的輸出端，所述第二與非門的輸出端連接至第八非門的輸入端，所述第八非門的輸出端連接至所述第九非門的輸入端，所述第九非門的輸出端作為所述自適應(yīng)電路的輸出端；
[0023]第一電容，連接在所述第三非門的輸出端和所述自適應(yīng)電路的供電電源負(fù)極之間；
[0024]第二電容，連接在所述第四非門的輸出端和所述自適應(yīng)電路的供電電源負(fù)極之間。
[0025]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述HVIC管上還設(shè)置有PFC驅(qū)動(dòng)電路的信號(hào)輸出端，所述智能功