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關(guān)器件和高壓驅(qū)動(dòng)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(dòng)壓縮機(jī)或后續(xù)電路工作，同時(shí)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(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]如圖2所示，UN、VN、WN接毫歐電阻138的一端，毫歐電阻138的另一端接GND，MTRIP是電流檢測引腳，接毫歐電阻138的一端，通過檢測毫歐電阻的壓降測算電流，如圖3所示，當(dāng)電流過大時(shí)，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(shí)際使用中有電連接關(guān)系。因此，IGBT管121?IGBT管127開關(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)生過流，所以ITRIP此時(shí)的觸發(fā)屬于誤觸發(fā)。如圖4所示，在PFCIN為高電平，IGBT管127開通瞬間時(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-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4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)間的長短與溫度有關(guān)，溫度越高，反向恢復(fù)時(shí)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(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)對系統(tǒng)形成破壞，但無疑會(huì)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(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，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)生過流而停止工作3?5分鐘，使用戶在這段時(shí)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。
[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;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；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處于上升沿時(shí)，根據(jù)對所述第一輸入端的輸入信號進(jìn)行兩次檢測的結(jié)果輸出相應(yīng)電平的使能信號;所述自適應(yīng)電路在所述第二輸入端的輸入信號未處于上升沿時(shí)，根據(jù)對所述第一輸入端的輸入信號進(jìn)行一次檢測的結(jié)果輸出相應(yīng)電平的使能信號。
[0015]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的智能功率模塊，由于在第二端口(S卩PFCINP)處于高電平瞬間，如果第一端口(ITRIP)的電壓波動(dòng)是因?yàn)殡娐吩肼曇穑敲碔TRIP電壓是一個(gè)持續(xù)降低的過程，因此通過設(shè)置自適應(yīng)電路，以在第二輸入端(即PFC控制輸入端)的輸入信號處于上升沿時(shí)，根據(jù)對第一輸入端(電流檢測端)的輸入信號進(jìn)行兩次檢測的結(jié)果輸出相應(yīng)電平的使能信號，使得在PFCINP高電平瞬間，能夠通過二次檢測濾除因電路噪聲引起誤動(dòng)作的可能；而如果ITRIP的電壓波動(dòng)時(shí)來自真正的過流，那么ITRIP電壓是一個(gè)持續(xù)增加的過程，二次檢測確認(rèn)后及時(shí)輸出低電平能夠確保智能功率模塊停止工作形成保護(hù)。
[0016]通過在第二輸入端的輸入信號未處于上升沿時(shí)，根據(jù)對第一輸入端的輸入信號進(jìn)行一次檢測的結(jié)果輸出相應(yīng)電平的使能信號，使得在PFCINP高電平過后，智能功率模塊可以進(jìn)行常規(guī)檢測判斷，以在電流檢測端檢測到的電流信號過大時(shí)，對智能功率模塊提供及時(shí)的保護(hù)。
[0017]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:
[0018]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述自適應(yīng)電路在所述第二輸入端的輸入信號處于上升沿時(shí)，當(dāng)對所述第一輸入端的輸入信號進(jìn)行兩次檢測的結(jié)果均為電壓值高于預(yù)定值時(shí)，輸出第一電平的使能信號，以禁止所述HVIC管工作；否則，輸出所述第二電平的使能信號，以允許所述HVIC管工作；
[0019]所述自適應(yīng)電路在所述第二輸入端的輸入信號未處于上升沿時(shí)，當(dāng)對所述第一輸入端的輸入信號進(jìn)行一次檢測的結(jié)果為電壓值高于預(yù)定值時(shí)，輸出所述第一電平的使能信號;否則，輸出所述第二電平的使能信號。
[0020]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。
[0021]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:
[0022]第一電壓比較器，所述第一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，所述第一電壓比較器的負(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，所述第一電壓比較器的輸出端連接至模擬開關(guān)的第一選擇端；
[0023]串聯(lián)連接的第一非門和第二非門，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，所述第二非門的輸出端連接至第一與非門的第一輸入端；
[0024]串聯(lián)連接的第三非門、第四非門和第五非門，所述第三非門的輸入端連接至所述第一非門的輸入端，所述第五非門的輸出端連接至所述第一與非門的第二輸入端，所述第一與非門的輸出端連接至第六非門的輸入端，所述第六非門的輸出端連接至所述模擬開關(guān)的控制端；
[0025]第一電容，連接在所述第四非門的輸入端和所述自適應(yīng)電路的供電電源負(fù)極之間；
[0026]第二電容，連接在所述第五非門的輸入端和所述自適應(yīng)電路的供電電源負(fù)極之間；
[0027]串聯(lián)連接的第七非門和第八非門，所述第七非門的輸入端連接至所述第一非門的輸入端，所述第八非門的輸出端連接至第二與非門的第一輸入端；
[0028]串聯(lián)連接的第九非門、第十非門和第十一非門，所述第九非門的輸入端連接至所述第一非門的輸入端，所述第十一非門的輸出端連接至所述第二與非門的第二輸入端，所述第二與非門的輸出端連接至第十二非門的輸入端；
[0029]第三電容，連接在所述第十一非門的輸入端和所述自適應(yīng)電路的供電電源負(fù)極之間；
[0030]RS觸發(fā)器，所述RS觸發(fā)器的R端連接至所述第十二非門的輸出端；
[0031]串聯(lián)連接的AD