智慧型功率模組和空調器

《智慧型功率模組和空調器》是重慶美的製冷設備有限公司和美的集團股份有限公司於2015年11月30日申請的專利，該專利的公布號為CN105356785A，申請號為201510860689X，授權公布日為2016年2月24日，發明人是馮宇翔。

《智慧型功率模組和空調器》提供了一種智慧型功率模組和空調器，智慧型功率模組包括：三相上橋臂信號輸入端、三相下橋臂信號輸入端、電流檢測端和PFC控制輸入端；HVIC管上設定有對應於電流檢測端的第一連線埠和對應於PFC控制輸入端的第二連線埠；自適應電路的第一輸入端連線至第一連線埠，自適應電路的第二輸入端連線至第二連線埠，自適應電路的輸出端作為HVIC管的使能端；其中，自適應電路在第二輸入端的輸入信號處於上升沿時，根據對第一輸入端的輸入信號進行兩次檢測的結果輸出相應電平的使能信號；自適應電路在第二輸入端的輸入信號未處於上升沿時，根據對第一輸入端的輸入信號進行一次檢測的結果輸出相應電平的使能信號。

2018年12月20日，《智慧型功率模組和空調器》獲得第二十屆中國專利優秀獎。

（概述圖為《智慧型功率模組和空調器》摘要附圖）

基本介紹

• 中文名：智慧型功率模組和空調器
• 公告號：CN105356785A
• 授權日：2016年2月24日
• 申請號：201510860689X
• 申請日：2015年11月30日
• 申請人：重慶美的製冷設備有限公司、美的集團股份有限公司
• 地址：重慶市南岸區玉馬路8號科技創業中心融英樓4樓4號
• 發明人：馮宇翔
• Int.Cl.：H02M7/5387(2007.01)I; H02M1/08(2006.01)I
• 代理機構：北京友聯智慧財產權代理事務所（普通合夥）
• 代理人：尚志峰、汪海屏
• 類別：發明專利

專利背景

智慧型功率模組（Intelligent Power Module，簡稱IPM）是一種將電力電子分立器件和積體電路技術集成在一起的功率驅動器，智慧型功率模組包含功率開關器件和高壓驅動電路，並帶有過電壓、過電流和過熱等故障檢測電路。智慧型功率模組的邏輯輸入端接收主控制器的控制信號，輸出端驅動壓縮機或後續電路工作，同時將檢測到的系統狀態信號送回主控制器。相對於傳統分立方案，智慧型功率模組具有高集成度、高可靠性、自檢和保護電路等優勢，尤其適合於驅動電機的變頻器及各種逆變電源，是變頻調速、冶金機械、電力牽引、伺服驅動、變頻家電的理想電力電子器件。

截至2015年11月30日，智慧型功率模組電路的結構示意圖如圖1所示，MTRIP連線埠作為電流檢測端，以根據檢測到的電流大小對智慧型功率模組100進行保護。PFCIN連線埠作為智慧型功率模組的PFC（PowerFactorCorrection，功率因數校正）控制輸入端。

在智慧型功率模組工作過程中，PFCINP端按一定的頻率在高低電平間頻繁切換，使IGBT管127持續處於開關狀態而FRD管131持續處於續流狀態，該頻率一般為LIN1～LIN3、HIN1～HIN3開關頻率的2～4倍，並且與LIN1～LIN3、HIN1～HIN3的開關頻率沒有直接聯繫。

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，當電流過大時，使智慧型功率模組100停止工作，避免因過流產生過熱後，對智慧型功率模組100產生永久性損壞。

-VP、COM、UN、VN、WN在實際使用中有電連線關係。因此，IGBT管121～IGBT管127開關時的電壓噪聲以及FRD管111～FRD管116、FRD管131續流時的電流噪聲都會相互耦合，對各低電壓區的輸入引腳造成影響。

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一下，因此，ITRIP是最容易受到干擾的引腳。當ITRIP受到觸發，智慧型功率模組100就會停止工作，而因為此時並未真正發生過流，所以ITRIP此時的觸發屬於誤觸發。如圖4所示，在PFCIN為高電平，IGBT管127開通瞬間時，因為FRD管131的反向恢復電流的存在，疊加出I131的電流波形，該電流有較大的震盪噪聲，通過-VP、COM、UN、VN、WN在外圍電路中的電連線，震盪噪聲在MTRIP端會藕合出一定的電壓抬高。設使MTRIP觸發的條件為：電壓>Vth，且持續時間>Tth；在圖4中，設Ta<Tth<Tb，則在前三個周期的電壓太高不足以使MTRIP產生誤觸發，到第四個周期，MTRIP將產生誤觸發。

FRD管的反向恢復時間的長短與溫度有關，溫度越高，反向恢復時間越長，因此隨著系統的持續工作，智慧型功率模組100的溫度持續上升，MTRIP被觸發的幾率越來越大，在一些惡劣的套用場合，最終會產生誤觸發，使系統停止工作。雖然這種誤觸發在一段時間後會恢復而不會對系統形成破壞，但無疑會對用戶造成困擾。如對於變頻空調器的套用場合，環境溫度越高正是用戶越需要空調系統持續工作的時候，但高的環境溫度會使FRD管的反向恢復時間增長，MTRIP受誤觸發的幾率提高，一旦MTRIP被誤觸發，空調系統會因誤認為發生過流而停止工作3～5分鐘，使用戶在這段時間內無法獲得冷風，這是造成空調系統因製冷能力不足受客戶投訴的主要原因之一。

因此，如何能夠在確保智慧型功率模組具有高可靠性和高適應性的前提下，有效降低智慧型功率模組被誤觸發的幾率成為亟待解決的技術問題。

發明內容

專利目的

《智慧型功率模組和空調器》的一個目的在於提出了一種新的智慧型功率模組，可以在確保智慧型功率模組具有高可靠性和高適應性的前提下，有效降低智慧型功率模組被誤觸發的幾率。

《智慧型功率模組和空調器》的另一個目的在於提出了一種空調器。

技術方案

根據《智慧型功率模組和空調器》的第一方面的實施例，提出了一種智慧型功率模組，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管上設定有分別連線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，以及對應於所述電流檢測端的第一連線埠和對應於所述PFC控制輸入端的第二連線埠，所述第一連線埠通過連線線與所述電流檢測端相連，所述第二連線埠通過連線線與所述PFC控制輸入端相連；採樣電阻，所述三相低電壓參考端和所述電流檢測端均連線至所述採樣電阻的第一端，所述採樣電阻的第二端連線至所述智慧型功率模組的低壓區供電電源負端；自適應電路，所述自適應電路的供電電源正極和負極分別連線至所述智慧型功率模組的低壓區供電電源正端和負端，所述自適應電路的第一輸入端連線至所述第一連線埠，所述自適應電路的第二輸入端連線至所述第二連線埠，所述自適應電路的輸出端作為所述HVIC管的使能端；

其中，所述自適應電路在所述第二輸入端的輸入信號處於上升沿時，根據對所述第一輸入端的輸入信號進行兩次檢測的結果輸出相應電平的使能信號；所述自適應電路在所述第二輸入端的輸入信號未處於上升沿時，根據對所述第一輸入端的輸入信號進行一次檢測的結果輸出相應電平的使能信號。

根據《智慧型功率模組和空調器》的實施例的智慧型功率模組，由於在第二連線埠（即PFCINP）處於高電平瞬間，如果第一連線埠（ITRIP）的電壓波動是因為電路噪聲引起，那么ITRIP電壓是一個持續降低的過程，因此通過設定自適應電路，以在第二輸入端（即PFC控制輸入端）的輸入信號處於上升沿時，根據對第一輸入端（電流檢測端）的輸入信號進行兩次檢測的結果輸出相應電平的使能信號，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作的可能；而如果ITRIP的電壓波動時來自真正的過流，那么ITRIP電壓是一個持續增加的過程，二次檢測確認後及時輸出低電平能夠確保智慧型功率模組停止工作形成保護。

通過在第二輸入端的輸入信號未處於上升沿時，根據對第一輸入端的輸入信號進行一次檢測的結果輸出相應電平的使能信號，使得在PFCINP高電平過後，智慧型功率模組可以進行常規檢測判斷，以在電流檢測端檢測到的電流信號過大時，對智慧型功率模組提供及時的保護。

根據《智慧型功率模組和空調器》的上述實施例的智慧型功率模組，還可以具有以下技術特徵：

根據《智慧型功率模組和空調器》的一個實施例，所述自適應電路在所述第二輸入端的輸入信號處於上升沿時，當對所述第一輸入端的輸入信號進行兩次檢測的結果均為電壓值高於預定值時，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；

所述自適應電路在所述第二輸入端的輸入信號未處於上升沿時，當對所述第一輸入端的輸入信號進行一次檢測的結果為電壓值高於預定值時，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。

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。

根據《智慧型功率模組和空調器》的一個實施例，所述自適應電路包括：

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電路的第一輸入端，所述第一電壓比較器的負輸入端連線至電壓源的正極，所述電壓源的負極作為所述自適應電路的供電電源負極，所述第一電壓比較器的輸出端連線至模擬開關的第一選擇端；

串聯連線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電路的第二輸入端，所述第二非門的輸出端連線至第一與非門的第一輸入端；

串聯連線的第三非門、第四非門和第五非門，所述第三非門的輸入端連線至所述第一非門的輸入端，所述第五非門的輸出端連線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線至第六非門的輸入端，所述第六非門的輸出端連線至所述模擬開關的控制端；

第一電容，連線在所述第四非門的輸入端和所述自適應電路的供電電源負極之間；

第二電容，連線在所述第五非門的輸入端和所述自適應電路的供電電源負極之間；

串聯連線的第七非門和第八非門，所述第七非門的輸入端連線至所述第一非門的輸入端，所述第八非門的輸出端連線至第二與非門的第一輸入端；

串聯連線的第九非門、第十非門和第十一非門，所述第九非門的輸入端連線至所述第一非門的輸入端，所述第十一非門的輸出端連線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線至第十二非門的輸入端；

第三電容，連線在所述第十一非門的輸入端和所述自適應電路的供電電源負極之間；

RS觸發器，所述RS觸發器的R端連線至所述第十二非門的輸出端；

串聯連線的AD轉換器和DA轉換器，所述AD轉換器的輸入端連線至所述第一電壓比較器正輸入端和第二電壓比較器的正輸入端，所述DA轉換器的輸出端連線至所述第二電壓比較器的負輸入端，所述第二電壓比較器的輸出端連線至所述RS觸發器的S端；

第三與非門，所述第六非門的輸出端、所述第一電壓比較器的輸出端和所述RS觸發器的Q端分別連線至所述第三與非門的三個輸入端，所述第三與非門的輸出端連線至第十三非門的輸入端，所述第十三非門的輸出端連線至所述模擬開關的第二選擇端，所述模擬開關的固定端連線至第十四非門的輸入端，所述第十四非門的輸出端作為所述自適應電路的輸出端。

根據《智慧型功率模組和空調器》的一個實施例，所述HVIC管上還設定有PFC驅動電路的信號輸出端，所述智慧型功率模組還包括：第一功率開關管和第一二極體，所述第一二極體的陽極連線至所述第一功率開關管的發射極，所述第一二極體的陰極連線至所述第一功率開關管的集電極，所述第一功率開關管的集電極連線至第二二極體的陽極，所述第二二極體的陰極連線至所述智慧型功率模組的高電壓輸入端，所述第一功率開關管的基極連線至所述PFC驅動電路的信號輸出端，所述第一功率開關管的發射極作為所述智慧型功率模組的PFC低電壓參考端，所述第一功率開關管的集電極作為所述智慧型功率模組的PFC端。

其中，第一功率開關管可以是IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor，絕緣柵雙極型電晶體）。

根據《智慧型功率模組和空調器》的一個實施例，還包括：自舉電路，所述自舉電路包括：第一自舉二極體，所述第一自舉二極體的陽極連線至所述智慧型功率模組的低壓區供電電源正端，所述第一自舉二極體的陰極連線至所述智慧型功率模組的U相高壓區供電電源正端；第二自舉二極體，所述第二自舉二極體的陽極連線至所述智慧型功率模組的低壓區供電電源正端，所述第二自舉二極體的陰極連線至所述智慧型功率模組的V相高壓區供電電源正端；第三自舉二極體，所述第三自舉二極體的陽極連線至所述智慧型功率模組的低壓區供電電源正端，所述第三自舉二極體的陰極連線至所述智慧型功率模組的W相高壓區供電電源正端。

根據《智慧型功率模組和空調器》的一個實施例，還包括：三相上橋臂電路，所述三相上橋臂電路中的每一相上橋臂電路的輸入端連線至所述HVIC管的三相高壓區中對應相的信號輸出端；三相下橋臂電路，所述三相下橋臂電路中的每一相下橋臂電路的輸入端連線至所述HVIC管的三相低壓區中對應相的信號輸出端。

其中，三相上橋臂電路包括：U相上橋臂電路、V相上橋臂電路、W相上橋臂電路；三相下橋臂電路包括：U相下橋臂電路、V相下橋臂電路、W相下橋臂電路。

根據《智慧型功率模組和空調器》的一個實施例，所述每一相上橋臂電路包括：第二功率開關管和第三二極體，所述第三二極體的陽極連線至所述第二功率開關管的發射極，所述第三二極體的陰極連線至所述第二功率開關管的集電極，所述第二功率開關管的集電極連線至所述智慧型功率模組的高電壓輸入端，所述第二功率開關管的基極作為所述每一相上橋臂電路的輸入端，所述第二功率開關管的發射極連線至所述智慧型功率模組對應相的高壓區供電電源負端。其中，第二功率開關管可以是IGBT。

根據《智慧型功率模組和空調器》的一個實施例，所述每一相下橋臂電路包括：第三功率開關管和第四二極體，所述第四二極體的陽極連線至所述第三功率開關管的發射極，所述第四二極體的陰極連線至所述第三功率開關管的集電極，所述第三功率開關管的集電極連線至對應的上橋臂電路中的所述第三二極體的陽極，所述第三功率開關管的基極作為所述每一相下橋臂電路的輸入端，所述第三功率開關管的發射極作為所述智慧型功率模組的對應相的低電壓參考端。其中，第三功率開關管可以是IGBT。

根據《智慧型功率模組和空調器》的一個實施例，所述智慧型功率模組的高電壓輸入端的電壓為300V。

根據《智慧型功率模組和空調器》的一個實施例，所述智慧型功率模組的每一相高壓區供電電源的正端和負端之間連線有濾波電容。

根據《智慧型功率模組和空調器》第二方面的實施例，還提出了一種空調器，包括：如上述任一項實施例中所述的智慧型功率模組。

改善效果

《智慧型功率模組和空調器》的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過《智慧型功率模組和空調器》的實踐了解到。

附圖說明

圖1示出了相關技術中的智慧型功率模組的結構示意圖；

圖2示出了智慧型功率模組的外部電路示意圖；

圖3示出了電流信號觸發智慧型功率模組停止工作的波形示意圖；

圖4示出了相關技術中的智慧型功率模組產生的噪聲的波形示意圖；

圖5示出了根據《智慧型功率模組和空調器》的實施例的智慧型功率模組的結構示意圖；

圖6示出了根據《智慧型功率模組和空調器》的實施例的自適應電路的內部結構示意圖。

技術領域

《智慧型功率模組和空調器》涉及智慧型功率模組技術領域，具體而言，涉及一種智慧型功率模組和一種空調器。

權利要求

1.一種智慧型功率模組，其特徵在於，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管上設定有分別連線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，以及對應於所述電流檢測端的第一連線埠和對應於所述PFC控制輸入端的第二連線埠，所述第一連線埠通過連線線與所述電流檢測端相連，所述第二連線埠通過連線線與所述PFC控制輸入端相連；採樣電阻，所述三相低電壓參考端和所述電流檢測端均連線至所述採樣電阻的第一端，所述採樣電阻的第二端連線至所述智慧型功率模組的低壓區供電電源負端；自適應電路，所述自適應電路的供電電源正極和負極分別連線至所述智慧型功率模組的低壓區供電電源正端和負端，所述自適應電路的第一輸入端連線至所述第一連線埠，所述自適應電路的第二輸入端連線至所述第二連線埠，所述自適應電路的輸出端作為所述HVIC管的使能端；其中，所述自適應電路在所述第二輸入端的輸入信號處於上升沿時，根據對所述第一輸入端的輸入信號進行兩次檢測的結果輸出相應電平的使能信號；所述自適應電路在所述第二輸入端的輸入信號未處於上升沿時，根據對所述第一輸入端的輸入信號進行一次檢測的結果輸出相應電平的使能信號。

2.根據權利要求1所述的智慧型功率模組，其特徵在於：所述自適應電路在所述第二輸入端的輸入信號處於上升沿時，當對所述第一輸入端的輸入信號進行兩次檢測，第一次檢測到的電壓值高於預定值，並且第二次檢測到的電壓值高於第一次時，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；所述自適應電路在所述第二輸入端的輸入信號未處於上升沿時，當對所述第一輸入端的輸入信號進行一次檢測的結果為電壓值高於預定值時，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。

3.根據權利要求1所述的智慧型功率模組，其特徵在於，所述自適應電路包括：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電路的第一輸入端，所述第一電壓比較器的負輸入端連線至電壓源的正極，所述電壓源的負極作為所述自適應電路的供電電源負極，所述第一電壓比較器的輸出端連線至模擬開關的第一選擇端；串聯連線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電路的第二輸入端，所述第二非門的輸出端連線至第一與非門的第一輸入端；串聯連線的第三非門、第四非門和第五非門，所述第三非門的輸入端連線至所述第一非門的輸入端，所述第五非門的輸出端連線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線至第六非門的輸入端，所述第六非門的輸出端連線至所述模擬開關的控制端；第一電容，連線在所述第四非門的輸入端和所述自適應電路的供電電源負極之間；第二電容，連線在所述第五非門的輸入端和所述自適應電路的供電電源負極之間；串聯連線的第七非門和第八非門，所述第七非門的輸入端連線至所述第一非門的輸入端，所述第八非門的輸出端連線至第二與非門的第一輸入端；串聯連線的第九非門、第十非門和第十一非門，所述第九非門的輸入端連線至所述第一非門的輸入端，所述第十一非門的輸出端連線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線至第十二非門的輸入端；第三電容，連線在所述第十一非門的輸入端和所述自適應電路的供電電源負極之間；RS觸發器，所述RS觸發器的R端連線至所述第十二非門的輸出端；串聯連線的AD轉換器和DA轉換器，所述AD轉換器的輸入端連線至所述第一電壓比較器正輸入端和第二電壓比較器的正輸入端，所述DA轉換器的輸出端連線至所述第二電壓比較器的負輸入端，所述第二電壓比較器的輸出端連線至所述RS觸發器的S端；第三與非門，所述第六非門的輸出端、所述第一電壓比較器的輸出端和所述RS觸發器的Q端分別連線至所述第三與非門的三個輸入端，所述第三與非門的輸出端連線至第十三非門的輸入端，所述第十三非門的輸出端連線至所述模擬開關的第二選擇端，所述模擬開關的固定端連線至第十四非門的輸入端，所述第十四非門的輸出端作為所述自適應電路的輸出端。

4.根據權利要求1所述的智慧型功率模組，其特徵在於，所述HVIC管上還設定有PFC驅動電路的信號輸出端，所述智慧型功率模組還包括：第一功率開關管和第一二極體，所述第一二極體的陽極連線至所述第一功率開關管的發射極，所述第一二極體的陰極連線至所述第一功率開關管的集電極，所述第一功率開關管的集電極連線至第二二極體的陽極，所述第二二極體的陰極連線至所述智慧型功率模組的高電壓輸入端，所述第一功率開關管的基極連線至所述PFC驅動電路的信號輸出端，所述第一功率開關管的發射極作為所述智慧型功率模組的PFC低電壓參考端，所述第一功率開關管的集電極作為所述智慧型功率模組的PFC端。

5.根據權利要求1至4中任一項所述的智慧型功率模組，其特徵在於，還包括：自舉電路，所述自舉電路包括：第一自舉二極體，所述第一自舉二極體的陽極連線至所述智慧型功率模組的低壓區供電電源正端，所述第一自舉二極體的陰極連線至所述智慧型功率模組的U相高壓區供電電源正端；第二自舉二極體，所述第二自舉二極體的陽極連線至所述智慧型功率模組的低壓區供電電源正端，所述第二自舉二極體的陰極連線至所述智慧型功率模組的V相高壓區供電電源正端；第三自舉二極體，所述第三自舉二極體的陽極連線至所述智慧型功率模組的低壓區供電電源正端，所述第三自舉二極體的陰極連線至所述智慧型功率模組的W相高壓區供電電源正端。

6.根據權利要求1至4中任一項所述的智慧型功率模組，其特徵在於，還包括：三相上橋臂電路，所述三相上橋臂電路中的每一相上橋臂電路的輸入端連線至所述HVIC管的三相高壓區中對應相的信號輸出端；三相下橋臂電路，所述三相下橋臂電路中的每一相下橋臂電路的輸入端連線至所述HVIC管的三相低壓區中對應相的信號輸出端。

7.根據權利要求6所述的智慧型功率模組，其特徵在於，所述每一相上橋臂電路包括：第二功率開關管和第三二極體，所述第三二極體的陽極連線至所述第二功率開關管的發射極，所述第三二極體的陰極連線至所述第二功率開關管的集電極，所述第二功率開關管的集電極連線至所述智慧型功率模組的高電壓輸入端，所述第二功率開關管的基極作為所述每一相上橋臂電路的輸入端，所述第二功率開關管的發射極連線至所述智慧型功率模組對應相的高壓區供電電源負端。

8.根據權利要求7所述的智慧型功率模組，其特徵在於，所述每一相下橋臂電路包括：第三功率開關管和第四二極體，所述第四二極體的陽極連線至所述第三功率開關管的發射極，所述第四二極體的陰極連線至所述第三功率開關管的集電極，所述第三功率開關管的集電極連線至對應的上橋臂電路中的所述第三二極體的陽極，所述第三功率開關管的基極作為所述每一相下橋臂電路的輸入端，所述第三功率開關管的發射極作為所述智慧型功率模組的對應相的低電壓參考端。

9.根據權利要求7或8所述的智慧型功率模組，其特徵在於，所述智慧型功率模組的高電壓輸入端的電壓為300V，所述智慧型功率模組的每一相高壓區供電電源的正端和負端之間連線有濾波電容。

10.一種空調器，其特徵在於，包括：如權利要求1至9中任一項所述的智慧型功率模組。

實施方式

圖5示出了根據《智慧型功率模組和空調器》的實施例的智慧型功率模組的結構示意圖。

如圖5所示，根據《智慧型功率模組和空調器》的實施例的智慧型功率模組，包括：HVIC管1101和自適應電路1105。

HVIC管1101的VCC端作為智慧型功率模組1100的低壓區供電電源正端VDD，VDD一般為15V；

在HVIC管1101內部：

ITRIP端連線自適應電路1105的第一輸入端；PININP端連線自適應電路1105的第二輸入端；VCC端連線自適應電路1105的供電電源正端；GND端連線自適應電路1105的供電電源負端；自適應電路1105的輸出端記為ICON，用於控制HIN1～HIN3、LIN1～LIN3、PFCINP信號的有效性。

HVIC管1101內部還有自舉電路結構如下：

VCC端與自舉二極體1102、自舉二極體1103、自舉二極體1104的陽極相連；自舉二極體1102的陰極與HVIC管1101的VB1相連；自舉二極體1103的陰極與HVIC管1101的VB2相連；自舉二極體1104的陰極與HVIC管1101的VB3相連。

HVIC管1101的HIN1端為智慧型功率模組1100的U相上橋臂信號輸入端UHIN；HVIC管1101的HIN2端為智慧型功率模組1100的V相上橋臂信號輸入端VHIN；HVIC管1101的HIN3端為智慧型功率模組1100的W相上橋臂信號輸入端WHIN；HVIC管1101的LIN1端為智慧型功率模組1100的U相下橋臂信號輸入端ULIN；HVIC管1101的LIN2端為智慧型功率模組1100的V相下橋臂信號輸入端VLIN；HVIC管1101的LIN3端為智慧型功率模組1100的W相下橋臂信號輸入端WLIN；HVIC管1101的ITRIP端為智慧型功率模組1100的MTRIP端；HVIC管1101的PFCINP端作為智慧型功率模組100的PFC控制輸入端PFCIN；HVIC管1101的GND端作為智慧型功率模組1100的低壓區供電電源負端COM。其中，智慧型功率模組1100的UHIN、VHIN、WHIN、ULIN、VLIN、WLIN六路輸入和PFCIN端接收0V或5V的輸入信號。

HVIC管1101的VB1端連線電容1141的一端，並作為智慧型功率模組1100的U相高壓區供電電源正端UVB；HVIC管1101的HO1端與U相上橋臂IGBT管1121的柵極相連；HVIC管1101的VS1端與IGBT管1121的射極、FRD管1111的陽極、U相下橋臂IGBT管1124的集電極、FRD管1114的陰極、電容1141的另一端相連，並作為智慧型功率模組1100的U相高壓區供電電源負端UVS。

HVIC管1101的VB2端連線電容1132的一端，並作為智慧型功率模組1100的V相高壓區供電電源正端VVB；HVIC管1101的HO2端與V相上橋臂IGBT管1123的柵極相連；HVIC管1101的VS2端與IGBT管1122的射極、FRD管1112的陽極、V相下橋臂IGBT管1125的集電極、FRD管1115的陰極、電容1132的另一端相連，並作為智慧型功率模組1100的V相高壓區供電電源負端VVS。

HVIC管1101的VB3端連線電容1133的一端，作為智慧型功率模組1100的W相高壓區供電電源正端WVB；HVIC管1101的HO3端與W相上橋臂IGBT管1123的柵極相連；HVIC管1101的VS3端與IGBT管1123的射極、FRD管1113的陽極、W相下橋臂IGBT管1126的集電極、FRD管1116的陰極、電容1133的另一端相連，並作為智慧型功率模組1100的W相高壓區供電電源負端WVS。

HVIC管1101的LO1端與IGBT管1124的柵極相連；HVIC管1101的LO2端與IGBT管1125的柵極相連；HVIC管1101的LO3端與IGBT管1126的柵極相連；IGBT管1124的射極與FRD管1114的陽極相連，並作為智慧型功率模組1100的U相低電壓參考端UN；IGBT管1125的射極與FRD管1115的陽極相連，並作為智慧型功率模組1100的V相低電壓參考端VN；IGBT管1126的射極與FRD管1116的陽極相連，並作為智慧型功率模組1100的W相低電壓參考端WN。

VDD為HVIC管1101供電電源正端，GND為HVIC管1101的供電電源負端；VDD-GND電壓一般為15V；VB1和VS1分別為U相高壓區的電源的正極和負極，HO1為U相高壓區的輸出端；VB2和VS2分別為V相高壓區的電源的正極和負極，HO2為V相高壓區的輸出端；VB3和VS3分別為U相高壓區的電源的正極和負極，HO3為W相高壓區的輸出端；LO1、LO2、LO3分別為U相、V相、W相低壓區的輸出端。

HVIC管1101的PFCO端與IGBT管1127的柵極相連；IGBT管1127的射極與FRD管1117的陽極相連，並作為智慧型功率模組1100的PFC低電壓參考端-VP；IGBT管1127的集電極與FRD管1117的陰極、FRD管1131的陽極相連，並作為智慧型功率模組1100的PFC端；

IGBT管1121的集電極、FRD管1111的陰極、IGBT管1122的集電極、FRD管1112的陰極、IGBT管1123的集電極、FRD管1113的陰極、FRD管1131的陰極相連，並作為智慧型功率模組1100的高電壓輸入端P，P一般接300V。

HVIC管1101的作用是：

當ICON為高電平時，將輸入端HIN1、HIN2、HIN3的0或5V的邏輯輸入信號分別傳到輸出端HO1、HO2、HO3，將LIN1、LIN2、LIN3的信號分別傳到輸出端LO1、LO2、LO3，將PFCINP的信號傳到輸出端PFCO，其中HO1是VS1或VS1+15V的邏輯輸出信號、HO2是VS2或VS2+15V的邏輯輸出信號、HO3是VS3或VS3+15V的邏輯輸出信號，LO1、LO2、LO3、PFCO是0或15V的邏輯輸出信號；

當ICON為低電平時，HO1、HO2、HO3、LO1、LO2、LO3、PFCO全部置為低電平。

自適應電路1105的作用是：

在HVIC管1101的PFCINP的上升沿，自適應電路1105對ITRIP的信號進行二次檢測，第一次檢測到的電壓高於某一特定值，並且第二次檢測到的ITRIP的電壓高於第一次時，ICON輸出低電平；當第一次檢測到的電壓低於某一特定值，或雖然第一次檢測到的電壓高於某一特定值但第二次檢測到的ITRIP電壓低於第一次時，ICON保持使能輸出，即輸出高電平；

在HVIC管1101的PFCINP的上升沿過後，自適應電路1105的第一輸入端實時檢測一次ITRIP的電壓，ICON根據ITRIP的電壓大小輸出高電平或低電平。

在《智慧型功率模組和空調器》的一個實施例中，自適應電路1105的具體電路結構示意圖如圖6所示，具體為：

PFCINP連線非門2001、非門2003、非門2011、非門2013的輸入端；非門2001的輸出端連線非門2002的輸入端；非門2003的輸出端連線電容2008的一端、非門2004的輸入端；非門2004的輸出端連線電容2009的一端、非門2005的輸入端；電容2008的另一端接GND；電容2009的另一端接GND；

非門2002的輸出端接與非門2006的其中一個輸入端；非門2005的輸出端接與非門2006的另一個輸入端；與非門2006的輸出端與非門2007的輸入端相連；非門2007的輸出端接與非門2025的其中一個輸入端和模擬開關2027的控制端；

非門2011的輸出端連線非門2012的輸入端；非門2013的輸出端連線非門2014的輸入端；非門2014的輸出端連線電容2019的一端、非門2015的輸入端；電容2019的另一端接GND；非門2012的輸出端接與非門2016的其中一個輸入端；非門2015的輸出端接與非門2016的另一個輸入端；與非門2016的輸出端與非門2017的輸入端相連；非門2017的輸出端接RS觸發器2024的R端；

ITRIP端與電壓比較器2010的正輸入端、電壓比較器2023的正輸入端、AD轉換器2021的輸入端相連；電壓源2018的正端與電壓比較器2010的負輸入端相連；電壓源2018的負端接GND；電壓比較器2010的輸出端與與非門2025的其中一個輸入端、模擬開關2027的0選擇端相連；AD轉換器2021的輸出端與DA轉換器2022的輸入端相連；DA轉換器2022的輸出端與電壓比較器2023的負輸入端相連；電壓比較器2023的輸出端與RS觸發器2024的S端相連；RS觸發器2024的Q端與與非門2025的其中一個輸入端相連；

與非門2025的輸出端連線非門2026的輸入端；非門2026的輸出端連線模擬開關2027的1選擇端；模擬開關2027的固定端接非門2020的輸入端；非門2020的輸出端接ICON。

以下說明上述實施例的工作原理及關鍵參數取值：

因為電容2019的延時作用，在PFCINP的信號的上升沿，A點產生一個窄脈衝；因為電容2008和電容2009的延時作用，在PFCINP的信號的上升沿，B點產生一個比A點窄脈衝更大的脈衝；

在B點脈衝期間，模擬開關2027的1選擇端與模擬開關2027的固定端相連；否則，模擬開關2027的0選擇端與模擬開關2027的固定端相連；

當模擬開關2027的0選擇端與模擬開關2027的固定端相連時：ITRIP信號與電壓源2018的電壓V1比較，當ITRIP電壓高於V1時，ICON輸出低電平，否則ICON輸出高電平；

當模擬開關2027的1選擇端與模擬開關2027的固定端相連時：RS觸發器2024的R端被A端的高電平復位後，與非門2025輸出高電平，經過非門2026和非門2020後，ICON初始輸出高電平；

ITIRP電壓與電壓比較器2018的電壓V1比較：

當ITRIP電壓小於V1電壓時，與非門2025輸出高電平，經過非門2026和非門2020後，ICON持續輸出高電平不變；

當ITRIP電壓大於V1電壓時，ITRIP這一瞬間的電壓經過AD轉換器2021和DA轉換器2022後，作為電壓比較器2023負端的比較電壓V2，轉換的持續時間記為T，ITRIP經過T時間後的電壓V3與電壓V2進行比較：

當V3小於V2時，表明ITRIP的電壓過沖在減小，可能是噪聲，電壓比較器2023輸出低電平，則RS觸發器2024的Q端的低電平不變，與非門2025輸出高電平，經過非門2026和非門2020後，ICON持續輸出高電平不變；

當V3大於V2時，表明ITRIP的電壓過沖在持續增大，發生過流的機會很大，電壓比較器2023輸出高電平，RS觸發器2024的Q端被置位為高電平，則與非門2025的三個輸入端皆為高電平，與非門2025的輸出端為低電平，經過非門2026和非門2020後，ICON輸出低電平。

非門2013和非門2014可以選擇工藝允許的最小尺寸，非門2011的取值與非門2013同，非門2012的取值與非門2014同，電容2019的取值可以為3～5法拉，則A點的窄脈衝的寬度在100納秒左右，足以使RS觸發器2024復位；

非門2003和非門2004可以選擇工藝允許的最小尺寸，非門2001的取值與非門2003同，非門2002的取值與非門2004同，電容2009的取值與電容2019同，電容2008的取值可以為15～25法拉，則B點的脈衝的寬度在350納秒～550納秒，這個時間正是對ITRIP的電壓是否為噪聲進行二次確認的時間，如果這個時間過短，則對ITIRP電壓的誤判幾率較大，如果這個時間過長，則對ITIRP電壓反應的及時性會過慢；

電壓源2018的電壓可設定為0.5V，也可設定為0.7V，根據ITRIP外部所接的毫歐電阻的取值而定，也可外接的毫歐電阻的取值適應電壓源2018的電壓值，一般地，電壓源2018的電壓不宜過低，否則誤觸發的幾率很高，也不宜過高，否則外部所接電阻的阻值會很大，造成對外部毫歐電阻的功率要求很高，增加系統成本；

AD轉換器2021和DA轉換器2022的合計延時設計在200～300納秒，這個時間即為T，則V3電壓為V2電壓之後200～300納秒的時間點的電壓，判斷ITRIP電壓在200～300納秒後仍然大於V1並且持續增大，則ITRIP電壓的異常增高並非因為PFCINP控制的FRD管1131的反向恢復時間引起的幾率很大，反之，如果判斷ITRIP電壓在200～300納秒後仍然大於V1但持續減小或ITRIP電壓在200～300納秒後已小於V1，則ITRIP電壓的異常增高因為PFCINP控制的FRD管1131的反向恢復時間引起的幾率很大。

榮譽表彰

2018年12月20日，《智慧型功率模組和空調器》獲得第二十屆中國專利優秀獎。