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智能功率模塊及其控制方法、空調(diào)器與流程

文檔序號:12689001閱讀:497來源:國知局
智能功率模塊及其控制方法、空調(diào)器與流程
本發(fā)明涉及電源
技術(shù)領(lǐng)域
,具體涉及一種智能功率模塊及其控制方法、空調(diào)器。
背景技術(shù)
:智能功率模塊(IntelligentPowerModule,IPM)是一種利用電力電子器件和集成電路輸出預(yù)設(shè)電壓和預(yù)設(shè)功率的功率驅(qū)動產(chǎn)品。實際應(yīng)用中,智能功率模塊與微控制單元(MicrocontrollerUnit,MCU)配合使用,即該智能功率模塊一方面接收MCU的控制信號驅(qū)動后續(xù)電路工作,另一方面將后續(xù)電路的檢測信號反饋給MCU,以方便MCU調(diào)整控制信號。上述智能功率模塊由于集成度高、可靠性高等優(yōu)勢在適合于驅(qū)動電機(jī)的變頻器及各種逆變電源(例如變頻調(diào)速、冶金機(jī)械、電力牽引、伺服驅(qū)動、變頻家電等)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。為保證其正常工作,智能功率模塊中通常設(shè)置有過電壓、過電流和過熱等故障檢測電路。該故障檢測電路的工作性能將影響到智能功率模塊以及后續(xù)電路的工作可靠性。下面以上述智能功率模塊應(yīng)用于變頻空調(diào)為例進(jìn)行說明。如圖1(A)和圖1(B)所示,電阻138作為過電流故障檢測電路的一部分,MCU檢測電阻138的電壓變化并控制該智能功率模塊100的工作狀態(tài):當(dāng)電阻138的電壓值小于某一電壓預(yù)設(shè)值即流過智能功率模塊100的電流小于某一預(yù)設(shè)電流值時,說明該智能功率模塊100處于安全工作狀態(tài),MCU200的PIN1~PIN6管腳輸出正常控制信號,控制智能功率模塊100正常工作。當(dāng)所述電阻138的電壓值大于某一電壓預(yù)設(shè)值即流過智能功率模塊100的電流大于某一預(yù)設(shè)電流值時,說明該智能功率模塊100存在過負(fù)荷工作異常發(fā)熱的風(fēng)險,此時,MCU200的PIN1~PIN6管腳同時輸出低電平,控制所述智能功率模塊100停止動作。技術(shù)實現(xiàn)要素:針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷,本發(fā)明實施例提供一種智能功率模塊及其控制方法、空調(diào)器,以解決現(xiàn)有技術(shù)中智能功率模塊預(yù)設(shè)電壓值或者預(yù)設(shè)電流值設(shè)置過低,導(dǎo)致該智能功率模塊所驅(qū)動后續(xù)電路過早停止工作的技術(shù)問題。第一方面,本發(fā)明提供了一種智能功率模塊,包括功率驅(qū)動電路、調(diào)整電路和電流采樣電路;其中,所述電流采樣電路連接所述功率驅(qū)動電路,用于采集所述功率驅(qū)動電路的實時電流值并轉(zhuǎn)換成實時電壓值;所述調(diào)整電路分別連接所述電流采樣電路和所述功率驅(qū)動電路,用于根據(jù)控制信號生成預(yù)設(shè)電壓值,并比較所述預(yù)設(shè)電壓值和所述實時電壓值以生成開關(guān)控制信號發(fā)送給所述功率驅(qū)動電路??蛇x地,所述電流采樣電路包括第一電阻;所述第一電阻的第一端通過所述電流采樣電路的第一端連接所述功率驅(qū)動電路的U相低電壓參考端、V相低電壓參考端、W相低電壓參考端和所述調(diào)整電路的輸入端,所述第一電阻的第二端通過所述電流采樣電路的第二端連接公共電壓端??蛇x地,所述調(diào)整電路具有第一電源端、第二電源端、控制端、輸入端和輸出端;其中,所述電流采樣電路的第一端連接所述調(diào)整電路的輸入端,所述電流采樣電路的第二端連接公共電壓端;所述調(diào)整電路的第一電源端連接供電電源,所述調(diào)整電路的第二電源端連接所述公共電壓端,所述調(diào)整電路的控制端用于接收控制信號,所述調(diào)整電路的輸出端連接所述功率驅(qū)動電路??蛇x地,所述調(diào)整電路包括調(diào)整單元和比較單元;所述調(diào)整單元連接所述調(diào)整電路的第一電源端、第二電源端和控制端,用于根據(jù)輸入的控制信號輸出不同幅值的預(yù)設(shè)電壓值至所述比較單元;所述比較單元連接所述調(diào)整電路的輸入端和輸出端,用于比較該調(diào)整電路的輸入端接收的實時電壓值和所述預(yù)設(shè)電壓值以生成開關(guān)控制信號??蛇x地,所述調(diào)整單元包括第二電阻、第三電阻、穩(wěn)壓二極管、第四電阻和數(shù)字電位器;所述第二電阻的第一端連接所述調(diào)整電路的第一電源端,所述第二電阻的第二端連接所述第三電阻的第一端;所述穩(wěn)壓二極管的第一極連接所述第三電阻的第二端于第一節(jié)點,所述穩(wěn)壓二極管的第二極連接所述調(diào)整電路的第二電源端;所述第四電阻的第一端連接所述第一節(jié)點,所述第四電阻的第二端連接所述數(shù)字電位器的第一端和所述調(diào)整單元的輸出端于第二節(jié)點;所述數(shù)字電位器的第二端連接所述調(diào)整電路的第二電源端,所述數(shù)字電位器的控制端連接所述調(diào)整電路的控制端??蛇x地,所述第三電阻為負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻并且所述第二電阻為正溫度系數(shù)熱敏電阻??蛇x地,在第三電阻所處環(huán)境溫度發(fā)生變化時,所述第三電阻的電阻值變化量與所述第二電阻的電阻值變化量相同。可選地,所述比較單元包括運(yùn)算放大器;所述運(yùn)算放大器的反相輸入端連接所述電流采樣電路的第一端,所述運(yùn)算放大器的正相輸入端連接所述調(diào)整單元中數(shù)字電位器的第一端,所述運(yùn)算放大器的輸出端連接所述調(diào)整電路的輸出端。第二方面,本發(fā)明實施例還提供了一種用于第一方面所述的智能功率模塊的控制方法,所述控制方法包括:獲取來自電流采樣電路所采集功率驅(qū)動電路的實時電流值并轉(zhuǎn)換成實時電壓值;獲取所述功率驅(qū)動電路以及所驅(qū)動后續(xù)電路的實際工況得到所需要的預(yù)設(shè)電流值以及預(yù)設(shè)電壓值;根據(jù)所述預(yù)設(shè)電壓值以及所述實時電壓值的關(guān)系輸出控制信號到控制信號輸入端;所述實際工況是指所述后續(xù)電路在不同工作情況下,該后續(xù)電路所需要的預(yù)設(shè)電流值。第三方面,本發(fā)明實施例又提供了一種空調(diào)器,包括第一方面所述的智能功率模塊、用于執(zhí)行第二方面所述的控制方法的微控制單元MCU和存儲模塊;所述MCU連接所述智能功率模塊,用于獲取來自所述智能功率模塊的實時電壓值;所述電壓值由所述智能功率模塊的實時電流值轉(zhuǎn)換而成;所述MCU連接所述存儲模塊,用于獲取空調(diào)器的實際工況及其對應(yīng)的預(yù)設(shè)電流值和預(yù)設(shè)電壓值;所述MCU還用于根據(jù)所述預(yù)設(shè)電壓值以及所述實時電壓值的關(guān)系輸出控制信號到控制信號輸入端。由上述技術(shù)方案可知,本發(fā)明實施例通過在智能功率模塊中設(shè)置調(diào)整電路和電流采樣電路;電流采樣電路該采集功率驅(qū)動電路的實時電流值并轉(zhuǎn)換成實時電壓值;調(diào)整電路根據(jù)控制信號生成預(yù)設(shè)電壓值,并比較所述預(yù)設(shè)電壓值和所述實時電壓值以生成開關(guān)控制信號發(fā)送給所述功率驅(qū)動電路,這樣功率驅(qū)動電路可以輸出相應(yīng)的電流及功率。與現(xiàn)有技術(shù)相比較,本發(fā)明實施例中智能功率模塊可以調(diào)整其電流保護(hù)點即根據(jù)智能功率模塊或其驅(qū)動后續(xù)電路所處環(huán)境的情況設(shè)置預(yù)設(shè)電流值的大小。例如智能功率模塊工作在較大電流下仍然安全時,智能功率模塊可以將預(yù)設(shè)電壓值調(diào)高,否則調(diào)低,從而可以調(diào)整智能功率模塊的有效工作范圍,從而避免停止工作所帶來的用戶體驗低以及增大電流余量所帶來成本增加的問題。附圖說明為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案,下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡單的介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施例,對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1(A)~圖1(B)是現(xiàn)有技術(shù)中智能功率模塊的電路結(jié)構(gòu)圖;圖2是本發(fā)明實施例提供的一種智能功率模塊的電路結(jié)構(gòu)圖;圖3是圖2所示智能功率模塊的電路圖;圖4是本發(fā)明實施例提供的一種用于圖3所示智能功率模塊的控制方法流程示意圖。具體實施方式為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚,下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖,對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例,而不是全部的實施例?;诒景l(fā)明中的實施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。如圖1(A)和圖1(B)所示,現(xiàn)有技術(shù)中智能功率模塊100的電路結(jié)構(gòu)圖,包括高壓集成電路芯片(HighVoltageIntegratedCircuit,HVIC管)110、晶體管IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor,IGBT)(圖1(A)中標(biāo)號121~126所示)及其快恢復(fù)二極管(FastRecoveryDiode,F(xiàn)RD)(圖1(A)中標(biāo)號111~116所示)。參見圖1(A),HVIC管110的VCC端連接智能功率模塊100的供電電源正端VDD(VDD處電壓一般為設(shè)置15V)。HVIC管110的HIN1端連接智能功率模塊100的U相上橋臂輸入端UHIN,在HVIC管110內(nèi)部連接UH驅(qū)動電路101的輸入端。HVIC管110的HIN2端連接智能功率模塊100的V相上橋臂輸入端VHIN,在HVIC管110內(nèi)部連接VH驅(qū)動電路102的輸入端。HVIC管110的HIN3端連接智能功率模塊100的W相上橋臂輸入端WHIN,在HVIC管110內(nèi)部連接WH驅(qū)動電路103的輸入端。HVIC管110的LIN1端連接智能功率模塊100的U相下橋臂輸入端ULIN,在HVIC管110內(nèi)部連接UL驅(qū)動電路104的輸入端。HVIC管110的LIN2端連接智能功率模塊100的V相下橋臂輸入端VLIN,在HVIC管110內(nèi)部連接VL驅(qū)動電路105的輸入端。HVIC管110的LIN3端連接智能功率模塊100的W相下橋臂輸入端WLIN,在HVIC管110內(nèi)部連接WL驅(qū)動電路106的輸入端。實際應(yīng)用中,該智能功率模塊100的U、V、W三相的六路輸入接收0V或5V的輸入信號。當(dāng)然,根據(jù)實際需要還可以接收其他電壓幅值的輸入信號??衫斫獾氖?,上述輸入信號的幅值可以根據(jù)電路的實際器件進(jìn)行選擇。HVIC管110的GND端連接智能功率模塊100的供電電源負(fù)端COM,并分別連接UH驅(qū)動電路101、VH驅(qū)動電路102、WH驅(qū)動電路103、UL驅(qū)動電路104、VL驅(qū)動電路105、WL驅(qū)動電路106的供電電源負(fù)端(圖中未示出)。HVIC管110的VB1端連接UH驅(qū)動電路101的供電電源正端(輸出側(cè)),在HVIC管110外部連接電容131的一端,并連接智能功率模塊100的U相供電電源正端UVB(輸出側(cè))。HVIC管110的HO1端連接UH驅(qū)動電路101的輸出端,并連接U相上橋臂晶體管IGBT121的柵極。HVIC管110的VS1端連接UH驅(qū)動電路101的供電電源負(fù)端(輸出側(cè)),并且連接晶體管IGBT121的射極、FRD管111的陽極、U相下橋臂晶體管IGBT124的集電極、FRD管114的陰極和電容131的另一端。此外,該VS1端還連接智能功率模塊100的U相供電電源負(fù)端UVS(輸出側(cè))。HVIC管110的VB2端連接VH驅(qū)動電路102的供電電源正端(輸出側(cè)),以及連接電容132的一端。此外,該VB2端還連接智能功率模塊100的U相供電電源正端VVB(輸出側(cè))。HVIC管110的HO2端連接VH驅(qū)動電路102的輸出端,以及連接V相上橋臂晶體管IGBT123的柵極。HVIC管110的VS2端連接VH驅(qū)動電路102的供電電源負(fù)端,以及連接晶體管IGBT122的射極、FRD管112的陽極、V相下橋臂晶體管IGBT125的集電極、FRD管115的陰極和電容132的另一端。此外,該VS2端還連接智能功率模塊100的W相供電電源負(fù)端VVS(輸出側(cè))。HVIC管110的VB3端連接WH驅(qū)動電路103的供電電源正端(輸出側(cè)),以及連接電容133的一端。此外,該VB3端還連接智能功率模塊100的W相供電電源正端WVB。HVIC管110的HO3端連接WH驅(qū)動電路101的輸出端,以及連接W相上橋臂晶體管IGBT123的柵極。HVIC管110的VS3端連接WH驅(qū)動電路103的供電電源負(fù)端(輸出側(cè)),以及連接晶體管IGBT123的射極、FRD管113的陽極、W相下橋臂晶體管IGBT126的集電極、FRD管116的陰極和電容133的另一端。此外該VS3端還連接智能功率模塊100的W相供電電源負(fù)端WVS(輸出側(cè))。HVIC管110的LO1端連接晶體管IGBT124的柵極。HVIC管110的LO2端連接晶體管IGBT125的柵極。HVIC管110的LO3端連接晶體管IGBT126的柵極。晶體管IGBT124的射極連接FRD管114的陽極,以及連接智能功率模塊100的U相低電壓參考端UN。晶體管IGBT125的射極連接FRD管115的陽極,以及連接智能功率模塊100的V相低電壓參考端VN。晶體管IGBT126的射極連接FRD管116的陽極,以及連接智能功率模塊100的W相低電壓參考端WN。晶體管IGBT121的集電極分別連接FRD管111的陰極、晶體管IGBT122的集電極、FRD管112的陰極、晶體管IGBT123的集電極和FRD管113的陰極,以及連接智能功率模塊100的輸入端P。輸入端P處電壓一般設(shè)置為300V。上述HVIC管110的采用以下連接方式:VDD端為HVIC管110的供電電源正端,GND端為HVIC管110的供電電源負(fù)端;VDD端與GND端之間電壓一般設(shè)置為15V。VB1端和VS1端為U相供電電源的正極和負(fù)極,HO1為U相電源輸出端。VB2端和VS2端為V相供電電源的正極和負(fù)極,HO2為V相電源輸出端。VB3端和VS3端為U相供電電源的正極和負(fù)極,HO3為W相電源輸出端。LO1、LO2、LO3分別為U相、V相、W相低壓區(qū)的輸出端。當(dāng)HIN1端、HIN2端、HIN3端和LIN1端、LIN2端、LIN3端輸入0或5V的輸入信號時,然后經(jīng)過UH驅(qū)動電路、VH驅(qū)動電路、WH驅(qū)動電路、UL驅(qū)動電路、VL驅(qū)動電路、WL驅(qū)動電路輸出至HO1端、HO2端、HO3端和LO1端、LO2端、LO3端。其中,HO1端處輸出信號等于VS1端處輸出信號,或者等于VS1端處輸出信號+15V的和。HO2端處輸出信號等于VS2端處輸出信號,或者等于VS2端處輸出信號+15V的和。HO3端處輸出信號等于VS3端處輸出信號,或者等于VS3端處輸出信號+15V的和。LO1端、LO2端、LO3端處為0或15V的輸出信號。需要說明的是,上述HIN1端處和LIN1端處,HIN2端處和LIN2端處,HIN3端處和LIN3端處不能同時為高電平,即同一相的兩個端子處不能同時為高電平。如圖1(B)所示,上述智能功率模塊的具體電路結(jié)構(gòu)。其中,UVB端與UVS端之間連接電容135,VVB端與VVS端之間連接電容136,WVB端與WVS端之間連接電容137。上述電容135、136、137用于存儲電量。在UVB端與UVS端之間連接電容133,VVB端與VVS端之間連接電容132,WVB端與WVS端之間連接電容131,用于濾波。UN端、VN端、WN端連接電阻138的一端,然后連接MCU200的管腳Pin7。上述電阻138的另一端接公共電壓端COM。另外,MCU200的管腳Pin1連接智能功率模塊100的UHIN端;MCU200的管腳Pin2連接智能功率模塊100的VHIN端;MCU200的管腳Pin3連接智能功率模塊100的WHIN端;MCU200的管腳Pin4連接智能功率模塊100的ULIN端;MCU200的管腳Pin5連接智能功率模塊100的VLIN端;MCU200的管腳Pin6連接智能功率模塊100的WLIN端。以U相為例說明智能功率模塊100的工作過程:1、當(dāng)MCU200的管腳Pin4處為高電平信號時,這時MCU200的管腳Pin1處必須為低電平信號,從而使LIN1端處為高電平、HIN1端處為低電平。這時,LO1端處為高電平而HO1端處為低電平,從而晶體管IGBT124導(dǎo)通而晶體管IGBT121截止,VS1端處電壓約為0V。此時,VCC端向電容133及電容135充電,當(dāng)時間足夠長或使電容133及電容135充電前的剩余電量足夠多時,VB1端與VS1端之間電壓接近15V。2、當(dāng)MCU200的管腳Pin1處為高電平信號,這時MCU200的管腳Pin4處必須為低電平信號,從而使LIN1端處為低電平、HIN1端處為高電平。這時,LO1端處為低電平而HO1端處為高電平,從而晶體管IGBT124截止而晶體管IGBT121導(dǎo)通,從而VS1端處電壓約為300V,VB1端處電壓被抬高到315V左右,通過電容133及電容135的電量,維持U相處于高電壓狀態(tài)。U相處于高電壓狀態(tài)時,若HIN1端處為高電平的持續(xù)時間足夠短或電容133及電容135存儲的電量足夠多,VB1端與VS1端之間電壓可保持在14V以上。實際應(yīng)用中,例如上述智能功率模塊應(yīng)用于變頻空調(diào)器時,根據(jù)空調(diào)器所處環(huán)境變化,MCU檢測電阻138的電壓變化調(diào)整控制智能功率模塊100的工作狀態(tài):當(dāng)電阻138的電壓值小于某一特定值,即流過智能功率模塊100的電流小于某一特定值時,證明智能功率模塊100處于安全工作狀態(tài),MCU200的管腳PIN1~PIN6端輸出正??刂菩盘枺刂浦悄芄β誓K100正常工作;當(dāng)電阻138的電壓值大于某一特定值,即流過智能功率模塊100的電流大于某一特定值時,證明智能功率模塊100存在過負(fù)荷工作異常發(fā)熱的風(fēng)險,MCU200的PIN1~PIN6端同時輸出低電平,控制智能功率模塊100停止動作。可見,為保證上述智能功率模塊的正常工作,需要將預(yù)設(shè)電流值或者預(yù)設(shè)電壓值設(shè)置得比較低,由于空調(diào)器所處環(huán)境經(jīng)常發(fā)生變化,導(dǎo)致功率模塊過早停止工作,降低了用戶體驗。或者,提高上述智能功率模塊中的晶體管IGBT的電流能力,這樣又會大幅增加智能功率模塊的原材料成本,不利于變頻家電的普及使用。圖2和圖3示出了本發(fā)明實施例提供的一種智能功率模塊的電路圖。參見圖2和圖3,本發(fā)明實施例中智能功率模塊包括功率驅(qū)動電路、調(diào)整電路和電流采樣電路。其中,上述電流采樣電路連接上述功率驅(qū)動電路,用于采集功率驅(qū)動電路的實時電流值并轉(zhuǎn)換成實時電壓值;上述調(diào)整電路分別連接電流采樣電路和功率驅(qū)動電路,用于根據(jù)控制信號生成預(yù)設(shè)電壓值,并比較上述預(yù)設(shè)電壓值和上述實時電壓值以生成開關(guān)控制信號發(fā)送給功率驅(qū)動電路。需要說明的是,本發(fā)明實施例中功率驅(qū)動電路同樣包括晶體管IGBT(圖3中標(biāo)號4121~4126所示)、FRD管(圖3中標(biāo)號4111~4116)、UVW三相驅(qū)動電路(圖3中標(biāo)號4101~4106所示)以及電容(圖3中標(biāo)號4131~4133所示),上述各器件的連接關(guān)系與圖1中功率驅(qū)動電路的連接關(guān)系相同。即該部分內(nèi)容為現(xiàn)有技術(shù)中,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以參考本發(fā)明實施例中對圖1(A)或者圖1(B)的描述,在此不再贅述。下面著重介紹本發(fā)明實施例中電流采樣電路和調(diào)整電路。參見圖3,本發(fā)明一實施例中,電流采樣電路包括第一電阻4301。該第一電阻4301的第一端連接功率驅(qū)動電路的U相低電壓參考端UN、V相低電壓參考端VN、W相低電壓參考端VN和調(diào)整電路的輸入端ITRIP,第一電阻4301的第二端連接公共電壓端COM。本發(fā)明實施例中上述公共電壓端連接地GND。參見圖3,本發(fā)明一實施例中,調(diào)整電路具有第一電源端、第二電源端、控制端、輸入端和輸出端;其中,該調(diào)整電路的輸入端連接上述電流采樣電路的第一端,該調(diào)整電路的第一電源端連接供電電源VDD,該調(diào)整電路的第二電源端連接公共電壓端COM,該調(diào)整電路的控制端連接用于接收控制信號的控制信號輸入端USO(設(shè)置在MCU上),調(diào)整電路的輸出端連接功率驅(qū)動電路。更具體地,本發(fā)明一實施例中該調(diào)整電路包括調(diào)整單元4302和比較單元。其中,上述比較單元包括運(yùn)算放大器4107。該運(yùn)算放大器4107的反相輸入端連接電流采樣電路的第一端(即第一電阻4301的第一端),運(yùn)算放大器4107的正相輸入端連接調(diào)整單元4302中第三電阻4304的第一端即第一節(jié)點A,運(yùn)算放大器4107的輸出端連接調(diào)整電路的輸出端。參見圖3,該調(diào)整電路的輸出端分別連接UH驅(qū)動電路、VH驅(qū)動電路、WH驅(qū)動電路、UL驅(qū)動電路、VL驅(qū)動電路、WL驅(qū)動電路的控制端(或者使能端)。調(diào)整單元4302包括第二電阻4303、第三電阻4304、穩(wěn)壓二極管4305、第四電阻4306和數(shù)字電位器4307。第二電阻4303的第一端連接調(diào)整電路的第一電源端即連接供電電源VDD,第二電阻4303的第二端連接第三電阻4304的第一端。穩(wěn)壓二極管4306的第一極連接第三電阻4304的第二端于第一節(jié)點A,該穩(wěn)壓二極管4306的第二極連接調(diào)整電路的第二電源端即連接公共電壓端COM。第四電阻4306的第一端連接第一節(jié)點A,第四電阻4306的第二端連接數(shù)字電位器4307的第一端和調(diào)整單元的輸出端于第二節(jié)點(運(yùn)算放大器4107的正相輸入端經(jīng)過VTRIP端連接至第二節(jié)點處)。數(shù)字電位器4307的第二端連接調(diào)整電路的第二電源端即連接公共電壓端COM(即穩(wěn)壓二極管4305的第二極與數(shù)字電位器的第二端連接),數(shù)字電位器4307的控制端連接調(diào)整電路的控制端。該調(diào)整電路的工作原理為:當(dāng)供電電源VDD與公共電壓端恒定時,第二電阻4303、第三電阻4304和穩(wěn)壓二極管4305串聯(lián),由于穩(wěn)壓二極管4305的穩(wěn)壓作用,第一節(jié)點A處的電壓穩(wěn)定在某一數(shù)值Va。第四電阻4306和數(shù)字電位器4307串聯(lián),并且該串聯(lián)支路與穩(wěn)壓二極管4305并聯(lián),即第四電阻4306和數(shù)字電位器4307分壓上述Va,第二節(jié)點處的電壓為預(yù)設(shè)電壓值。然后通過VTRIP端輸入到運(yùn)算放大器4107的正相輸入端。由于上述數(shù)字電位器4307的電阻值會根據(jù)USO處輸入的控制信號進(jìn)行改變,從而導(dǎo)致第二節(jié)點處預(yù)設(shè)電壓值也發(fā)生變化,即通過控制信號達(dá)到了調(diào)節(jié)預(yù)設(shè)電壓值(在確實第一電阻4301的電阻值的基礎(chǔ)上,預(yù)設(shè)電流值與預(yù)設(shè)電壓值一一對應(yīng))的目的。實際應(yīng)用中,由于該智能功率模塊及其所驅(qū)動的后續(xù)電路所處環(huán)境會發(fā)生變化,與其相關(guān)性最大的就是環(huán)境溫度。當(dāng)環(huán)境溫度發(fā)生變化時,第二電阻4303和第三電阻4304的電阻值會發(fā)生變化,導(dǎo)致第一節(jié)點A處的電壓值Va不再固定,從而引起第二節(jié)點處的預(yù)設(shè)電壓值發(fā)生變化,降低控制精度。為解決上述問題,本發(fā)明實施例中,第三電阻4304為負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻并且第二電阻4303為正溫度系數(shù)熱敏電阻。需要說明的是,上述負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻是指,隨著溫度的變化其阻值線性減小或者發(fā)生可預(yù)知的減小。上述正溫度系數(shù)熱敏電阻是指,隨著溫度的變化其阻值線性增大或者發(fā)生可預(yù)知的增大。最優(yōu)地,在溫度發(fā)生變化時,第三電阻4304的電阻值變化量和第二電阻4303的電阻值變化量相等(或者相近,由于制造工藝,允許存在一定的誤差,但是變化量的差異對第一節(jié)點A處電壓值的影響不大)??梢?,當(dāng)該智能功率模塊及其所驅(qū)動的后續(xù)電路所處環(huán)境發(fā)生變化時,第二電阻4303和第三電阻4304的電阻值發(fā)生相應(yīng)的變化。例如,當(dāng)溫度升高時,第二電阻4303的電阻值增加,第三電阻4304的電阻值減小,并且增加量與減小量相抵消,即第二電阻4303和第二電阻4304的電阻值之和未發(fā)生變化(或者變化量在誤差范圍內(nèi)),則第一節(jié)點A處的電壓值Va繼續(xù)保持穩(wěn)定,這樣調(diào)整單元的輸出端所輸出的預(yù)設(shè)電壓值不變。也就是說,通過對第二電阻4303和第三電阻4304的調(diào)整,可以使預(yù)設(shè)電壓值對環(huán)境溫度的敏感度降低。當(dāng)后續(xù)電路的工況發(fā)生變化時,再通過USO端輸入相應(yīng)的控制信號調(diào)整數(shù)字電位器4307,從而達(dá)到了精準(zhǔn)調(diào)節(jié)預(yù)設(shè)電壓值的目的。例如當(dāng)所處環(huán)境的溫度變高時,通過控制信號調(diào)低數(shù)字電位器4307的電阻值,從而使預(yù)設(shè)電壓值降低即過流保護(hù)點降低;或者,當(dāng)所處環(huán)境的溫度變低時,預(yù)設(shè)電壓值變大即過流保護(hù)點變高。需要說明的是,數(shù)字電位器4307的電阻值與控制端接收的控制信號(實際應(yīng)用中,控制信號可以是一組邏輯數(shù)字)一一對應(yīng)。上述對應(yīng)關(guān)系可以預(yù)先存儲在存儲器中。然后運(yùn)算放大器4107再比較第一電阻4301采集的實時電壓值和上述預(yù)設(shè)電壓值。VITRIP<VVTRIP(包含相等)時,運(yùn)算放大器4107輸出端輸出高電平,此時UH驅(qū)動電路、VH驅(qū)動電路、WH驅(qū)動電路、UL驅(qū)動電路、VL驅(qū)動電路、WL驅(qū)動電路正常輸出脈沖信號驅(qū)動晶體管IGBT4121~4126正常導(dǎo)通與關(guān)斷,此時智能功率模塊根據(jù)后續(xù)電路的實際需求輸出電壓及功率。VITRIP>VVTRIP時,運(yùn)算放大器4107輸出端輸出低電平,此時UH驅(qū)動電路、VH驅(qū)動電路、WH驅(qū)動電路、UL驅(qū)動電路、VL驅(qū)動電路、WL驅(qū)動電路的控制端(或者使能端)有效,無法輸出開關(guān)控制信號。同時UHIN端、VHIN端、WHIN端、ULIN端、VLIN端、WLIN端同時輸入信號0。為驗證本發(fā)明提供的智能功率模塊的優(yōu)越性,下面以一款能夠提供15A電流能力的智能功率模塊為例進(jìn)行說明。本發(fā)明實施例中設(shè)置第二電阻4303為PCT電阻(positivetemperaturecoefficient)即正溫度系數(shù)電阻,在25℃下的阻值為10kΩ。設(shè)置第三電阻4304為NTC電阻(NegativeTemperatureCoefficient,負(fù)溫度系數(shù)電阻),該NTC電阻在25℃時電阻值為10kΩ。本發(fā)明在25℃時,流過所述穩(wěn)壓二極管4305的電流為:本發(fā)明實施例中,穩(wěn)壓二極管4305在工作電流為0.5mA~0.8mA時,其穩(wěn)壓值為6.4V。也就是說,在環(huán)境溫度25℃時,第一節(jié)點A處電壓值為6.4V。由于第二電阻4303為PCT電阻而第三電阻4304為NTC電阻,在第三電阻所處環(huán)境溫度發(fā)生變化時時,流過穩(wěn)壓二極管4305的電流基本維持在0.75mA左右,從而第一節(jié)點A處的電壓值基本穩(wěn)定。本發(fā)明實施例中設(shè)置第四電阻4306的電阻值為11.8kΩ。數(shù)字電位器4307采用如下邏輯真值表,如圖1所示。表1數(shù)字電位器4307邏輯真值表I2CR(kΩ)0101000101000000.8501110001.15本發(fā)明實施例中微控制單元MCU通過控制信號輸入端經(jīng)過USO端處向調(diào)整電路輸出不同的控制信號,從而控制數(shù)字電位器4307的第一端和第二端間呈現(xiàn)不同的阻值。當(dāng)該數(shù)字電位器的電阻值為1kΩ時,調(diào)整單元輸出的預(yù)設(shè)電壓值(采用VVTRIP表示):VVTRIP=6.4×1/(11.8+1)=0.50V。當(dāng)該數(shù)字電位器的電阻值為0.85kΩ時,調(diào)整單元輸出的預(yù)設(shè)電壓值為:VVTRIP=6.4×0.85/(11.8+0.85)=0.43V。當(dāng)該數(shù)字電位器的電阻值為1.15kΩ時,調(diào)整單元輸出的預(yù)設(shè)電壓值為:VVTRIP=6.4×1.15/(11.8+1.15)=0.57V。本發(fā)明實施例中第一電阻4301設(shè)置為33mΩ,則:當(dāng)流過第一電阻4301的實時電流值為15.0A時,ITRIP端處實時電壓值為0.50V;當(dāng)流過第一電阻4301的實時電流值為12.9A電流時,ITRIP端處實時電壓值電壓為0.43V;當(dāng)流過第一電阻4301的實時電流值為17.1A電流時,ITRIP端處實時電壓值電壓為0.57V??梢?,本發(fā)明實施例中通過向USO端處輸出不同的控制信號,實際應(yīng)用中可以為I2C總線輸出不同的邏輯數(shù)字信息,控制不同數(shù)字電阻器具有不同的電阻值,從而使調(diào)整電路生成不同的預(yù)設(shè)電壓值,進(jìn)而使該智能功率模塊的過流保護(hù)電流值發(fā)生變化。針對上述智能功率模塊,本發(fā)明實施例還提供了一種控制方法,參見圖4,包括:S1、獲取來自電流采樣電路所采集功率驅(qū)動電路的實時電流值并轉(zhuǎn)換成實時電壓值;S2、獲取所述功率驅(qū)動電路以及所驅(qū)動后續(xù)電路的實際工況得到所需要的預(yù)設(shè)電流值以及預(yù)設(shè)電壓值;S3、根據(jù)所述預(yù)設(shè)電壓值以及所述實時電壓值的關(guān)系輸出控制信號到控制信號輸入端;所述實際工況是指所述后續(xù)電路在不同工作情況下,該后續(xù)電路所需要的預(yù)設(shè)電流值。實際應(yīng)用中,上述控制方法可以采用硬件實現(xiàn),也可以采用軟件實現(xiàn)。本發(fā)明一實施例中將上述控制方法拷貝到微控制單元MCU中。如圖2所示,該MCU200與上述智能功率控制模塊相配合,從而為后續(xù)電路的工作提供所需求的功率。第三方面,本發(fā)明實施例還提供了一種空調(diào)器,包括本發(fā)明實施例提供智能功率模塊、用于執(zhí)行本發(fā)明實施例提供的控制方法的微控制單元MCU和存儲模塊(圖中未示出)。上述MCU連接智能功率模塊,用于獲取來自智能功率模塊的實時電壓值;上述電壓值由智能功率模塊的實時電流值轉(zhuǎn)換而成;上述MCU連接存儲模塊,用于獲取空調(diào)器的實際工況及其對應(yīng)的預(yù)設(shè)電流值和預(yù)設(shè)電壓值;上述MCU還用于根據(jù)預(yù)設(shè)電壓值以及實時電壓值的關(guān)系輸出控制信號到控制信號輸入端。實際應(yīng)用中,存儲模塊可以采用現(xiàn)有技術(shù)的硬盤、U盤、SD卡等實現(xiàn)。并且該存儲模塊設(shè)置位置可以設(shè)置在上述MCU中、空調(diào)器的控制器或者單獨(dú)的存儲設(shè)備中,本發(fā)明不作限定。具體地,本發(fā)明實施例中將上述控制方法拷貝到MCU中。該MCU與存儲模塊相連接,可以根據(jù)空調(diào)器的實際工況(可以直接從空調(diào)器的相應(yīng)控制器直接讀取,或者根據(jù)溫度所處溫度區(qū)間計算得到,本文中以直接讀取為例)從存儲模塊中讀取對應(yīng)的預(yù)設(shè)電流值及預(yù)設(shè)電壓值。智能功率模塊中電流采樣電路實時采集當(dāng)前情況下的實時電流值,然后經(jīng)過第一電阻4301轉(zhuǎn)換成實時電壓值,并通過ISO端傳輸?shù)組CU中,即MCU獲取來自智能功率模塊的實時電壓值。最后,MCU根據(jù)實實時電壓值和預(yù)設(shè)電壓值的關(guān)系輸出相應(yīng)的控制信號即直接從存儲模塊中讀取預(yù)設(shè)電流值或者預(yù)設(shè)電壓值即可。綜上所述,本發(fā)明實施例提供的智能功率模塊及其控制方法、空調(diào)器,通過在智能功率模塊中增加調(diào)整電路和電流采樣電路,并且使電流采樣電路連接功率驅(qū)動電路,調(diào)整電路分別連接電流采樣電路和功率驅(qū)動電路。在上述電路基礎(chǔ)之上,電流采樣電路可以采集所述功率驅(qū)動電路的實時電流值并轉(zhuǎn)換成實時電壓值;調(diào)整電路根據(jù)控制信號生成預(yù)設(shè)電壓值,并比較所述預(yù)設(shè)電壓值和所述實時電壓值生成高電平或者低電平信號發(fā)送給功率驅(qū)動電路。本發(fā)明實施例中智能功率模塊可以動態(tài)調(diào)整其電流保護(hù)點即根據(jù)智能功率模塊或其驅(qū)動后續(xù)電路所處環(huán)境的情況設(shè)置預(yù)設(shè)電流值的大小,例如在智能功率模塊工作在較大的電流下仍然安全時,智能功率模塊可以根據(jù)控制信號將預(yù)設(shè)電流值調(diào)高,否則調(diào)低。可見,本發(fā)明實施例通過調(diào)整預(yù)設(shè)電流值,可以調(diào)整智能功率模塊的有效工作范圍,從而避免停止工作所帶來的用戶體驗低以及增大電流余量所帶來成本增加的問題。需要說明的是,在本文中,諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來,而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關(guān)系或者順序。而且,術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含,從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素,而且還包括沒有明確列出的其他要素,或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下,由語句“包括一個……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。最后應(yīng)說明的是:以上各實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案,而非對其限制;盡管參照前述各實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改,或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換;而這些修改或者替換,其本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的范圍,其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求和說明書的范圍當(dāng)中。當(dāng)前第1頁1 2 3 
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