功率器件、功率器件的检测系统和家用电器论文和设计-毕晓猛

全文摘要

本实用新型公开了一种功率器件、功率器件的检测系统和家用电器，所述功率器件包括：第一至第三上桥臂开关管；第一至第三下桥臂开关管；驱动芯片，驱动芯片具有第一至第六输出端，第一至第六输出端分别与第一至第三上桥臂开关管和第一至第三下桥臂开关管的栅极相连；至少一个检测端，其中，至少一个检测端与第一至第三上桥臂开关管和第一至第三下桥臂开关管中至少一个的栅极相连。该功率器件通过检测端，可以在不进行开封处理的情况下，实现对驱动芯片和和开关管的检测，以判断其是否存在故障，并可以在开关管进行热阻测试时，不对驱动芯片进行供电，简化了测试电路的外围连线。

主设计要求

1.一种功率器件，其特征在于，包括：第一上桥臂开关管、第二上桥臂开关管和第三上桥臂开关管；第一下桥臂开关管、第二下桥臂开关管和第三下桥臂开关管；驱动芯片，所述驱动芯片具有第一至第六输出端，所述第一至第六输出端分别与所述第一上桥臂开关管、所述第二上桥臂开关管、所述第三上桥臂开关管、所述第一下桥臂开关管、所述第二下桥臂开关管和所述第三下桥臂开关管的栅极相连；至少一个检测端，其中，所述至少一个检测端与所述第一上桥臂开关管、所述第二上桥臂开关管、所述第三上桥臂开关管、所述第一下桥臂开关管、所述第二下桥臂开关管和所述第三下桥臂开关管中至少一个的栅极相连。

设计方案

1.一种功率器件，其特征在于，包括：

第一上桥臂开关管、第二上桥臂开关管和第三上桥臂开关管；

第一下桥臂开关管、第二下桥臂开关管和第三下桥臂开关管；

驱动芯片，所述驱动芯片具有第一至第六输出端，所述第一至第六输出端分别与所述第一上桥臂开关管、所述第二上桥臂开关管、所述第三上桥臂开关管、所述第一下桥臂开关管、所述第二下桥臂开关管和所述第三下桥臂开关管的栅极相连；

至少一个检测端，其中，所述至少一个检测端与所述第一上桥臂开关管、所述第二上桥臂开关管、所述第三上桥臂开关管、所述第一下桥臂开关管、所述第二下桥臂开关管和所述第三下桥臂开关管中至少一个的栅极相连。

2.如权利要求1所述的功率器件，其特征在于，所述检测端为六个，分别与所述第一上桥臂开关管、所述第二上桥臂开关管、所述第三上桥臂开关管、所述第一下桥臂开关管、所述第二下桥臂开关管和所述第三下桥臂开关管的栅极相连。

3.如权利要求2所述的功率器件，其特征在于，还包括：

六个检测管脚，所述六个检测管脚分别与六个检测端相连。

4.一种功率器件的检测系统，其特征在于，包括：

如权利要求1-3任一项所述的功率器件；

芯片检测器，所述芯片检测器与所述至少一个检测端相连，所述芯片检测器根据所述检测端检测到的信号对所述驱动芯片进行检测。

5.如权利要求4所述的功率器件的检测系统，其特征在于，还包括：

开关管检测器，所述开关管检测器与所述至少一个检测端相连，所述开关管检测器包括：

控制单元，所述控制单元控制所述驱动芯片停止工作；

控制信号施加单元，所述控制信号施加单元通过所述检测端向所述第一上桥臂开关管、所述第二上桥臂开关管、所述第三上桥臂开关管、所述第一下桥臂开关管、所述第二下桥臂开关管和所述第三下桥臂开关管的栅极施加控制信号；

检测单元，所述检测单元与所述功率器件的输出端相连，根据所述功率器件的输出端的输出信号对所述第一上桥臂开关管、所述第二上桥臂开关管、所述第三上桥臂开关管、所述第一下桥臂开关管、所述第二下桥臂开关管和所述第三下桥臂开关管进行检测。

6.如权利要求4所述的功率器件的检测系统，其特征在于，还包括：

热阻检测器，所述热阻检测器与所述至少一个检测端相连，所述热阻检测器包括：

检测电压施加单元，所述检测电压施加单元向所述第一上桥臂开关管、所述第二上桥臂开关管、所述第三上桥臂开关管、所述第一下桥臂开关管、所述第二下桥臂开关管和所述第三下桥臂开关管的栅极施加检测电压；

热阻检测单元，所述热阻检测单元检测所述第一上桥臂开关管、所述第二上桥臂开关管、所述第三上桥臂开关管、所述第一下桥臂开关管、所述第二下桥臂开关管和所述第三下桥臂开关管的热阻。

7.一种家用电器，其特征在于，包括如权利要求1-3任一项所述的功率器件。

8.如权利要求7所述的家用电器，其特征在于，所述家用电器为空调器。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及电力电子技术领域，特别涉及一种功率器件、一种功率器件的检测系统和一种家用电器。

背景技术

智能功率模块内部一般集成有IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)、驱动芯片等器件，通过上述器件实现对空调等家用电器的控制。外围电控一般通过MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)对功率模块内部的驱动芯片进行控制，驱动芯片输出端实现对IGBT栅极驱动，使IGBT按照特定时序进行开通关断。

在实际应用中，由于驱动芯片、IGBT封装于模块内部，当模块内部某一路输出不正常是，在失效排查过程中，在不进行开封处理的情况下，无法对驱动芯片的输出信号进行直接测量，判断其是否完好，同时无法分辨IGBT是否正常，增加了失效分析工作的复杂性；并且，在模块开发过程中，需要对IGBT进行热阻测试，在热阻测试过程中，不仅需要对驱动芯片的驱动输入端接线，还需要对驱动芯片的供电端、接地端进行接线，外围连线较为复杂。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种功率器件，该功率器件通过检测端，可以在不进行开封处理的情况下，实现对驱动芯片和和开关管的检测，以判断其是否存在故障，并可以在开关管进行热阻测试时，不对驱动芯片进行供电，简化了测试电路的外围连线。

本实用新型的第二个目的在于提出一种功率器件的检测系统。

本实用新型的第三个目的在于提出一种家用电器。

为达到上述目的，本实用新型一方面提出了一种功率器件，包括：第一至第三上桥臂开关管；第一至第三下桥臂开关管；驱动芯片，所述驱动芯片具有第一至第六输出端，所述第一至第六输出端分别与所述第一至第三上桥臂开关管和所述第一至第三下桥臂开关管的栅极相连；至少一个检测端，其中，所述至少一个检测端与所述第一至第三上桥臂开关管和所述第一至第三下桥臂开关管中至少一个的栅极相连。

根据本实用新型的功率器件，驱动芯片具有第一至第六输出端，第一至第六输出端分别与第一至第三上桥臂开关管和第一至第三下桥臂开关管的栅极相连，至少一个检测端与第一至第三上桥臂开关管和第一至第三下桥臂开关管中至少一个的栅极相连。由此，可以在不进行开封处理的情况下，实现对驱动芯片和和开关管的检测，以判断其是否存在故障，并可以在开关管进行热阻测试时，不对驱动芯片进行供电，简化了测试电路的外围连线。

另外，根据本实用新型上述的功率器件还可以具有如下附加的技术特征：

具体地，所述检测端为六个，分别与所述第一至第三上桥臂开关管和所述第一至第三下桥臂开关管的栅极相连。

具体地，上述的功率器件还包括：六个检测管脚，所述六个检测管脚分别与所述六个检测端相连。

为达到上述目的，本实用新型第二方面提出了一种功率器件的检测系统，包括：本实用新型第一方面所述的功率器件；芯片检测器，所述芯片检测器与所述至少一个检测端相连，所述芯片检测器根据所述检测端检测到的信号对所述驱动芯片进行检测。

根据本实用新型的功率器件的检测系统，芯片检测器可以根据检测端检测到的信号对驱动芯片进行检测，可以在不进行开封处理的情况下，实现对驱动芯片的检测，以判断其是否存在故障，简化了驱动芯片的失效分析。

另外，根据本实用新型上述的功率器件的检测系统还可以具有如下附加的技术特征：

具体地，上述的检测系统还包括：开关管检测器，所述开关管检测器与所述至少一个检测端相连，所述开关管检测器包括：控制单元，所述控制单元控制所述驱动芯片停止工作；控制信号施加单元，所述控制信号施加单元通过所述检测端向所述第一至第三上桥臂开关管和所述第一至第三下桥臂开关管的栅极施加控制信号；检测单元，所述检测单元与所述功率器件的输出端相连，根据所述功率器件的输出端的输出信号对所述第一至第三上桥臂开关管和所述第一至第三下桥臂开关管进行检测。

具体地，上述的检测系统还包括：热阻检测器，所述热阻检测器与所述至少一个检测端相连，所述热阻检测器包括：检测电压施加单元，所述检测电压施加单元向所述第一至第三上桥臂开关管和所述第一至第三下桥臂开关管的栅极施加检测电压；热阻检测单元，所述热阻检测单元检测所述第一至第三上桥臂开关管和所述第一至第三下桥臂开关管的热阻。

为达到上述目的，本实用新型第二方面提出了一种家用电器，包括本实用新型第一方面实施例所述的功率器件。

本实用新型的家用电器，通过上述的功率器件，可以在不进行开封处理的情况下，实现对驱动芯片和和开关管的检测，以判断其是否存在故障，并可以在开关管进行热阻测试时，不对驱动芯片进行供电，简化了测试电路的外围连线。

另外，根据本实用新型上述的家用电器还可以具有如下附加的技术特征：

具体地，所述家用电器为空调器。

附图说明

本实用新型上述的和\/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中，

图1是根据本实用新型一个实施例的功率器件的电路拓扑图；

图2是根据本实用新型一个实施例的功率器件的检测系统的方框示意图；以及

图3是根据本实用新型另一个实施例的功率器件的检测系统的方框示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面参考附图来描述本实用新型实施例提出的功率器件、功率器件的检测系统和家用电器。

图1是根据本实用新型一个实施例的功率器件的电路拓扑图。如图1所示，该功率器件100包括：第一上桥臂开关管Q1、第二上桥臂开关管Q2和第三上桥臂开关管Q3、第一下桥臂开关管Q4、第二下桥臂开关管Q5和第三下桥臂开关管Q6、驱动芯片10、至少一个检测端G1-G6。

其中，驱动芯片10具有第一至第六输出端IO1-IO6，第一至第六输出端IO1-IO6分别与第一上桥臂开关管Q1、第二上桥臂开关管Q2、第三上桥臂开关管Q3、第一下桥臂开关管Q4、第二下桥臂开关管Q5和第三下桥臂开关管Q6的栅极相连。至少一个检测端A1-A6 与第一上桥臂开关管Q1、第二上桥臂开关管Q2、第三上桥臂开关管Q3、第一下桥臂开关管Q4、第二下桥臂开关管Q5和第三下桥臂开关管Q6中至少一个的栅极相连。Q1-Q6之间的连接方式具体可参照图1，此处不再赘述。

进一步地，如图1所示，在本实用新型的实施例中，检测端可以为六个，分别与第一上桥臂开关管Q1、第二上桥臂开关管Q2、第三上桥臂开关管Q3、第一下桥臂开关管Q4、第二下桥臂开关管Q5和第三下桥臂开关管Q6的栅极相连。功率器件100还可以包括：六个检测管脚G1-G6，六个检测管脚G1-G6分别与六个检测端A1-A6相连。

具体地，如图1所示，开关管Q1-Q6可以为IGBT，功率器件100的外部控制芯片向驱动芯片10发送控制信号，控制驱动芯片10按特定的要求驱动开关管Q1-Q6的开通关断，由此可以实现对家用电器(例如空调器)的变频控制。但在实际应用中，如果功率器件100 失效，无法直接判断驱动芯片10与开关管Q1-Q6是否完好，开关管进行热阻测试时也需要同时对驱动芯片10进行供电。

为此，在本实用新型中，将Q1-Q6的栅极引出专用的检测管脚(G1～G6)，如图1所示，通过上述检测管脚不仅可以实现对控制芯片10输出信号的监控，还可以直接对开关管Q1-Q6的栅极进行驱动，检测开关管Q1-Q6是否完好。除此之外，在对开关管Q1-Q6进行热阻测试时，利用检测管脚G1-G6可直接驱动开关管Q1-Q6的栅极，无需对驱动芯片10 进行供电，简化了测试电路的外围连线。功率器件100正常工作过程中，检测管脚G1-G6 处于闲置状态，无需施加任何信号，当功率器件100发生失效或需要对功率器件100进行热阻进行测试时，检测管脚G1-G6被启用。由于驱动芯片10供电电压一般为15V，开关管Q1-Q6栅极的驱动电压一般也为15V，因此检测管脚G1-G6可以采用与驱动芯片10的供电引脚相同的引脚结构。

可以理解的是，图1中U、V、W代表第一至第三上桥臂开关管的输出端，P代表母线，NU、NV、NW分别为第一至第三下桥臂开关管的输出端。

图2是根据本实用新型一个实施例的功率器件的检测系统的方框示意图。如图2所示，该检测系统包括：上述的功率器件100和芯片检测器200。

其中，芯片检测器200与至少一个检测端A1-A6相连，芯片检测器200根据检测端A1-A6检测到的信号对驱动芯片10进行检测。

具体地，芯片检测器200可以通过检测管脚G1-G6与检测端A1-A6相连，芯片检测器200可以通过检测检测端A1-A6的信号实现对控制芯片10输出信号的监控，以判断芯片检测器200是否失效。举例而言，如果功率器件100的外部控制芯片向驱动芯片10发送控制信号，控制驱动芯片10向Q1-Q3输出高电平信号、向Q4-Q6输出低电平信号，芯片检测器200可以通过检测检测端A1-A6的信号判断Q1-Q6栅极的信号是否驱动芯片的输出信号吻合，如果不吻合，可以判断驱动芯片10失效。由此，可以在不进行开封处理的情况下，实现对驱动芯片的检测，以判断其是否存在故障，简化了驱动芯片的失效分析。

根据本实用新型的一个实施例，如图3所示，上述的功率器件的检测系统还可以包括：开关管检测器300，开关管检测器300与至少一个检测端A1-A6相连。

进一步地，如图3所示，开关管检测器300可以包括：控制单元301、控制信号施加单元302、检测单元303。

其中，控制单元301控制驱动芯片10停止工作；控制信号施加单元302通过检测端向第一上桥臂开关管Q1、第二上桥臂开关管Q2、第三上桥臂开关管Q3、第一下桥臂开关管Q4、第二下桥臂开关管Q5和第三下桥臂开关管Q66的栅极施加控制信号；检测单元 303与功率器件100的输出端相连，根据功率器件100的输出端的输出信号对第一上桥臂开关管Q1、第二上桥臂开关管Q2、第三上桥臂开关管Q3、第一下桥臂开关管Q4、第二下桥臂开关管Q5和第三下桥臂开关管Q6进行检测。

具体地，控制信号施加单元302可以通过检测端向第一至第三上桥臂开关管Q1-Q3和第一至第三下桥臂开关管Q4-Q6的栅极施加控制信号，以控制Q1-Q6的导通\/关断。当对Q1-Q6的栅极施加一定的控制信号时，功率器件100的输出端的输出信号也是一定的，因此可以通过检测单元303检测功率器件100的输出端的输出信号，以判断Q1-Q6是否存在故障。由此，可以在不进行开封处理的情况下，实现对开关管的检测，以判断其是否存在故障，简化了开关管的失效分析。

根据本实用新型的一个实施例，如图3所示，上述的功率器件的检测系统还可以包括：热阻检测器400，热阻检测器400与至少一个检测端A1-A6相连，热阻检测器400可以包括：检测电压施加单元401、热阻检测单元402。

其中，检测电压施加单元401向第一上桥臂开关管Q1、第二上桥臂开关管Q2、第三上桥臂开关管Q3、第一下桥臂开关管Q4、第二下桥臂开关管Q5和第三下桥臂开关管Q6 的栅极施加检测电压。热阻检测单元402检测第一上桥臂开关管Q1、第二上桥臂开关管 Q2、第三上桥臂开关管Q3、第一下桥臂开关管Q4、第二下桥臂开关管Q5和第三下桥臂开关管Q6的热阻。

具体地，热阻检测器400可以通过检测端A1-A6与Q1-Q6的栅极相连。在对开关管Q1-Q6进行热阻测试时，可以通过检测电压施加单元401向第开关管Q1-Q6的栅极施加检测电压，并通过热阻检测单元402检测Q1-Q6的热阻。由此，可以在不进行开封处理的情况下，实现对开关管的热阻检测，且无需对驱动芯片进行供电，简化了测试电路的外围连线。

综上所述，根据本实用新型的功率器件的检测系统，芯片检测器可以根据检测端检测到的信号对驱动芯片进行检测，可以在不进行开封处理的情况下，实现对驱动芯片和和开关管的检测，以判断其是否存在故障，并可以在开关管进行热阻测试时，不对驱动芯片进行供电，简化了测试电路的外围连线。

此外，本实用新型还提出一种家用电器，其包括上述的功率器件。

在本实用新型中，家用电器可以为空调器。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

设计图

功率器件、功率器件的检测系统和家用电器论文和设计

功率器件、功率器件的检测系统和家用电器论文和设计-毕晓猛

全文摘要

主设计要求

设计方案

设计说明书

设计图

相关信息详情

猜你喜欢