具有减小冲击的缓冲电容器的智能功率模块的制作方法
【专利说明】
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本发明要求于2014年1月22日向韩国专利局提交的韩国专利申请第 10-2014-0008025号的权益，通过引用将其公开内容全部结合在本文中。
技术领域
[0003] 本发明涉及一种其中装有减小冲击的缓冲电容器的智能功率模块（IPM)。
【背景技术】
[0004] 智能功率模块（IPM)具有配置在单一封装内的诸如IGBT、MOSFET、FRD等的电力半 导体器件、控制电路、驱动电路、安全电路和控制电力，而且根据它们的用途和系统需求具 有多种I/O伏安法、控制方法、形状和尺寸。应用了电力电子技术领域中的器件的通用逆变 器、数字控制（NC)机工具和工业机器人被要求更有效率且更小以跟上其先进性。为了满足 更小且具有更多功能的器件的要求，IGBT通过在模块封装内安装驱动电路和多种安全电路 减少外围电路和部件的数量并且缩短系统设计的时间。此外，因为IPM内驱动电路和电力 切换器件之间的接线长度缩短，所以EMI特性和对寄生效应的抗干扰性提高。
[0005] 在开发IPM早期，驱动电路或安全电路只是简单地插入传统的电力器件模块，BJT 和MOSFET用于主要器件以及厚和薄的IC用于控制单元。近来，主要安装了 IGBT和MOSFET 器件以及专用1C。这是因为综合考虑系统、器件、控制和安全功能，对最佳设计的要求增强， 而不是在单个模块内简单安装控制电路等。
[0006] 因此，考虑到低噪音（高频率）、高效率（低损失）、耐用性、一致性控制、小且轻便 的器件以及简单的设计和组件的系统方面，IPM需要设计成不同于使用单独器件的满足高 速切换、低损失、用于SOA(安全操作区）的最佳权衡设计、适当的安全措施、关断时间短、高 噪音稳定性和既小又轻便的切换器件（高集成）的需求。
[0007] 此外，需要采用用于在最佳状态中驱动和保护电力器件的专用1C，以及最后需要 考虑高集成的封装技术内的噪音阻抗、冲击电压、散热特性和尺寸。
[0008] 由大多数电力半导体制造商开发I的PM技术已经集中于开发为满足系统需求的 IGBT器件、用于保护器件且减少损失的FWD(续流二极管）、控制和安全电路以及具有更好 特性的封装。
【发明内容】
[0009] 本发明的一个实施方式提供了一种其中装有减小冲击的缓冲电容器的IPM，其可 以防止由于冲击电压对器件造成故障或损坏。
[0010] 本发明的另一个实施方式提供了一种其中装有减小冲击的缓冲电容器的IPM，其 可以允许IPM的简单设计且减小PCB的面积和成本。
[0011] 本发明的一个实施方式提供了一种其中装有减小冲击的缓冲电容器的智能功率 模块，该智能功率模块包括：驱动1C，被配置为接收来自微控制器单元的第一电压信号并 生成第二电压信号；开关，被配置为接收来自驱动IC的第二电压信号并基于第二电压信号 生成用于驱动电机的电机驱动信号；以及冲击减压器，连接在开关和电机之间且被配置为 减小冲击电压。
[0012] 在一个实施方式中，冲击减压器可以安装在智能功率模块的内部，而且冲击减压 器可以包括电容器，该电容器可以是多层陶瓷电容器（MLCC)。该电容器可以具有在其中并 联连接的多于一个的电容器。
[0013] 在另一个实施方式中，电容器的电容可以根据用户的要求进行调节。开关可以包 括第一子开关和第二子开关，而且冲击减压器可以连接至第一子开关的一端和第二子开关 的一端。第一子开关可以包括第一开关、第二开关和第三开关，并且第二子开关可以包括第 四开关、第五开关和第六开关，其中，冲击减压器的一端可以连接至第一开关的输出端、第 二开关的输出端和第三开关的输出端，而且其中，冲击减压器的另一端可以连接至第四开 关的输入端、第五开关的输入端和第六开关的输入端。
[0014] 而在另一个实施方式中，第一开关的输入端、第二开关的输入端和第三开关的输 入端可以各自与电机连接，而且第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第五开关和第六 开关各自可以包括选自GTO(门极可关断晶闸管）、M0SFET、IGBT(绝缘栅双极晶体管）和 MCT(M0S控制晶闸管）组成的组中的至少一个。第一电压信号可以小于第二电压信号。
[0015] 本发明的又一个实施方式中可以提供包括其中装有减小冲击的缓冲电容器的智 能功率模块的家用电器。
【附图说明】
[0016] 图1示出了根据本发明的实施方式的其中装有减小冲击的缓冲电容器的IPM的框 图。
[0017] 图2示出了根据本发明的实施方式的其中装有减小冲击的缓冲电容器的IPM的内 部构造。
[0018] 图3示出了根据本发明的实施方式的开关的内部构造。
[0019] 图4和图5示出了如何实际实施根据本发明的实施方式的其中装有减小冲击的缓 冲电容器的IPM。
[0020] 图6示出了传统IPM的测量的冲击电压的曲线图。
[0021] 图7示出了根据本发明的实施方式的其中装有减小冲击的缓冲电容器的IPM的测 量的冲击电压的曲线图。
【具体实施方式】
[0022] 下文中，将参照附图详细描述一些实施方式。不管图号是多少，将使用相同的参考 标号来指示相同或相应的元件，而且将不重复相同或相应元件的任何冗余描述。在整个本 发明的描述中，当确定描述某相关的传统技术规避本发明的要点时，将省略相关的详细描 述。
[0023] 由于可以存在本发明的多个变化和实施方式，某些实施方式将参照附图进行说明 和描述。然而，这决不将本发明限制于某些实施方式，而且应解释为包括本发明的理念和范 围所涵盖的所有变化、等效物和代替物。
[0024] 描述中使用的术语仅用来描述某些实施方式，而且决不限制本发明。除非另有明 确地使用，单数形式的表达包含复数形式的意义。在本描述中，例如"包括"或"包含"的表 达意在指示其特征、数字、步骤、操作、元件、零件或组合，而且不应解释为排除任何其一个 或多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、零件或组合的出现或可能。