CN213717862U - 智能功率模块、变频器及空调器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种智能功率模块、变频器及空调器，该智能功率模块包括：安装基板，安装基板的一侧表面设置有电路布线层，电路布线层包括第一安装位、第二安装位和第三安装位；逆变功率模块，安装于安装基板的第一安装位上；PFC功率模块，PFC功率模块包括散热片、PFC功率开关管及PFC二极管，散热片设置于第二安装位上，PFC功率开关管及PFC二极管贴装于散热片上；驱动芯片，安装于第三安装位上，驱动芯片分别与逆变功率模块和PFC功率模块电连接。本实用新型提高智功率模块抗浪涌能力。

Description

智能功率模块、变频器及空调器

技术领域

本实用新型涉及电子电路技术领域，特别涉及一种智能功率模块、变频器及空调器。

背景技术

智能功率模块(Intelligent Power Module，IPM)是一种将电力电子和集成电路技术结合的功率驱动类产品。智能功率模块把功率开关器件和高压驱动电路集成在一起，集成度较高的智能功率模块中还集成有PFC功率开关管和PFC二极管，PFC二极管由于其自身特性，难以抵抗较高的浪涌电流，容易导致器件损毁，严重时甚至容易引起火灾。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提出一种智能功率模块、变频器及空调器，旨在提升智能功率模块抗浪涌电流能力。

为实现上述目的，本实用新型提出一种智能功率模块，所述智能功率模块包括：

逆变功率模块；

PFC电感连接负端与PFC电源负极端连接；

PFC电感连接正端与PFC电源正极端连接，所述PFC电感连接正端用于连接外部电感的一端；

PFC电感连接端用于连接外部电感的另一端；

母线电容连接端用于与外部母线电容连接；

PFC功率模块，所述PFC功率模块包括PFC功率开关管及PFC二极管，所述PFC功率开关管的输入端与所述PFC电感连接端及所述PFC二极管的阳极互连，所述PFC功率开关管的输出端与所述PFC电感连接负端连接；所述PFC二极管的阴极与所述母线电容连接端连接；以及，

旁路电路，所述旁路电路的输入端与所述PFC电感连接正端连接，所述旁路电路的输出端与所述母线电容连接端连接。

可选地，所述PFC二极管为碳化硅二极管。

可选地，所述旁路电路包括旁路二极管，所述旁路二极管的阳极为所述旁路电路的输入端，所述旁路二极管的阴极为所述旁路电路的输出端连接。

可选地，所述PFC功率开关管为IGBT；

所述PFC功率模块还包括快速恢复二极管，所述快速恢复二极管和所述IGBT的反并联连接。

可选地，所述智能功率模块还包括：

驱动芯片，所述驱动芯片分别与所述逆变功率模块和所述PFC功率模块电连接。

可选地，所述智能功率模块还包括：

过流保护电路，用于在检测到流经与该智能功率模块连接的负载的电流大于预设电流值时，输出过流检测信号；

所述驱动芯片，用于根据所述过流检测信号控制所述逆变功率模块停止工作。

可选地，所述智能功率模块还包括：

安装基板，所述安装基板的一侧表面设置有电路布线层，所述电路布线层上设置有多个安装位；

所述逆变功率模块、所述PFC功率模块及所述旁路电路安装于对应的所述安装位上。

可选地，所述智能功率模块还包括封装壳体，所述逆变功率模块、PFC功率模块及旁路电路封装于所述封装壳体内。

本实用新型还提出一种变频器，所述空调器包括如上所述的智能功率模块。

本实用新型还提出一种空调器，所述空调器包括如上所述的智能功率模块；

或者，包括如上所述的变频器。

本实用新型技术方案在外接电感与PFC二极管的回路上，并联设置一旁路电路，在进行升压时，PFC功率开关管截止，外接电感将存储的电能经PFC二极管输出至逆变功率模块，进行电能释放，以为母线电容进行充电，实现升压。旁路电路将外接电感与PFC二极管进行旁路，从而将整流桥输出的电能经旁路电路输出至母线电容，可以分担大部分冲击电流，对PFC二极管起到保护作用，并且整流桥输出的电能直接经旁路电路输出至母线电容，还可以避免电感对电能输出的阻抗，从而提高电能输出的效率。而在PFC功率开关管导通时，外接电感经PFC功率开关管与整流桥的负极输出端连接，进行储能，此时旁路电路不工作，不会影响电感的储能。本实用新型有利于提升智能功率模块抗浪涌电流能力，同时还有利于提高提高智能功率模块集成度与功率密度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型智能功率模块一实施例的电路结构示意图；

图2为本实用新型智能功率模块一实施例的结构示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				10	逆变功率模块	134	快速恢复二极管
20	PFC功率模块	40	安装基板
				30	旁路电路	41	散热层
101	驱动芯片	42	绝缘层
				131	PFC功率开关管	43	电路布线层
132	PFC二极管	50	封装壳体
				133	旁路二极管

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提出一种智能功率模块。

本实施例中，智能功率模块，即IPM(Intelligent Power Module)，是一种将电力电子和集成电路技术结合的功率驱动类产品。智能功率模块可以用于驱动压缩机或者风机，当然在其他实施例中，还可以应用于变频器等。

参照图1及图2，在本实用新型一实施例中，该智能功率模块包括：

逆变功率模块10；

PFC电感连接负端-VCC用于连接PFC电源负极端；

PFC电感连接正端L+与PFC电源正极端连接，所述PFC电感连接正端L+用于连接外部电感的一端；

PFC电感连接端PFC用于连接外部电感的另一端；

母线电容连接端VCC1用于与外部母线电容连接；

PFC功率模块20，所述PFC功率模块20包括PFC功率开关管131及PFC二极管132，所述PFC功率开关管131的输入端与所述PFC电感连接端PFC及所述PFC二极管132的阳极互连，所述PFC功率开关管131的输出端与所述PFC电感连接负端-VCC连接；所述PFC二极管132的阴极与所述母线电容连接端VCC1连接；以及，

旁路电路30，所述旁路电路30的输入端与所述PFC电感连接正端L+连接，所述旁路电路30的输出端与所述母线电容连接端VCC1连接。

本实施例中，智能功率模块还可以集成逆变功率模块10、驱动逆变功率模块10工作的驱动芯片101，还可以将控制驱动芯片101工作的MCU等集成于智能功率模块中。

可以理解的是，智能功率模块在应用于制冷设备，例如空调、冰箱等设备中时，可用于驱动风机、压缩机等部件工作，也即本实施例将压缩机逆变功率模块10和PFC功率模块20集成于一体，形成二合一压缩机智能功率模块。或者，将风机逆变功率模块10和PFC功率模块20集成于一体，形成二合一风机智能功率模块。当然在其他实施例中，也可以将PFC功率模块20、压缩机逆变功率模块10和风机逆变功率模块10三者集成于一体，形成高集成智能功率模块。

在一实施例中，智能功率模块中还设置有驱动芯片101，驱动芯片101的数量可以是一个，例如HVIC驱动芯片101，该驱动芯片101为集成芯片，其中集成了四路、六路或者七路驱动功率开关管的驱动电路，具体可以根据驱动的功率开关管的数量进行集成设置。驱动芯片101的数量也可以数量可以与功率开关管的数量对应，也即每一驱动芯片101对应驱动一功率开关管工作。在智能功率模块工作时，驱动芯片101输出相应的控制信号，以控制PFC功率模块20和逆变功率模块10中的功率开关管导通，从而输出驱动电能，以驱动电机等负载工作。

逆变功率模块10中设置有多个功率开关管，功率开关管可以是氮化镓(GaN)功率开关管、Si基功率开关管或SiC基功率开关管。在实际应用时，功率开关管的数量可以为四个，或者是四个的倍数，也可以为六个，或者六个的倍数，六个功率开关管组成逆变电路，并应用在逆变电源、变频器、制冷设备、冶金机械设备、电力牵引设备等电器设备中，特别是变频家用电器中以驱动压缩机、风机等负载工作。在智能功率模块工作时，驱动芯片101输出相应的PWM控制信号。

在驱动芯片101中，均包括高压侧驱动单元和低压侧驱动电路，高压侧驱动单元和低压侧驱动单元。驱动芯片101的输入端与主控制器，也即MCU连接，MCU中集成有逻辑控制器、存储器、数据处理器等，以及存储在所述存储器上并可在所述数据处理器上运行的软件程序和/或模块，MCU通过运行或执行存储在存储器内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，输出相应的控制信号至驱动芯片101，以根据主控制器的控制信号驱动风机逆变桥电路20和压缩机逆变桥电路10中的功率开关管导通/关断，从而驱动风机、压缩机、电机等负载工作。主控制器独立于智能功率模块100至外，在实际应用时，主控制器和智能功率模块100设置于电控板上，并通过电路布线或者导线实现电连接。当然在其他实施例中，主控制器可以集成于智能功率模块100中，以提高智能功率模块的集成度。

本实施例以逆变功率模块10中的均采用IGBT，驱动芯片101采用HVIC芯片为例进行说明。HVIC管101的VCC端作为所述智能功率模块100的低压区供电电源正端VDD，VDD一般为15V；所述HVIC管101的HIN1端作为所述智能功率模块100的U相上桥臂输入端UHIN；所述HVIC管101的HIN2端作为所述智能功率模块100的V相上桥臂输入端VHIN；所述HVIC管101的HIN3端作为所述智能功率模块100的W相上桥臂输入端WHIN；所述HVIC管101的LIN1端作为所述智能功率模块100的U相下桥臂输入端ULIN；所述HVIC管101的LIN2端作为所述智能功率模块100的V相下桥臂输入端VLIN；所述HVIC管101的LIN3端作为所述智能功率模块100的W相下桥臂输入端WLIN；所述HVIC管101的PFCIN端作为所述智能功率模块100的PFC IGBT输入端PFCIN；在此，所述智能功率模块100的U、V、W三相的六路以及PFC输入接收0～5V的输入信号；所述HVIC管101的GND端作为所述智能功率模块100的低压区供电电源负端COM；所述HVIC管101的VB1端作为所述智能功率模块100的U相高压区供电电源正端UVB；所述HVIC管101的HO1端与U相上桥臂IGBT管121的栅极相连；所述HVIC管101的VS1端与所述IGBT管121的射极、FRD管111的阳极、U相下桥臂IGBT管124的集电极、FRD管114的阴极相连，并作为所述智能功率模块100的U相高压区供电电源负端UVS；所述HVIC管101的VB2端作为所述智能功率模块100的U相高压区供电电源正端VVB；所述HVIC管101的HO3端与V相上桥臂IGBT管123的栅极相连；所述HVIC管101的VS2端与所述IGBT管122的射极、FRD管112的阳极、V相下桥臂IGBT管125的集电极、FRD管115的阴极相连，并作为所述智能功率模块100的W相高压区供电电源负端VVS；所述HVIC管101的VB3端作为所述智能功率模块100的W相高压区供电电源正端WVB；所述HVIC管101的HO3端与W相上桥臂IGBT管123的栅极相连；所述HVIC管101的VS3端与所述IGBT管123的射极、FRD管113的阳极、W相下桥臂IGBT管126的集电极、FRD管116的阴极相连，并作为所述智能功率模块100的W相高压区供电电源负端WVS；所述HVIC管101的LO1端与所述IGBT管124的栅极相连；所述HVIC管101的LO2端与所述IGBT管125的栅极相连；所述HVIC管101的LO3端与所述IGBT管126的栅极相连；所述IGBT管124的射极与所述FRD管114的阳极相连，并作为所述智能功率模块100的U相低电压参考端UN；所述IGBT管125的射极与所述FRD管115的阳极相连，并作为所述智能功率模块100的V相低电压参考端VN；所述IGBT管126的射极与所述FRD管116的阳极相连，并作为所述智能功率模块100的W相低电压参考端WN；所述IGBT管121的集电极、所述FRD管111的阴极、所述IGBT管122的集电极、所述FRD管112的阴极、所述IGBT管123的集电极、所述FRD管113的阴极相连，并作为所述智能功率模块100的高电压输入端VCC2，VCC2一般接300V。所述HVIC管101的作用是：将输入端HIN1、HIN2、HIN3和LIN1、LIN2、LIN3以及PFCIN的0～5V的逻辑信号分别传到输出端HO1、HO2、HO3和LO1、LO2、LO3、PFCIN，其中HO1、HO2、HO3是VS～VS+15V的逻辑信号，LO1、LO2、LO3、PFCIN是0～15V的逻辑信号。Itrip为过流保护检测端口，Fault为故障输出端口。IC管102、103和104的VCC端由模块VDD端供电。所述IC管101的PFCOUT端与开关管131栅极连接。

其中，所述PFC二极管132为碳化硅二极管，具体可以为碳化硅肖特基势垒二极管。

本实施例中，PFC电感连接负端-VCC、PFC电感连接正端L+分别接外部直流电源，例如整流桥的正极输出端及负极输出端，外部电感的一端也与整流桥的正极输出端连接，外部电感的另一端经PFC功率开关管131与整流桥的负极输出端连接。外接电感、母线电容、外接整流桥、智能功率模块中的PFC二极管132、所述PFC功率开关管131构成一个完整的PFC电路。PFC电路可以是升压型PFC电路，或者降压型PFC电路，或者升降压型PFC电路。本实施例可选为升压型PFC电路，也即PFC二极管132为升压二极管。PFC功率开关模块30中，可以仅将PFC功率开关管131及PFC二极管132集成于智能功率模块中，也可以将母线电容、电感等其他元器件组成的PFC电路均集成于智能功率模块中。本实施例由于体积等因素未集成在所述智能功率模块中。PFC电路将直流电进行功率因素调整，调整后的直流电输出至逆变桥电路10的电源输入端，以使各功率模块驱动相应的负载工作。调整后的直流电还可以产生5V等驱动芯片101的工作电压，以为主控制器等电路模块提供工作电压。

在PFC功率模块20工作的过程中，具有升压和储能两个工作过程，在进行升压时，PFC功率开关管131截止，外接电感将整流桥输出的电能以及存储的电能经PFC二极管132输出至逆变功率模块10，进行电能释放，以为母线电容进行充电，实现升压。在PFC功率开关管131导通时，外接电感经PFC功率开关管131与整流桥的负极输出端连接，进行储能。在PFC功率开关管131不工作时，此时给母线电容充电的电流非常大。例如假设在外接电感输入电压为310V，外接电感和PFC二极管132的阻抗为1.4ohm，则冲击电流将达到200A。根据母线电容的充电时间设置，充电时间通常持续约4ms，这有可能导致抗冲击能力较弱的PFC二极管132损坏。在高工作频率下，硅FRD由于较高的反向恢复电荷问题，会导致发热严重。为此，本实施例PFC二极管132可选采用碳化硅二极管来实现，SiC作为第三代半导体材料，具有更宽的禁带宽度，更高的击穿电场、热导率、电子饱和速率及抗辐射能力，更适合于制作高温、高频、抗辐射的大功率器件。然而，由于SiC-SBD的浪涌值远低于相应的硅FRD，SiC-SBD的浪涌，在5倍左右。而同规格的硅FRD，可达20倍。在实际使用中硅器件需要降额到1/3左右的电流值，也即会达到至少60倍。

为此，本实施例在外接电感与PFC二极管132的回路上，并联设置一旁路电路30，在进行升压时，PFC功率开关管131截止，外接电感将存储的电能经PFC二极管132输出至逆变功率模块10，进行电能释放，以为母线电容进行充电，实现升压。旁路电路30将外接电感与PFC二极管132进行旁路，从而将整流桥输出的电能经旁路电路30输出至母线电容，可以分担大部分冲击电流，对PFC二极管132起到保护作用，并且整流桥输出的电能直接经旁路电路30输出至母线电容，还可以避免电感对电能输出的阻抗，从而提高电能输出的效率。而在PFC功率开关管131导通时，外接电感经PFC功率开关管131与整流桥的负极输出端连接，进行储能，此时旁路电路30不工作，不会影响电感的储能。本实用新型有利于提升智能功率模块抗浪涌电流能力，同时还有利于提高提高智能功率模块集成度与功率密度。

参照图1及图2，在一实施例中，所述旁路电路30包括旁路二极管133，所述旁路二极管133的阳极为所述旁路电路30的输入端，所述旁路二极管133的阴极为所述旁路电路30的输出端。

本实施例中，旁路二极管133可选采用Si基二极管来实现，当然在其他实施例中，也可以采用其他大功率二极管来实现，旁路二极管133相较于电感及PFC二极管132的阻抗较小，因此在PFC功率开关管131截止，外接电感将存储的电能经PFC二极管132输出至逆变功率模块10，进行电能释放，以为母线电容进行充电实现升压的过程中，整流桥输出的电能经旁路二极管133输出至母线电容，旁路二极管133的抗冲击能力较强，在母线电容充电的过程中，外部大电容没有储能，当电源通电，且IGBT 131不工作时，此时给电容充电的电流非常大。可以分担大部分冲击电流，并且自身不会被损坏，可以对PFC二极管132起到保护作用。

参照图1及图2，在一实施例中，所述PFC功率开关管131为IGBT；

所述PFC功率模块20还包括快速恢复二极管134，所述快速恢复二极管134和所述IGBT的反并联连接。

本实施例中，快速恢复二极管134为高功率反并联二极管，用于实现旁路二极管133的快速关断。快速恢复二极管134可以设置在散热片上，其工作时产生的热量通过散热片和安装基板40进行散热。其中，在基于旁路二极管133设置为SiC MOSFET或者SiC IGBT，或者GaN HEMT器件时，将智能功率模块的开关损耗减小到较低，进而有利于节约电能、降低模块发热的情况下，快速恢复二极管134可选采用Si材料制成的快速恢复二极管134或者肖特基二极管来实现，可以保证智能功率模块的自身的功耗较低的同时，降低智能功率模块的生产成本。

在一些实施例中，PFC功率开关管131还可以采用逆导IGBT来实现，逆导IGBT将和与IGBT反并联封装在一起的快速恢复二极管134集成在同一芯片上，从而降低逆变桥电路的体积。如此设置，有利于提高功率密度，降低高集成智能功率模块的体积、制造成本和封装制程，同时还有利于提高高集成智能功率模块的可靠性。

参照图1及图2，在一实施例中，所述智能功率模块还包括：

过流保护电路(图未标示)，用于在检测到流经与该智能功率模块连接的负载的电流大于预设电流值时，输出过流检测信号；

驱动芯片101，用于根据所述过流检测信号控制所述逆变功率模块10停止工作。

本实施例中，过流保护电路可以检测流过电机三相绕组的电流，当检测到电机三相绕组中任意一相绕组电流过大时，如出现由于驱动电机失速，或者控制电机停止时电机由于惯性还会继续高速转动带来的电机驱动内部绕组的相电流Iu、Iv、Iw过大，则可以输出过流检测信号至驱动芯片101，以使驱动芯片101停止输出六路控制信号对IPM模块的三个上桥臂开关管和三个下桥臂开关管进行控制，从而控制逆变功率模块10停止工作，以控制电机停止工作。其中，过流保护电路可以设置有采样电路和信号处理电路，采样电路可以采用电阻、二极管等元件来实现，信号处理电路可以采用比较器、滤波电路等来实现，采样电路采样的三相绕组电流值输出至比较器，比较器将三相绕组电流值与预设的参考电压值进行比较，当三相绕组电流值过高超过参考电压值时，会使得比较器输出端会进行信号翻转，即电机的相电流过大时，比较器输出过流检测信号至驱动芯片101，以使驱动芯片101控制电机迅速制动机停止运行，实现对智能功率模块及电机的过流保护。

参照图1及图2，在一实施例中，所述智能功率模块还包括：

安装基板40，所述安装基板40的一侧表面设置有电路布线层，所述电路布线层上设置有多个安装位；

所述逆变功率模块10、所述PFC功率模块20及所述旁路电路30安装于对应的所述安装位上。

本实施例中，安装基板40可以采用铝基板、铝合金基板、铜基板或者铜合金基板中的任意一种来实现。安装基板40为功率开关管和驱动器件的安装载体，安装基板40的形状可以根据功率开关管的具***置、数量及大小确定，可以为方形，但不限于方形。安装基板40上设置有电路布线层43，电路布线层43根据智能功率模块的电路设计，在安装基板40上形成对应的线路以及对应供功率开关管中的各电子元件安装的安装位，即焊盘。

当安装基板40在采用氮化铝陶瓷安装基板40来实现时，氮化铝陶瓷安装基板40包括绝缘散热层及形成于所述绝缘散热层上的电路布线层43。在采用金属材质制成的安装基板40时，安装基板40包括散热层41、铺设在散热层41上的绝缘层42及形成于绝缘层42上的电路布线层43。本实施例中，安装基板40可选为单面布线板。所述绝缘层42夹设于所述电路布线层43与所述金属安装基板40之间。该绝缘层42用于实现电路布线层43与金属安装基板40之间的电气隔离以及电磁屏蔽，以及对外部电磁干扰进行反射，从而避免外部电磁辐射干扰功率开关管正常工作，降低周围环境中的电磁辐射对智能功率模块中的电子元件的干扰影响。该绝缘层42可选采用热塑性胶或者热固性胶等材料制成，以实现安装基板40与电路布线层之间的固定连接且绝缘。绝缘层42可以采用环氧树脂、氧化铝、高导热填充材料一种或多种材质混合实现的高导热绝缘层42来实现。在制作安装基板40的过程中，可以在安装基板40上设置好绝缘层42后，将铜箔铺设在绝缘层42上，并按照预设的电路设计蚀刻所述铜箔，从而形成电路布线层43。

电路布线层43分为多个安装位，逆变功率模块10设置于第一安装位内，散热片设置于第二安装位，驱动芯片101安装于第三安装位。逆变功率模块10中的功率开关管和驱动芯片101可以是贴片式的电子元件，还可以是裸die晶圆。电路布线层43包括形成电流回路的电路布线，以及自电路布线形成的焊盘，驱动芯片101和逆变功率模块10中的功率开关管设置于对应的焊盘上，驱动芯片101和功率开关管可以通过电路布线、金属绑线等实现电连接。

参照图1及图2，在一实施例中，所述智能功率模块还包括封装壳体50，所述逆变功率模块10、PFC功率模块20及旁路电路30封装于所述封装壳体50内。

参照图1，在一实施例中，所述智能功率模块还包括封装壳体50，所述逆变功率模块10、驱动芯片101及安装基板40封装于所述封装壳体50内。

本实施例中，封装壳体50可以采用环氧树脂、氧化铝、导热填充材料等材料制成，其中，导热填充材料可以是氮化硼、氮化铝材质，氮化铝和氮化硼的绝缘性较好，且导热率较高，耐热性及热传导性较佳，使得氮化铝和氮化硼有较高的传热能力。在制作封装壳体50时，可以将环氧树脂、氧化铝、氮化硼或者氮化铝等材料进行混料，然后将混合好的封装材料进行加热；待冷却后，粉碎所述封装材料，再以锭粒成型工艺将封装壳体50材料进行轧制成形，以形成封装壳体50，再将芯片和安装基板40封装在封装壳体50内。或者通过注塑工艺及封装模具，将安装有芯片的安装基板40放置于模具后，在模具中注入封装材料，将芯片和安装基板40封装在封装壳体50内，以在成型后形成封装壳体50。如此，可以实现对芯片进行绝缘处理，以及提高智能功率模块的EMI性能。

参照图1及图2，可以理解的是，智能功率模块工作时，其内部集成的功率开关管，尤其是PFC功率模块20的发热比较严重，然而智能功率模块还需要通过EMC塑封料进行封装或者灌封方式，因塑封料的热阻很大，热量不利于外扩，模块长期工作下，会导致功率开关管发热过大而被损坏，尤其是在设置有的智能功率模块中，主控芯片和驱动芯片101的温洁较低，PFC功率模块20产生的热量会通过安装基板40向MCU、驱动芯片101等非功率开关管传导，使得功率开关管与MCU、功率开关管几乎达到相同的温度。这样将导致MCU的工作温度过高而发生故障，出现控制信号紊乱等现象，严重时可能会烧毁智能功率模块。

为此，本实施例中还可以设置散热器(图未示出)，所述散热器贴设于所述安装基板40，背离器件层的一侧。

本实施例中，散热器可以采用铝质、铝合金等散热效果较好的高导热材料制得，以使得上述功率器件产生的热量通过安装基板40传导至散热器上，进一步增大功率开关管产生的热量与空气的接触面积，提高散热速率。所述散热器还可意设置有散热器本体及多个散热叶片，多个所述散热叶片间隔设置于所述散热器本体的一侧。如此设置，可以增加散热器与空气的接触面积，也即在散热器工作时，增加散热器上的热量与空气的接触面积，以加快散热器的散热速率。同时还可以减少散热器的物料，避免散热片因材料应用过多，造成成本过高。

本实用新型还提出一种空调器，所述空调器包括如上所述的智能功率模块；

或者，包括如上所述的变频器。

该智能功率模块的详细结构可参照上述实施例，此处不再赘述；可以理解的是，由于在本实用新型空调器中使用了上述智能功率模块，因此，本实用新型空调器的实施例包括上述智能功率模块全部实施例的全部技术方案，且所达到的技术效果也完全相同，在此不再赘述。

以上所述仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种智能功率模块，其特征在于，所述智能功率模块包括：

逆变功率模块；

PFC电感连接负端与PFC电源负极端连接；

PFC电感连接正端与PFC电源正极端连接，所述PFC电感连接正端用于连接外部电感的一端；

PFC电感连接端用于连接外部电感的另一端；

母线电容连接端用于与外部母线电容连接；

PFC功率模块，所述PFC功率模块包括PFC功率开关管及PFC二极管，所述PFC功率开关管的输入端与所述PFC电感连接端及所述PFC二极管的阳极互连，所述PFC功率开关管的输出端与所述PFC电感连接负端连接；所述PFC二极管的阴极与所述母线电容连接端连接；以及，

旁路电路，所述旁路电路的输入端与所述PFC电感连接正端连接，所述旁路电路的输出端与所述母线电容连接端连接。

2.如权利要求1所述的智能功率模块，其特征在于，所述PFC二极管为碳化硅二极管。

3.如权利要求1所述的智能功率模块，其特征在于，所述旁路电路包括旁路二极管，所述旁路二极管的阳极为所述旁路电路的输入端，所述旁路二极管的阴极为所述旁路电路的输出端连接。

4.如权利要求1所述的智能功率模块，其特征在于，所述PFC功率开关管为IGBT；

所述PFC功率模块还包括快速恢复二极管，所述快速恢复二极管和所述IGBT的反并联连接。

5.如权利要求1所述的智能功率模块，其特征在于，所述智能功率模块还包括：

驱动芯片，所述驱动芯片分别与所述逆变功率模块和所述PFC功率模块电连接。

6.如权利要求5所述的智能功率模块，其特征在于，所述智能功率模块还包括：

过流保护电路，用于在检测到流经与该智能功率模块连接的负载的电流大于预设电流值时，输出过流检测信号；

所述驱动芯片，用于根据所述过流检测信号控制所述逆变功率模块停止工作。

7.如权利要求1所述的智能功率模块，其特征在于，所述智能功率模块还包括：

安装基板，所述安装基板的一侧表面设置有电路布线层，所述电路布线层上设置有多个安装位；

所述逆变功率模块、所述PFC功率模块及所述旁路电路安装于对应的所述安装位上。

8.如权利要求1至7任意一项所述的智能功率模块，其特征在于，所述智能功率模块还包括封装壳体，所述逆变功率模块、PFC功率模块及旁路电路封装于所述封装壳体内。

9.一种变频器，其特征在于，所述变频器包括如权利要求1至8任意一项所述的智能功率模块。

10.一种空调器，其特征在于，所述空调器包括如权利要求1至8任意一项所述的智能功率模块；

或者，包括如权利要求9所述的变频器。

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