[发明专利]用于智能功率模块的过热保护电路及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种过热保护电路，特别是一种用于智能功率模块的过热保护电路及其控制方法。

背景技术

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。智能功率模块把功率开关器件和高压驱动电路集成在一起，并内藏有过电压、过电流和过热等故障检测电路。智能功率模块一方面接收MCU的控制信号，驱动后续电路工作，另一方面将系统的状态检测信号送回MCU。与传统分立方案相比，智能功率模块以其高集成度、高可靠性等优势赢得越来越大的市场，尤其适合于驱动电机的变频器及各种逆变电源，是变频调速，冶金机械，电力牵引，伺服驱动，变频家电的一种理想电力电子器件。

智能功率模块属于大功率器件，工作时发热量较大，并且其应用场合的环境温度通常较高，为了保证智能功率模块内的驱动IC、IGBT等器件的工作温度不超出其可用范围，避免发生意想不到的情况，智能功率模块通常都会集成过热保护电路，在温度超过某一值时，过热保护电路使智能功率模块停止工作。

目前传统的用于智能功率模块的过热保护电路，如图1所示：过热保护电路的供电电源的正端为Vcc、负端为GND，正温度系数热敏电阻101的一端连接供电电源的正端Vcc，正温度系数热敏电阻101的另一端连接PNP管103的基极；电容102与正温度系数热敏电阻101并联；电阻107的一端与PNP管103的基极相连，电阻107的另一端接GND；PNP管103的射极连接Vcc，PNP管103的集电极连接电阻104；电阻104的一端与PNP管103的集电极相连，电阻104的另一端连接电压比较器108的正输入端；电阻105的一端与电压比较器108的正端相连，电阻105的另一端连接GND；恒压源106的正端与电压比较器108的负输入端相连，恒压源106的负端连接GND；电压比较器108的输出记为OUT。

图1所示的过热保护电路的工作原理如下：

(1)当温度比较低的时候，正温度系数热敏电阻101的阻值(记为R1)远小于电阻107的阻值(记为R7)，此时PNP管103的基极电压V_B：

VB=VCC·R7R1+R7≈VCC,]]>

PNP管103的射极-基极间电压V_EB：

V_EB＝V_CC-V_B≈0，

即此时PNP管103的射极-基极间电压V_EB远小于导通电压0.7V，PNP管103截止，电压比较器108的正端电压记为U_A，该U_A为0，小于电压比较器108的负端电压，电压比较器108的负端电压记为U_B。电压比较器108的输出OUT为低电平。

(2)当温度比较高的时候，正温度系数热敏电阻101的阻值变得很大，将PNP管103的阈值电压记为V_TH，直到R1满足以下条件：

VCC-VCC·R7R1+R7>VTH,]]>

PNP管103导通；