一种用于三相桥式驱动的智能功率模块

摘要

本发明公开了一种用于三相桥式驱动的智能功率模块，通过将常规的高压侧驱动模块、电平转移模块和低压侧驱动模块集成芯片进行重新分割，分成电平转移芯片、高压侧控制驱动芯片和低压侧控制驱动芯片来实现，采用复杂的高压隔离制造工艺技术只生产电平转移芯片，而对于高压侧控制驱动芯片和低压侧控制驱动芯片则采用普通的CMOS工艺进行生产，而无需采用在普通的CMOS工艺中集成高压隔离制造工艺生产各个芯片，再将各个芯片、功率器件和续流二极管封装在一起构成用于三相桥式驱动的智能功率模块，这种智能功率模块的电平转移芯片的生产过程更容易控制，有利于提高良率；且可使高压侧控制驱动芯片和低压侧控制驱动芯片面积可做的较小，能保证生产良率。

权利要求

1.一种用于三相桥式驱动的智能功率模块，包括栅极驱动芯片、一组高压侧功率器件、一组低压侧功率器件和一组续流二极管，其特征在于所述的栅极驱动芯片主要由采用高压隔离制造工艺生产的一组电平转移芯片及采用CMOS工艺生产的一组高压侧控制驱动芯片和一个低压侧控制驱动芯片组成，各个所述的电平转移芯片主要由单路输入输出的电平转移模块集成，各个所述的高压侧控制驱动芯片主要由单路输入输出的高压侧驱动模块集成，所述的低压侧控制驱动芯片主要由多路输入输出的低压侧驱动模块集成，所述的低压侧驱动模块的各路低压信号输入端接入低压侧逻辑控制信号，所述的低压侧驱动模块的各路高压信号输入端接入高压侧逻辑控制信号，所述的低压侧驱动模块的各路信号输出端与各个所述的低压侧功率器件的信号控制端一一对应连接，各个所述的电平转移模块的信号输入端与所述的低压侧驱动模块的各路电平转换信号输出端相连接，各个所述的电平转移模块的信号输出端与各个所述的高压侧驱动模块的信号输入端相连接，各个所述的电平转移模块将所述的低压侧驱动模块输出的低压控制信号转换为高压控制信号并传递高压控制信号给各个所述的高压侧驱动模块，各个所述的高压侧驱动模块的信号输出端与各个所述的高压侧功率器件的信号控制端一一对应连接；

所述的低压侧控制驱动芯片设置有一组低压侧逻辑控制信号输入引脚、一组高压侧逻辑控制信号输入引脚、一组低压侧驱动信号输出引脚、一组检测信号输入引脚、一组保护信号输出引脚和一组电平转换信号输出引脚，各个所述的电平转移芯片设置有电平转换信号输入引脚和电平转换后信号输出引脚，各个所述的高压侧控制驱动芯片设置有电平转换后信号输入引脚和高压侧驱动信号输出引脚，各个所述的低压侧逻辑控制信号输入引脚用于接入低压侧逻辑控制信号，各个所述的低压侧逻辑控制信号输入引脚与所述的低压侧驱动模块的各路低压信号输入端一一对应连接，各个所述的高压侧逻辑控制信号输入引脚用于接入高压侧逻辑控制信号，各个所述的高压侧逻辑控制信号输入引脚与所述的低压侧驱动模块的各路高压信号输入端一一对应连接，各个所述的低压侧驱动信号输出引脚的一端与所述的低压侧驱动模块的各路信号输出端一一对应连接，各个所述的低压侧驱动信号输出引脚的另一端与各个所述的低压侧功率器件的信号控制端一一对应连接，各个所述的检测信号输入引脚用于接入各种检测信号，各个所述的检测信号输入引脚的一端与所述的低压侧驱动模块的各个检测信号输入端一一对应连接，各个所述的保护信号输出引脚的一端与所述的低压侧驱动模块的各个保护信号输出端一一对应连接，各个所述的电平转换信号输出引脚的一端与所述的低压侧驱动模块的各路电平转换信号输出端一一对应连接，各个所述的电平转换信号输出引脚的另一端与各个所述的电平转换信号输入引脚的一端一一对应连接，各个所述的电平转换信号输入引脚的另一端与各个所述的电平转移模块的信号输入端一一对应连接，各个所述的电平转换后信号输出引脚的一端与各个所述的电平转移模块的信号输出端一一对应连接，各个所述的电平转换后信号输出引脚的另一端与各个所述的电平转换后信号输入引脚的一端一一对应连接，各个所述的电平转换后信号输入引脚的另一端与各个所述的高压侧驱动模块的信号输入端一一对应连接，各个所述的高压侧驱动信号输出引脚的一端与各个所述的高压侧驱动模块的信号输出端一一对应连接，各个所述的高压侧驱动信号输出引脚的另一端与各个所述的高压侧功率器件的信号控制端一一对应连接；

所述的高压侧驱动信号输出引脚与零电平之间承受的高压范围为400～1200V。

说明书

一种用于三相桥式驱动的智能功率模块

[0001] 本申请是原申请号为201110203093.4的发明专利申请的分案申请，其申请日为2011年07月20日，发明名称为“一种用于三相桥式驱动的智能功率模块”。

技术领域

[0002] 本发明涉及一种电机驱动中的智能功率模块，尤其是涉及一种用于三相桥式驱动的智能功率模块。

背景技术

[0003] 智能功率模块是电机驱动领域里的一种常用模块，智能功率模块中的桥式驱动芯片一般为半桥驱动芯片、全桥驱动芯片或三相桥式驱动芯片，两个半桥驱动芯片可以组合成一个全桥驱动芯片，三个半桥驱动芯片可以组合成一个三相桥式驱动芯片。其中，三相桥式驱动芯片经常被应用于风机、变频空调、变频洗衣机、变频微波炉、汽车电机驱动等这一类三相电机的变频产品上，用于产品的节能减排，因此，研究并生产低成本的功率智能模块具有重要意义。图1给出了典型的三相桥式驱动智能功率模块，该智能功率模块中的各个器件以芯片的形式封装在一个塑料封装体内。该智能功率模块包括第一功率器件20、第二功率器件30、第三功率器件40、第四功率器件50、第五功率器件60、第六功率器件70、一个三相桥式驱动芯片10及六个续流二极管161、162、163、164、165、166。第一功率器件20、第二功率器件30和第三功率器件40为高压侧的功率器件；第四功率器件50、第五功率器件60和第六功率器件70为低压侧的功率器件；六个续流二极管161、162、163、164、165、166分别跨接在各自的功率器件的电流输入端与电流输出端之间；三相桥式驱动芯片10简称为栅极驱动芯片或栅驱动芯片，其是桥式驱动芯片的控制驱动芯片，按照模块划分，该栅极驱动芯片10可分为高压侧驱动模块11、电平转移模块12和低压侧驱动模块13，高压侧驱动模块11可产生三路高压侧驱动信号HO1、HO2及HO3，分别与第一功率器件20、第二功率器件30和第三功率器件40的信号控制端相连接，利用高压侧驱动信号HO1、HO2及HO3控制高压侧的功率器件的信号控制端，低压侧驱动模块13包括控制逻辑电路、保护电路和驱动电路，低压侧驱动模块13可产生三路低压侧驱动信号LO1、LO2及LO3，分别与第四功率器件50、第五功率器件60和第六功率器件70的信号控制端相连接，利用低压侧驱动信号LO1、LO2及LO3控制低压侧的功率器件的信号控制端，进行功率器件的开关动作；电平转移模块12的主要作用是将低压侧驱动模块13的低压控制信号通过电平转换，变成高压控制信号传递给高压侧驱动模块11。图1中第一功率器件20、第二功率器件30、第三功率器件
40、第四功率器件50、第五功率器件60及第六功率器件70可以是功率IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管）、或MOSFET（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor，金属氧化物半导体场效应晶体管），它们的栅极为信号控制端，MOSFET的漏极为电流输入端，MOSFET的源极为电流输出端，功率IGBT的集电极为电流输入端，功率IGBT的发射极为电流输出端，也可以采用其它类型的功率器件，如晶闸管等，其中需将晶闸管的门极作为信号控制端，其阳极为电流输入端，其阴极为电流输出端。

[0004] 在现有应用中，三相桥式驱动智能功率模块通常是采用功率模块集成方法将单个栅极驱动芯片、六个功率器件（包括六个续流二极管）集成在一个模块中，采用这种方法，一方面，在智能功率模块装置制造中，由于六个功率器件的面积较大，且功率器件工作时发热也较大，因此在组装时往往要求各个功率器件之间的间距要大，而栅极驱动芯片的面积相比功率器件的面积的摆放位置，往往显得很小，因此造成栅极驱动芯片至各个功率器件的金属连接导线会很长，封装时需要增加具有高导热的PCB板材，同时由于栅极驱动芯片的输出端与功率器件连接的金属连接导线较长，因此易受信号干扰，使智能功率模块的可靠性大为降低，不利于生产和可靠性控制；另一方面，栅极驱动芯片的制造成本受工艺制造技术影响，由于栅极驱动芯片需要在高压条件下工作，因此，在生产制造栅极驱动芯片时，需要将高压隔离制造工艺集成到普通CMOS工艺中进行生产，采用高压隔离制造工艺的目的是为了将高压侧驱动模块与低压侧驱动模块隔离开，由于普通CMOS工艺集成高压隔离制造工艺流程复杂，该工艺为了耐高压，能够达到的特征尺寸较大，原来只需小特征尺寸的部分也必须采用大特征尺寸，使制造得到的栅极驱动芯片的特征尺寸较大，从而导致了相同功能的栅极驱动芯片占用面积太大，增加了单个栅极驱动芯片的生产成本；此外，由于采用单芯片集成方法实现的栅极驱动芯片的面积较大，这样也不利于设计功能复杂的芯片，如希望集成更多的保护电路或检测功能等，这是因为采用这种栅极驱动芯片来设计功能复杂芯片的面积将会更大，同时生产良率也会降低，生产成本也会增加。

发明内容

[0005] 本发明所要解决的技术问题是提供一种制造方便、可靠性高、生产成本低且生产良率高的用于三相桥式驱动的智能功率模块。

[0006] 本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种用于三相桥式驱动的智能功率模块，包括栅极驱动芯片、一组高压侧功率器件、一组低压侧功率器件和一组续流二极管，其特征在于所述的栅极驱动芯片主要由采用高压隔离制造工艺生产的高压侧控制驱动芯片和采用CMOS工艺生产的低压侧控制驱动芯片组成，所述的高压侧控制驱动芯片主要由多路输入输出的高压侧驱动模块和多路输入输出且用于将所述的高压侧驱动模块中的低电平信号转换为高电平信号的电平转移模块集成，所述的低压侧控制驱动芯片主要由多路输入输出的低压侧驱动模块集成，所述的高压侧驱动模块的各路信号输入端接入高压侧逻辑控制信号，所述的高压侧驱动模块的各路信号输出端与各个所述的高压侧功率器件的信号控制端一一对应连接，所述的低压侧驱动模块的各路信号输入端接入低压侧逻辑控制信号，所述的低压侧驱动模块的各路信号输出端与各个所述的低压侧功率器件的信号控制端一一对应连接。

[0007] 所述的高压侧控制驱动芯片设置有一组高压侧逻辑控制信号输入引脚和一组高压侧驱动信号输出引脚，各个所述的高压侧逻辑控制信号输入引脚用于接入高压侧逻辑控制信号，各个所述的高压侧逻辑控制信号输入引脚与所述的高压侧驱动模块的各路信号输入端一一对应连接，各个所述的高压侧驱动信号输出引脚的一端与所述的高压侧驱动模块的各路信号输出端一一对应连接，各个所述的高压侧驱动信号输出引脚的另一端与各个所述的高压侧功率器件的信号控制端一一对应连接，所述的低压侧控制驱动芯片设置有一组低压侧逻辑控制信号输入引脚、一组低压侧驱动信号输出引脚、一组检测信号输入引脚和一组保护信号输出引脚，各个所述的低压侧逻辑控制信号输入引脚用于接入低压侧逻辑控制信号，各个所述的低压侧逻辑控制信号输入引脚与所述的低压侧驱动模块的各路信号输入端一一对应连接，各个所述的低压侧驱动信号输出引脚的一端与所述的低压侧驱动模块的各路信号输出端一一对应连接，各个所述的低压侧驱动信号输出引脚的另一端与各个所述的低压侧功率器件的信号控制端一一对应连接，各个所述的检测信号输入引脚用于接入各种检测信号，各个所述的检测信号输入引脚的一端与所述的低压侧驱动模块的各个检测信号输入端一一对应连接，各个所述的保护信号输出引脚的一端与所述的低压侧驱动模块的各个保护信号输出端一一对应连接。

[0008] 所述的电平转移模块包括至少一个耐高压的LDMOS管，所述的LDMOS管的栅极为所述的电平转移模块的信号输入端，所述的LDMOS管的漏极为所述的电平转移模块的信号输出端，所述的LDMOS管的源极接电源地，所述的LDMOS管的栅极与漏极之间承受的高压范围为400～1200V，所述的LDMOS管的源极与漏极之间承受的高压范围为400～1200V。

[0009] 所述的高压侧功率器件和所述的低压侧功率器件的个数均为三个，所述的高压侧功率器件的电流输入端和电流输出端之间连接有所述的续流二极管，所述的低压侧功率器件的电流输入端和电流输出端之间连接有所述的续流二极管。

[0010] 所述的高压侧驱动信号输出引脚与零电平之间承受的高压范围为400～1200V。

[0011] 所述的高压侧功率器件和所述的低压侧功率器件均为绝缘栅双极型晶体管，对于高压侧功率器件，其栅极为信号控制端，其集电极为电流输入端，其发射极为电流输出端；对于低压侧功率器件，其栅极为信号控制端，其集电极为电流输出端，其发射极为电流输入端；

[0012] 或所述的高压侧功率器件和所述的低压侧功率器件均为金属氧化物半导体场效应晶体管，对于高压侧功率器件，其栅极为信号控制端，其漏极为电流输入端，其源极为电流输出端；对于低压侧功率器件，其栅极为信号控制端，其漏极为电流输出端，其源极为电流输入端；

[0013] 或所述的高压侧功率器件和所述的低压侧功率器件均为晶闸管，对于高压侧功率器件，其门极为信号控制端，其阳极为电流输入端，其阴极为电流输出端；对于低压侧功率器件，其门极为信号控制端，其阳极为电流输出端，其阴极为电流输入端。

[0014] 一种用于三相桥式驱动的智能功率模块，包括栅极驱动芯片、一组高压侧功率器件、一组低压侧功率器件和一组续流二极管，其特征在于所述的栅极驱动芯片主要由采用高压隔离制造工艺生产的电平转移芯片及采用CMOS工艺生产的一组高压侧控制驱动芯片和一个低压侧控制驱动芯片组成，所述的电平转移芯片主要由多路输入输出的电平转移模块集成，所述的高压侧控制驱动芯片主要由单路输入输出的高压侧驱动模块集成，所述的低压侧控制驱动芯片主要由多路输入输出的低压侧驱动模块集成，所述的低压侧驱动模块的各路低压信号输入端接入低压侧逻辑控制信号，所述的低压侧驱动模块的各路高压信号输入端接入高压侧逻辑控制信号，所述的低压侧驱动模块的各路信号输出端与各个所述的低压侧功率器件的信号控制端一一对应连接，所述的电平转移模块的各路信号输入端与所述的低压侧驱动模块的各路电平转换信号输出端连接，所述的电平转移模块的各路信号输出端与各个所述的高压侧驱动模块的信号输入端相连接，所述的电平转移模块将所述的低压侧驱动模块输出的低压控制信号转换为高压控制信号并传递高压控制信号给所述的高压侧驱动模块，各个所述的高压侧驱动模块的信号输出端与各个所述的高压侧功率器件的信号控制端一一对应连接。

[0015] 所述的低压侧控制驱动芯片设置有一组低压侧逻辑控制信号输入引脚、一组高压侧逻辑控制信号输入引脚、一组低压侧驱动信号输出引脚、一组检测信号输入引脚、一组保护信号输出引脚和一组电平转换信号输出引脚，所述的电平转移芯片设置有一组电平转换信号输入引脚和一组电平转换后信号输出引脚，各个所述的高压侧控制驱动芯片设置有电平转换后信号输入引脚和高压侧驱动信号输出引脚，各个所述的低压侧逻辑控制信号输入引脚用于接入低压侧逻辑控制信号，各个所述的低压侧逻辑控制信号输入引脚与所述的低压侧驱动模块的各路低压信号输入端一一对应连接，各个所述的高压侧逻辑控制信号输入引脚用于接入高压侧逻辑控制信号，各个所述的高压侧逻辑控制信号输入引脚与所述的低压侧驱动模块的各路高压信号输入端一一对应连接，各个所述的低压侧驱动信号输出引脚的一端与所述的低压侧驱动模块的各路信号输出端一一对应连接，各个所述的低压侧驱动信号输出引脚的另一端与各个所述的低压侧功率器件的信号控制端一一对应连接，各个所述的检测信号输入引脚用于接入各种检测信号，各个所述的检测信号输入引脚的一端与所述的低压侧驱动模块的各个检测信号输入端一一对应连接，各个所述的保护信号输出引脚的一端与所述的低压侧驱动模块的各个保护信号输出端一一对应连接，各个所述的电平转换信号输出引脚的一端与所述的低压侧驱动模块的各路电平转换信号输出端一一对应连接，各个所述的电平转换信号输出引脚的另一端与各个所述的电平转换模块的信号输入引脚的一端一一对应连接，各个所述的电平转换信号输入引脚的另一端与所述的电平转移模块的各路信号输入端一一对应连接，各个所述的电平转换后信号输出引脚的一端与所述的电平转移模块的各路信号输出端一一对应连接，各个所述的电平转换后信号输出引脚的另一端与各个所述的电平转换后信号输入引脚的一端一一对应连接，各个所述的电平转换后信号输入引脚的另一端与各个所述的高压侧驱动模块的信号输入端一一对应连接，各个所述的高压侧驱动信号输出引脚的一端与各个所述的高压侧驱动模块的信号输出端一一对应连接，各个所述的高压侧驱动信号输出引脚的另一端与各个所述的高压侧功率器件的信号控制端一一对应连接；

[0016] 所述的电平转移模块包括至少一个耐高压的LDMOS管，所述的LDMOS管的栅极为所述的电平转移模块的信号输入端，所述的LDMOS管的漏极为所述的电平转移模块的信号输出端，所述的LDMOS管的源极接电源地，所述的LDMOS管的栅极与漏极之间承受的高压范围为400～1200V，所述的LDMOS管的源极与漏极之间承受的高压范围为400～1200V；

[0017] 所述的高压侧驱动信号输出引脚与零电平之间承受的高压范围为400～1200V。

[0018] 一种用于三相桥式驱动的智能功率模块，包括栅极驱动芯片、一组高压侧功率器件、一组低压侧功率器件和一组续流二极管，其特征在于所述的栅极驱动芯片主要由采用高压隔离制造工艺生产的一组电平转移芯片及采用CMOS工艺生产的一组高压侧控制驱动芯片和一个低压侧控制驱动芯片组成，所述的电平转移芯片主要由单路输入输出的电平转移模块集成，所述的高压侧控制驱动芯片主要由单路输入输出的高压侧驱动模块集成，所述的低压侧控制驱动芯片主要由多路输入输出的低压侧驱动模块集成，所述的低压侧驱动模块的各路低压信号输入端接入低压侧逻辑控制信号，所述的低压侧驱动模块的各路高压信号输入端接入高压侧逻辑控制信号，所述的低压侧驱动模块的各路信号输出端与各个所述的低压侧功率器件的信号控制端一一对应连接，各个所述的电平转移模块的信号输入端与所述的低压侧驱动模块的各路电平转换信号输出端相连接，各个所述的电平转移模块的信号输出端与各个所述的高压侧驱动模块的信号输入端相连接，所述的电平转移模块将所述的低压侧驱动模块输出的低压控制信号转换为高压控制信号并传递高压控制信号给所述的高压侧驱动模块，各个所述的高压侧驱动模块的信号输出端与各个所述的高压侧功率器件的信号控制端一一对应连接。

[0019] 所述的低压侧控制驱动芯片设置有一组低压侧逻辑控制信号输入引脚、一组高压侧逻辑控制信号输入引脚、一组低压侧驱动信号输出引脚、一组检测信号输入引脚、一组保护信号输出引脚和一组电平转换信号输出引脚，各个所述的电平转移芯片设置有电平转换信号输入引脚和电平转换后信号输出引脚，各个所述的高压侧控制驱动芯片设置有电平转换后信号输入引脚和高压侧驱动信号输出引脚，各个所述的低压侧逻辑控制信号输入引脚用于接入低压侧逻辑控制信号，各个所述的低压侧逻辑控制信号输入引脚与所述的低压侧驱动模块的各路低压信号输入端一一对应连接，各个所述的高压侧逻辑控制信号输入引脚用于接入高压侧逻辑控制信号，各个所述的高压侧逻辑控制信号输入引脚与所述的低压侧驱动模块的各路高压信号输入端一一对应连接，各个所述的低压侧驱动信号输出引脚的一端与所述的低压侧驱动模块的各路信号输出端一一对应连接，各个所述的低压侧驱动信号输出引脚的另一端与各个所述的低压侧功率器件的信号控制端一一对应连接，各个所述的检测信号输入引脚用于接入各种检测信号，各个所述的检测信号输入引脚的一端与所述的低压侧驱动模块的各个检测信号输入端一一对应连接，各个所述的保护信号输出引脚的一端与所述的低压侧驱动模块的各个保护信号输出端一一对应连接，各个所述的电平转换信号输出引脚的一端与所述的低压侧驱动模块的各路电平转换信号输出端一一对应连接，各个所述的电平转换信号输出引脚的另一端与各个所述的电平转换信号输入引脚的一端一一对应连接，各个所述的电平转换信号输入引脚的另一端与各个所述的电平转移模块的信号输入端一一对应连接，各个所述的电平转换后信号输出引脚的一端与各个所述的电平转移模块的信号输出端一一对应连接，各个所述的电平转换后信号输出引脚的另一端与各个所述的电平转换后信号输入引脚的一端一一对应连接，各个所述的电平转换后信号输入引脚的另一端与各个所述的高压侧驱动模块的信号输入端一一对应连接，各个所述的高压侧驱动信号输出引脚的一端与各个所述的高压侧驱动模块的信号输出端一一对应连接，各个所述的高压侧驱动信号输出引脚的另一端与各个所述的高压侧功率器件的信号控制端一一对应连接；

[0020] 所述的电平转移模块包括至少一个耐高压的LDMOS管，所述的LDMOS管的栅极为所述的电平转移模块的信号输入端，所述的LDMOS管的漏极为所述的电平转移模块的信号输出端，所述的LDMOS管的源极接电源地，所述的LDMOS管的栅极与漏极之间承受的高压范围为400～1200V，所述的LDMOS管的源极与漏极之间承受的高压范围为400～1200V；

[0021] 所述的高压侧驱动信号输出引脚与零电平之间承受的高压范围为400～1200V。

[0022] 与现有技术相比，本发明的优点在于通过将常规的高压侧驱动模块、电平转移模块和低压侧驱动模块集成芯片进行重新分割，分成高压侧控制驱动芯片和低压侧控制驱动芯片或者分成高压侧控制驱动芯片、电平转移芯片和低压侧控制驱动芯片来实现，在分成高压侧控制驱动芯片和低压侧控制驱动芯片的情况下（第一种情况），采用复杂的高压隔离制造工艺技术只生产高压侧控制驱动芯片，而对于低压侧控制驱动芯片则采用普通的CMOS工艺进行生产，而无需采用在普通的CMOS工艺中集成高压隔离制造工艺生产各个芯片，在分成高压侧控制驱动芯片、电平转移芯片和低压侧控制驱动芯片的情况下（第二种情况），采用复杂的高压隔离制造工艺技术只生产电平转移芯片，而对于低压侧控制驱动芯片和高压侧控制驱动芯片则采用普通的CMOS工艺进行生产，而无需采用在普通的CMOS工艺中集成高压隔离制造工艺生产各个芯片，再将各个芯片、功率器件和续流二极管封装在一起构成用于三相桥式驱动的智能功率模块，实现了智能功率模块的功能，这种结构的智能功率模块一方面由于采用复杂的高压隔离制造工艺技术只生产了高压侧控制驱动芯片或者电平转移芯片，而高压侧控制驱动芯片的面积仅占原栅极驱动芯片面积的三分之一左右，而电平转移芯片的面积则更小，仅为原栅极驱动芯片面积的八分之一左右，使得高压侧控制驱动芯片（第一种情况）或电平转移芯片（第二种情况）的生产加工过程更加容易控制，更有利于提高良率；另一方面，采用了普通的CMOS工艺生产低压侧控制驱动芯片（第一种情况）或低压侧控制驱动芯片和高压侧控制驱动芯片（第二种情况），普通的CMOS工艺的工艺条件简单、技术成熟、特征线条较细，因此本发明的低压侧控制驱动芯片（第一种情况）及低压侧控制驱动芯片和高压侧控制驱动芯片（第二种情况）面积可做的较小，能有效保证生产良率，且节省成本。

[0023] 本发明的智能功率模块通过将高压侧驱动模块和电平转移模块集成在高压侧控制驱动芯片及将低压侧驱动模块集成在低压侧控制驱动芯片中，或将高压侧驱动模块、电平转移模块和低压侧驱动模块分别集成在高压侧控制驱动芯片、电平转移芯片和低压侧控制驱动芯片中，利用高压侧驱动芯片驱动高压侧功率器件，利用低压侧控制驱动芯片驱动低压侧功率器件，采用这种方式在封装智能功率模块时，可有效地缩短高压侧驱动输出信号和低压侧驱动输出信号与功率器件输入信号之间的导线长度，与单个栅驱动芯片方案相比，采用高压侧驱动模块和低压侧驱动模块分离的方案，可大大减少了因导线太长引起的干扰，从而提高智能功率模块的可靠性。

[0024] 本发明的智能功率模块还可通过将电平转移芯片分成三个各控制一路高压侧控制驱动芯片的三个电平转移芯片，采用这种方法，其电平转移芯片仅需用普通的高压制造工艺技术就可生产，而无需复杂的高压隔离制造工艺技术来生产，可进一步减少工艺的复杂性，使生产更容易，同时，减少电平转移芯片面积，提高生产良率，节约成本。

附图说明

[0025] 图1为典型的三相桥式驱动智能功率模块的结构示意图；

[0026] 图2为本发明实施例一的智能功率模块的结构示意图；

[0027] 图3为本发明实施例二的智能功率模块的结构示意图；

[0028] 图4为本发明实施例三的智能功率模块的结构示意图；

[0029] 图5为本发明的电平转移芯片中的LDMOS管的端口示意图；

[0030] 图6为栅极驱动芯片用于驱动低压侧功率器件的低压侧驱动信号的波形和用于驱动高压侧功率器件的高压侧驱动信号的波形示意图。

具体实施方式

[0031] 以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

[0032] 实施例一：

[0033] 本实施例提出的一种用于三相桥式驱动的智能功率模块，其电路原理图如图2所示，其主要包括栅极驱动芯片、三个高压侧功率器件20、30、40、三个低压侧功率器件50、60、70和六个续流二极管161、162、163、164、165、166，对于有些功率器件，如果功率器件的内部集成了续流二极管，则此方案中的续流二极管就不再需要了。栅极驱动芯片主要由采用高压隔离制造工艺生产的高压侧控制驱动芯片180和采用CMOS工艺生产的低压侧控制驱动芯片120组成，高压侧控制驱动芯片180主要由三路输入输出的高压侧驱动模块181和三路输入输出的电平转移模块182集成，低压侧控制驱动芯片120主要由三路输入输出的低压侧驱动模块集成，低压侧驱动模块包括控制逻辑电路、保护电路和驱动电路等，控制逻辑电路的作用是将外部输入的逻辑信号通过控制逻辑电路的处理，传递给驱动电路，确保驱动输出信号符合要求的时序，包括死区时间大小等；低压侧驱动模块内的保护电路的作用是通过判断经低压侧驱动模块的检测信号输入端输入的各种检测信号的大小，传递给控制逻辑电路或保护信号输出端，进行驱动输出保护控制和故障提示输出。高压侧驱动模块181的三路信号输入端HIN1、HIN2、HIN3接入高压侧逻辑控制信号，高压侧驱动模块181的三路信号输出端HO1、HO2、HO3分别通过金属导线与三个高压侧功率器件20、30、40的信号控制端一一对应连接，电平转移模块182主要用于高压侧驱动模块181内部的电平转换，即将低电平信号转换成高电平信号，低压侧驱动模块的三路信号输入端LIN1、LIN2、LIN3接入低压侧逻辑控制信号，低压侧驱动模块的三路信号输出端LO1、LO2、LO3分别通过金属导线与三个低压侧功率器件50、60、70的信号控制端一一对应连接，低压侧驱动模块的检测信号输入端与需要检测的器件的端口（图中未示出）连接，接入各种检测信号，如故障保护或其他保护信号等，检测信号经过低压侧驱动模块中的保护电路处理后，通过控制逻辑电路，控制低压侧驱动模块的三路信号输出端的输出，同时将故障信息通过低压侧驱动模块的保护信号输出端的进行输出，低压侧驱动模块的保护信号输出端连接需要获取故障信息的MCU或其它需要获取信号的器件的各个信号输入端口（图中未示出）。

[0034] 在此具体实施例中，高压侧控制驱动芯片180设置有三个高压侧逻辑控制信号输入引脚183和三个高压侧驱动信号输出引脚82、92、102，三个高压侧逻辑控制信号输入引脚183用于接入高压侧逻辑控制信号，三个高压侧逻辑控制信号输入引脚183与高压侧驱动模块181的三路信号输入端HIN1、HIN2、HIN3一一对应连接，三个高压侧驱动信号输出引脚82、92、102的一端与高压侧驱动模块181的三路信号输出端HO1、HO2、HO3一一对应连接，三个高压侧驱动信号输出引脚82、92、102的另一端分别通过金属导线与三个高压侧功率器件20、30、40的信号控制端一一对应连接，分别为三个高压侧功率器件20、30、40提供高压侧驱动信号，即高压侧控制驱动芯片180通过高压侧驱动信号输出引脚82为第一个高压侧功率器件20提供一个高压侧驱动信号，高压侧控制驱动芯片180通过高压侧驱动信号输出引脚92为第二个高压侧功率器件30提供一个高压侧驱动信号，高压侧控制驱动芯片180通过高压侧驱动信号输出引脚102为第三个高压侧功率器件40提供一个高压侧驱动信号。低压侧控制驱动芯片120设置有三个低压侧逻辑控制信号输入引脚123、三个低压侧驱动信号输出引脚126、127、128、一组检测信号输入引脚125和一组保护信号输出引脚124，各个低压侧逻辑控制信号输入引脚123用于接入低压侧逻辑控制信号，各个低压侧逻辑控制信号输入引脚123与低压侧驱动模块的三路信号输入端LIN1、LIN2、LIN3一一对应连接，三个低压侧驱动信号输出引脚126、127、128的一端与低压侧驱动模块的三路信号输出端LO1、LO2、LO3一一对应连接，三个低压侧驱动信号输出引脚126、127、128的另一端分别通过金属导线与三个低压侧功率器件50、60、70的信号控制端一一对应连接，分别为三个低压侧功率器件50、60、70提供低压侧驱动信号，即低压侧控制驱动芯片120通过低压侧驱动信号输出引脚为第一个低压侧功率器件50提供一个低压侧驱动信号，低压侧控制驱动芯片120通过低压侧驱动信号输出引脚为第二个低压侧功率器件60提供一个低压侧驱动信号，低压侧控制驱动芯片120通过低压侧驱动信号输出引脚为第三个低压侧功率器件70提供一个低压侧驱动信号，各个检测信号输入引脚125用于接入各种检测信号，各个检测信号输入引脚125的一端与低压侧驱动模块的各个检测信号输入端一一对应连接，各个保护信号输出引脚124的一端与低压侧驱动模块的各个保护信号输出端一一对应连接。

[0035] 在此，低压侧控制驱动芯片120的三个低压侧驱动信号输出引脚126、127、128各自输出的低压侧驱动信号LO和高压侧控制驱动芯片180的三个高压侧驱动信号输出引脚82、92、102各自输出的高压侧驱动信号HO之间存在关联关系，它通过高压侧逻辑控制信号和低压侧逻辑控制信号的时序控制，各个低压侧驱动信号LO和各个高压侧驱动信号HO形成的典型的栅极驱动输出波形如图6所示，各个低压侧驱动信号LO和各个高压侧驱动信号HO在正常工作后交替出现高电平，在两者的高电平之间存在一个两者同为低电平的死区时间DT（Dead Time），存在关联关系的配对情况是：高压侧驱动模块的第一路信号输出端HO1输出的高压侧驱动信号与低压侧驱动模块的第一路信号输出端LO1输出的低压侧驱动信号为一组，高压侧驱动模块的第二路信号输出端HO2输出的高压侧驱动信号与低压侧驱动模块的第二路信号输出端LO2输出的低压侧驱动信号为一组，高压侧驱动模块的第三路信号输出端HO3输出的高压侧驱动信号与低压侧驱动模块的第三路信号输出端LO3输出的低压侧驱动信号为一组。

[0036] 在此具体实施例中，电平转移模块包括一个或多个耐高压的LDMOS（Lateral Double Diffused Metal Oxide Semiconductor）管，LDMOS管的三个端口的示意图如图5所示，LDMOS管的栅极G为电平转移模块182的信号输入端，LDMOS管的漏极D为电平转移模块182的信号输出端，LDMOS管的源极S接电源地，LDMOS管的栅极G与漏极D之间承受的高压范围为400～1200V，LDMOS管的源极S与漏极D之间承受的高压范围为400～1200V。实际设计过程中，电平转移模块182一般由一个或者两个LDMOS管组成，由两个LDMOS管组成时，两个LDMOS管的源极和衬底是连接在一起的，在此实施例中，电平转移模块182的三路输入与三路输出是与高压侧驱动模块181互连的（图中未示出）。

[0037] 在此具体实施例中，六个续流二极管161、162、163、164、165、166分别通过金属导线一一对应地连接于三个高压侧功率器件20、30、40和三个低压侧功率器件50、60、70的电流输入端和电流输出端之间，有些功率器件由于内部集成了续流二极管，这时续流二极管不再需要了。

[0038] 在此具体实施例中，高压侧驱动信号输出引脚82、92、102与零电平（GND）之间能够承受的高压范围均为400～1200V。

[0039] 在此具体实施例中，高压侧驱动模块181、低压侧驱动模块、电平转移模块182均采用现有技术，高压侧驱动模块181、低压侧驱动模块、三个高压侧功率器件20、30、40和三个低压侧功率器件50、60、70及六个续流二极管161、162、163、164、165、166之间的连接方式均采用现有的技术，低压侧驱动模块内的控制逻辑电路、保护电路和驱动电路及其连接方式均采用现有技术，三个高压侧功率器件20、30、40及三个低压侧功率器件50、60、70的电流输出端用于连接三相电机的相线。

[0040] 在此具体实施例中，三个高压侧功率器件20、30、40和三个低压侧功率器件50、60、70均采用现有技术，如可采用绝缘栅双极型晶体管（IGBT）、金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）、晶闸管等功率器件。采用绝缘栅双极型晶体管（IGBT）时，其栅极为信号控制端，其中，对于高压侧功率器件，IGBT的发射极为电流输出端与三相电机的相线相连接，IGBT的集电极为电流输入端接母线电压；对于低压侧功率器件，IGBT的发射极为电流输入端经过电流检测电阻R接地信号(GND)，IGBT的集电极为电流输出端与三相电机的相线相连接。采用金属氧化物半导体场效应晶体管时，其栅极为信号控制端口，其中，对于高压侧功率器件，MOSFET的源极为电流输出端与三相电机的相线相连接，MOSFET的漏极为电流输入端接母线电压；对于低压侧功率器件，MOSFET的源极为电流输入端经过电流检测电阻R接地信号(GND)，MOSFET的漏极为电流输出端与三相电机的相线相连接。采用晶闸管时，其门极为信号控制端口，其中，对于高压侧功率器件，晶闸管的阴极为电流输出端与三相电机的相线相连接，晶闸管的阳极接母线电压；对于低压侧功率器件，晶闸管的阴极为电流输入端经过电流检测电阻R接地信号（GND），晶闸管的阳极为电流输出端与三相电机的相线相连接。

[0041] 在实际应用本实施例的智能功率模块时，可通过功率模块封装方式，将高压侧控制驱动芯片180、低压侧控制驱动芯片120、三个高压侧功率器件20、30、40和三个低压侧功率器件50、60、70及六个续流二极管161、162、163、164、165、166封装在单个模块中，形成一个完整的智能功率模块的功能；在实际应用过程中，也可以将本实施例的高压侧控制驱动芯片180、低压侧控制驱动芯片120、三个高压侧功率器件20、30、40和三个低压侧功率器件50、60、70及六个续流二极管161、162、163、164、165、166直接焊接在PCB板上形成一个完整的智能模块的功能，即COB（板上芯片封装）智能模块；还可以将本实施例的高压侧控制驱动芯片180、低压侧控制驱动芯片120、功率器件（包括三个高压侧功率器件20、30、40和三个低压侧功率器件50、60、70）及六个续流二极管161、162、163、164、165、166分别进行封装，然后再焊接在PCB板上形成一个完整的智能模块的功能。

[0042] 实施例二：

[0043] 本实施例提出的一种用于三相桥式驱动的智能功率模块，其电路原理图如图3所示，其与实施例一的不同之处在于将电平转移模块单独集成，同时将高压侧驱动模块的三路分开集成。

[0044] 本实施例的智能功率模块主要包括栅极驱动芯片、三个高压侧功率器件20、30、40和三个低压侧功率器件50、60、70及六个续流二极管161、162、163、164、165、166，对于有些功率器件，如果内部集成了续流二极管，则此实施例中的续流二极管就不再需要了。栅极驱动芯片主要由采用高压隔离制造工艺生产的电平转移芯片110及采用CMOS工艺生产的三个高压侧控制驱动芯片80、90、100和一个低压侧控制驱动芯片120组成，电平转移芯片110主要由三路输入输出的电平转移模块集成，各个高压侧控制驱动芯片80、90、100各自主要由一路输入输出的高压侧驱动模块集成，低压侧控制驱动芯片120主要由三路输入输出的低压侧驱动模块集成，低压侧驱动模块包括控制逻辑电路、保护电路和驱动电路等。低压侧驱动模块的三路低压信号输入端LIN1、LIN2、LIN3接入低压侧逻辑控制信号，低压侧驱动模块的三路高压信号输入端HIN1、HIN2、HIN3接入高压侧逻辑控制信号，低压侧驱动模块的三路信号输出端LO1、LO2、LO3分别通过金属导线与三个低压侧功率器件50、60、70的信号控制端一一对应连接，电平转移模块的各路信号输入端分别通过金属导线与低压侧驱动模块的各路电平转换信号输出端连接，电平转移模块的各路信号输出端分别通过金属导线与三个高压侧驱动模块的一路信号输入端相连接，电平转移模块将低压侧驱动模块输出的低压控制信号转换为高压控制信号并传递高压控制信号给高压侧驱动模块，三个高压侧驱动模块的信号输出端HO1、HO2、HO3分别通过金属导线与三个高压侧功率器件20、30、40的信号控制端一一对应连接，低压侧驱动模块的检测信号输入端与需要检测的器件的端口（图中未示出）连接，接入各种检测信号，如故障保护或其他保护信号等，检测信号经过低压侧驱动模块中的保护电路处理后，通过控制逻辑电路，控制低压侧驱动模块的三路信号输出端的输出，同时将故障信息通过低压侧驱动模块的保护信号输出端的进行输出，低压侧驱动模块的保护信号输出端连接需要获取故障信息的MCU或其它需要获取信号的器件的各个信号输入端口（图中未示出）。

[0045] 在此具体实施例中，低压侧控制驱动芯片120设置有一组低压侧逻辑控制信号输入引脚123、一组高压侧逻辑控制信号输入引脚122、三个低压侧驱动信号输出引脚126、127、128、一组检测信号输入引脚125、一组保护信号输出引脚124和一组电平转换信号输出引脚121，电平转移芯片110设置有一组电平转换信号输入引脚111和三个电平转换后信号输出引脚112、113、114，第一个高压侧控制驱动芯片80设置有电平转换后信号输入引脚81和高压侧驱动信号输出引脚82，第二个高压侧控制驱动芯片90设置有电平转换后信号输入引脚91和高压侧驱动信号输出引脚92，第三个高压侧控制驱动芯片100设置有电平转换后信号输入引脚101和高压侧驱动信号输出引脚102。各个低压侧逻辑控制信号输入引脚123用于接入低压侧逻辑控制信号，各个低压侧逻辑控制信号输入引脚123与低压侧驱动模块的各路低压信号输入端一一对应连接，各个高压侧逻辑控制信号输入引脚122用于接入高压侧逻辑控制信号，各个高压侧逻辑控制信号输入引脚122与低压侧驱动模块的各路高压信号输入端一一对应连接，三个低压侧驱动信号输出引脚126、127、128的一端与低压侧驱动模块的各路信号输出端一一对应连接，三个低压侧驱动信号输出引脚126、
127、128的另一端通过金属导线与三个低压侧功率器件50、60、70的信号控制端一一对应连接，分别为三个低压侧功率器件50、60、70提供低压侧驱动信号LO，即低压侧控制驱动芯片120通过低压侧驱动信号输出引脚为第一个低压侧功率器件50提供一个低压侧驱动信号，低压侧控制驱动芯片120通过低压侧驱动信号输出引脚为第二个低压侧功率器件60提供一个低压侧驱动信号，低压侧控制驱动芯片120通过低压侧驱动信号输出引脚为第三个低压侧功率器件70提供低一个压侧驱动信号，各个检测信号输入引脚125用于接入各种检测信号，如故障保护或其它保护信号等，各个检测信号输入引脚125的另一端与低压侧驱动模块的各个检测信号输入端一一对应连接，各个保护信号输出引脚124与低压侧驱动模块的各个保护信号输出端一一对应连接，各个检测信号输入引脚125用于接入各种检测信号，各个检测信号输入引脚125的一端与低压侧驱动模块的各个检测信号输入端一一对应连接，各个保护信号输出引脚124的一端与低压侧驱动模块的各个保护信号输出端一一对应连接。各个电平转换信号输出引脚121的一端与低压侧驱动模块的各路电平转换信号输出端一一对应连接，各个电平转换信号输出引脚121的另一端分别通过金属导线与各个电平转换信号输入引脚111的一端一一对应连接，各个电平转换信号输入引脚111的另一端与电平转移模块的各路信号输入端一一对应连接，三个电平转换后信号输出引脚112、113、
114的一端与电平转移模块的各路信号输出端一一对应连接，三个电平转换后信号输出引脚112、113、114的另一端分别通过金属导线与三个电平转换后信号输入引脚81、91、101的一端一一对应连接，三个电平转换后信号输入引脚81、91、101的另一端与三个高压侧驱动模块的信号输入端一一对应连接，三个高压侧驱动信号输出引脚82、92、102的一端与三个高压侧驱动模块的信号输出端一一对应连接，三个高压侧驱动信号输出引脚82、92、102的另一端分别通过金属导线与三个高压侧功率器件20、30、40的信号控制端一一对应连接，分别为三个高压侧功率器件20、30、40提供高压侧驱动信号HO，即第一个高压侧控制驱动芯片80通过高压侧驱动信号输出引脚82为第一个低压侧功率器件20提供一个高压侧驱动信号，第二个高压侧控制驱动芯片90通过高压侧驱动信号输出引脚92为第二个低压侧功率器件30提供一个高压侧驱动信号，第三个高压侧控制驱动芯片100通过高压侧驱动信号输出引脚102为第三个低压侧功率器件30提供一个高压侧驱动信号。

[0046] 在此具体实施例中，电平转移模块包括一个或多个耐高压的LDMOS（Lateral Double Diffused Metal Oxide Semiconductor）管，LDMOS管的三个端口的示意图如图5所示，LDMOS管的栅极G为电平转移模块182的信号输入端，LDMOS管的漏极D为电平转移模块182的信号输出端，LDMOS管的源极S接电源地，LDMOS管的栅极G与漏极D之间承受的高压范围为400～1200V，LDMOS管的源极S与漏极D之间承受的高压范围为400～1200V。实际设计过程中，电平转移模块182一般由一个或者两个LDMOS管组成，由两个LDMOS管组成时，两个LDMOS管的源极和衬底是连接在一起的，低压侧驱动模块的三路各两个电平转换信号输出端输出的电平转换信号分别控制三路各两个LDMOS管的栅极，三路各两个LDMOS管的漏极形成三路各两个电平转换后信号输出端，分别与电平转移芯片的三个电平转换后信号输出引脚112、113、114相连接。

[0047] 在实际应用本实施例的智能功率模块电路时，可通过功率模块封装方式，将三个高压侧控制驱动芯片80、90、100、电平转移芯片110、低压侧控制驱动芯片120、三个高压侧功率器件20、30、40和三个低压侧功率器件50、60、70及六个续流二极管161、162、163、164、165、166封装在单个模块中，形成一个完整的智能功率模块的功能；在实际应用过程中，也可以将本实施例的三个高压侧控制驱动芯片80、90、100、电平转移芯片110、低压侧控制驱动芯片120、三个高压侧功率器件20、30、40及三个低压侧功率器件50、60、70和六个续流二极管161、162、163、164、165、166直接焊接在PCB板上形成一个完整的智能模块的功能，即COB（板上芯片封装）智能模块；还可以将本实施例的三个高压侧控制驱动芯片80、90、100、电平转移芯片110、低压侧控制驱动芯片120、功率器件（包括三个高压侧功率器件20、30、
40和三个低压侧功率器件50、60、70）和六个续流二极管161、162、163、164、165、166分别进行封装，然后再焊接在PCB板上形成一个完整的智能模块的功能，同样，在功率器件选取上，如果功率器件内部集成了续流二极管，则图示中的续流二极管161、162、163、164、165、
166不再需要。

[0048] 在此具体实施例中，采用复杂的高压隔离制造工艺仅需生产电平转移芯片110，而三个高压侧控制驱动芯片80、90、100和低压侧控制驱动芯片120采用普通CMOS工艺生产，使得高压侧驱动芯片80、90、100和低压侧控制驱动芯片120的面积大为减小，不仅提高了生产良率，同时大大节约了生产成本。

[0049] 实施例三：

[0050] 本实施例提出的一种用于三相桥式驱动的智能功率模块，其电路原理图如图4所示，其与实施例二给出的智能功率模块的不同之处在于将三路的电平转移芯片分割成三个一路的电平转移芯片。

[0051] 本实施例的智能功率模块主要包括栅极驱动芯片、三个高压侧功率器件20、30、40、三个低压侧功率器件50、60、70和六个续流二极管161、162、163、164、165、166，对于有些功率器件，如果内部集成了续流二极管，因此，本实施例中的续流二极管就不再需要了。
栅极驱动芯片主要由采用高压隔离制造工艺生产的三个电平转移芯片130、140、150及采用CMOS工艺生产的三个高压侧控制驱动芯片80、90、100和一个低压侧控制驱动芯片120组成，各个电平转移芯片130、140、150主要由单路输入输出的电平转移模块集成，三个高压侧控制驱动芯片80、90、100主要由单路输入输出的高压侧驱动模块集成，低压侧控制驱动芯片120主要由三路输入输出的低压侧驱动模块集成，低压侧驱动模块包括控制逻辑电路、保护电路和驱动电路等，低压侧驱动模块的各路低压信号输入端接入低压侧逻辑控制信号，低压侧驱动模块的各路高压信号输入端接入高压侧逻辑控制信号，低压侧驱动模块的三路信号输出端通过金属导线与三个低压侧功率器件50、60、70的信号控制端一一对应连接，三个电平转移模块的信号输入端分别通过金属导线与低压侧驱动模块的各路电平转换信号输出端相连接，三个电平转移模块的信号输出端分别通过金属导线与三个高压侧驱动模块的信号输入端相连接，电平转移模块将低压侧驱动模块输出的低压控制信号转换为高压控制信号并传递高压控制信号给高压侧驱动模块，三个高压侧驱动模块的信号输出端分别通过金属导线与三个高压侧功率器件20、30、40的信号控制端一一对应连接。

[0052] 在此具体实施例中，低压侧控制驱动芯片120设置有一组低压侧逻辑控制信号输入引脚123、一组高压侧逻辑控制信号输入引脚122、三个低压侧驱动信号输出引脚126、127、128、一组检测信号输入引脚125、一组保护信号输出引脚124和一组电平转换信号输出引脚121，第一个电平转移芯片130设置有电平转换信号输入引脚131和电平转换后信号输出引脚132，第二个电平转移芯片140设置有电平转换信号输入引脚141和电平转换后信号输出引脚142，第三个电平转移芯片150设置有电平转换信号输入引脚151和电平转换后信号输出引脚152，第一个高压侧控制驱动芯片80设置有电平转换后信号输入引脚
81和高压侧驱动信号输出引脚82，第二个高压侧控制驱动芯片90设置有电平转换后信号输入引脚91和高压侧驱动信号输出引脚92，第三个高压侧控制驱动芯片100设置有电平转换后信号输入引脚101和高压侧驱动信号输出引脚102，各个低压侧逻辑控制信号输入引脚123用于接入低压侧逻辑控制信号，各个低压侧逻辑控制信号输入引脚123与低压侧驱动模块的各路低压信号输入端一一对应连接，各个高压侧逻辑控制信号输入引脚122用于接入高压侧逻辑控制信号，各个高压侧逻辑控制信号输入引脚122与低压侧驱动模块的各路高压信号输入端一一对应连接，三个低压侧驱动信号输出引脚126、127、128的一端与低压侧驱动模块的各路信号输出端一一对应连接，三个低压侧驱动信号输出引脚126、127、
128的另一端分别通过金属导线与三个低压侧功率器件50、60、70的信号控制端一一对应连接，各个检测信号输入引脚125用于接入各种检测信号，各个检测信号输入引脚125的一端与低压侧驱动模块的各个检测信号输入端一一对应连接，各个保护信号输出引脚124的一端与低压侧驱动模块的各个保护信号输出端一一对应连接，三个电平转换信号输出引脚
121的一端与低压侧驱动模块的各路电平转换信号输出端一一对应连接，三个电平转换信号输出引脚121的另一端分别通过金属导线与三个电平转换信号输入引脚131、141、151的一端一一对应连接，三个电平转换信号输入引脚131、141、151的另一端与三个电平转移模块的信号输入端一一对应连接，三个电平转换后信号输出引脚132、142、152的一端与三个电平转移模块的信号输出端一一对应连接，三个电平转换后信号输出引脚132、142、152的另一端分别通过金属导线与三个电平转换后信号输入引脚81、91、101的一端一一对应连接，三个电平转换后信号输入引脚81、91、101的另一端与三个高压侧驱动模块的信号输入端一一对应连接，三个高压侧驱动信号输出引脚82、92、102的一端与三个高压侧驱动模块的信号输出端一一对应连接，三个高压侧驱动信号输出引脚82、92、102的另一端通过金属导线与三个高压侧功率器件20、30、40的信号控制端一一对应连接。

[0053] 在此具体实施例中，电平转移芯片130、140、150分别包括一个或多个耐高压的LDMOS管，LDMOS管的三个端口的示意图如图5所示，LDMOS管的栅极作为电平转移芯片130、140、150的信号输入端口，LDMOS管的漏极作为电平转移芯片130、140、150的信号输出端，LDMOS管的栅极G和漏极D之间、漏极D和源极S之间都能承受400～1200V的高压，因此电平转移芯片的电平转换信号输入引脚与电平转换后信号输出引脚之间能承受400～
1200V的高压。实际设计过程中，电平转移芯片130、140、150一般由一个或者两个LDMOS管组成，由两个LDMOS管组成时，两个LDMOS管的源极和衬底是连接在一起的，低压侧驱动模块的三路各两个电平转换信号输出端输出的低压控制信号分别控制三路各两个LDMOS管的栅极，三路各两个LDMOS管的漏极形成三路各两个电平转换后信号输出端，分别与各个电平转移芯片的电平转换后信号输出引脚132、142、152相连接。

[0054] 在实际应用本实施例的智能功率模块电路时，可通过功率模块封装方式，将三个高压侧控制驱动芯片80、90、100、三个电平转移芯片130、140、150、低压侧控制驱动芯片120、三个高压侧功率器件20、30、40和三个低压侧功率器件50、60、70及六个续流放二极管
161、162、163、164、165、166封装在单个模块中，形成一个完整的智能功率模块的功能；在实际应用过程中，也可以将本实施例的三个高压侧控制驱动芯片80、90、100、三个电平转移芯片130、140、150、低压侧控制驱动芯片120、三个高压侧功率器件20、30、40和三个低压侧功率器件50、60、70及六个续流二极管161、162、163、164、165、166直接焊接在PCB板上形成一个完整的智能模块的功能，即COB（板上芯片封装）智能模块；还可以将本实施例的三个高压侧控制驱动芯片80、90、100、三个电平转移芯片130、140、150、低压侧控制驱动芯片
190、功率器件（包括三个高压侧功率器件20、30、40和三个低压侧功率器件50、60、70）和六个续流二极管161、162、163、164、165、166分别进行封装，然后再焊接在PCB板上形成一个完整的智能模块的功能，同样，在功率器件选取上，如果功率器件内部集成了续流二极管，则图示中的二极管161、162、163、164、165、166不再需要。