CN109889026B - 功率器件及电器 - Google Patents
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Abstract
本申请公开一种功率器件及电器。功率器件包括控制输入端、上桥臂开关管、下桥臂开关管、上电阻组、下电阻组、与控制输入端相连且通过上电阻组连接上桥臂开关管的第一驱动电路和与控制输入端相连且通过下电阻组连接下桥臂开关管的第二驱动电路。控制输入端能够接入第一电平、第二电平或第三电平。当控制输入端接入第一电平时，第一及第二驱动电路输出第一电压范围的高低电平。当控制输入端接入第二电平时，第一及第二驱动电路输出第二电压范围的高低电平。当控制输入端接入第三电平时，第一及第二驱动电路输出第三电压范围的高低电平。第一电压范围、第二电压范围和第三电压范围不同。如此能够提高硅、氮化镓和碳化硅功率器件的适配性。
Description
技术领域
本申请涉及电器技术领域，更具体而言，涉及一种功率器件及电器。
背景技术
现有技术中，随着对系统能耗要求的不断提高，智能功率模块(IntelligentPower Module，IPM)的功耗成为变频空调的变频电控功耗主要来源，如何降低智能功率模块功耗成为了影响智能功率模块乃至变频空调进一步推广应用的重要课题。通过GaN器件或SiC器件替代Si器件是降低智能功率模块功耗的有效途径，但是随之也带来了新的问题。
GaN器件的阈值电压(3V)、SiC器件的阈值电压(20V)和Si器件的阈值电压(15V)不同。GaN器件的阈值电压低于Si器件的阈值电压，如果采用同一款高压集成电路(HighVoltage Integrated Circuit，HVIC)管进行驱动，容易造成GaN器件的栅极被击穿；SiC器件的阈值电压高于Si器件的阈值电压，如果采用同一款高压集成电路管进行驱动，容易造成SiC器件的开通过程不彻底，SiC器件的低功耗优势得不到发挥。但如果使用不同的高压集成电路管进行驱动，又造成生产过程中的物料组织的困难，有混料风险，也提高了智能功率模块的成本。并且，如果为了保证GaN器件不被击穿，驱动Si器件的高压集成电路管使用更低的电压进行供电，也容易造成整个Si器件智能功率模块的功耗提高，甚至造成Si器件不能正常工作。
发明内容
本申请实施方式提供一种功率器件及电器。
本申请实施方式的功率器件包括控制输入端、上桥臂开关管、下桥臂开关管、上电阻组、下电阻组、与控制输入端相连且通过上电阻组连接上桥臂开关管的第一驱动电路和与控制输入端相连且通过下电阻组连接下桥臂开关管的第二驱动电路；控制输入端能够接入第一电平、第二电平或第三电平。当控制输入端接入第一电平时第一及第二驱动电路输出第一电压范围的高低电平。当控制输入端接入第二电平时第一及第二驱动电路输出第二电压范围的高低电平。当控制输入端接入第三电平时第一及第二驱动电路输出第三电压范围的高低电平。第一电压范围、第二电压范围和第三电压范围不同。
本申请实施方式的电器包括上述任一项实施方式所述的功率器件和处理器，所述处理器连接所述功率器件。
在某些实施方式中，所述电器为空调。
本申请实施方式的功率器件及电器在不需要改变外部输入电压的前提下，能够输出多个不同电压范围的高低电平信号以适应不同类型的器件(如GaN器件、SiC器件及Si器件)的使用需求，不同类型的器件的导通过程都处于完全导通状态且不会对其造成击穿，且其性能得到充分的发挥。且由于采用同一个第一驱动电路及第二驱动电路就能实现输出不同电压范围的高低电平信号，在功率器件的生产过程中没有混料风险，便于物料组织，降低物料成本。另外，通过上电阻组和下电阻组可分别控制第一驱动电路和第二驱动电路开通与关断，保证了不同类型的器件可靠的开通和关断。
本申请的实施方式的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实施方式的实践了解到。
附图说明
本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本申请某些实施方式的功率器件的电路结构图；
图2为本申请某些实施方式的功率器件的通过邦定线将控制输入端与电源或地相连的示意图；
图3为本申请实施方式的功率器件的模块示意图；
图4至图11为本申请某些实施方式的上桥臂开关管、下桥臂开关管的结构示意图；
图12为本申请某些实施方式的UH驱动电路的示意图；
图13为本申请某些实施方式的VH驱动电路的示意图；
图14为本申请某些实施方式的WH驱动电路的示意图；
图15为本申请某些实施方式的UL/VL/WL驱动电路的示意图；
图16为本申请某些实施方式的电器的模块示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本申请的实施方式作进一步说明。附图中相同或类似的标号自始至终表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。
另外，下面结合附图描述的本申请的实施方式是示例性的，仅用于解释本申请的实施方式，而不能理解为对本申请的限制。
请参阅图1，本申请实施方式提供一种功率器件100，本申请的功率器件100包括控制输入端SS、上桥臂开关管127和下桥臂开关管128、上电阻组134、下电阻组135、与控制输入端SS相连且通过上电阻组134连接上桥臂开关管127的第一驱动电路129、和与控制输入端SS相连且通过下电阻组135连接下桥臂开关管128的第二驱动电路120。控制输入端SS能够接入第一电平、第二电平或第三电平。当控制输入端SS接入第一电平时，第一驱动电路129及第二驱动电路120输出第一电压范围的高低电平信号。当控制输入端SS接入第二电平时，第一驱动电路129及第二驱动电路120输出第二电压范围的高低电平信号。当控制输入端SS接入第三电平时，第一驱动电路129及第二驱动电路120输出第三电压范围的高低电平信号。第一电压范围、第二电压范围及第三电压范围不同。
本申请的功率器件100在不需要改变外部输入电压的前提下，能够输出不同电压范围的高低电平信号以适应不同类型的器件(如GaN器件、SiC器件及Si器件)的使用需求，不同类型的器件的导通过程都处于完全导通状态且不会对其造成击穿，且其性能得到充分的发挥。且由于采用同一个第一驱动电路及同一第二驱动电路就能实现输出不同电压范围的高低电平信号，在功率器件100的生产过程中没有混料风险，便于物料组织，降低物料成本。另外，通过上电阻组134和下电阻组135可分别控制第一驱动电路129和第二驱动电路120开通与关断，保证了不同类型的器件可靠的开通和关断。
请参阅图1，在某些实施方式中，第一驱动电路129包括UH驱动电路101、VH驱动电路102与WH驱动电路103；第二驱动电路120包括UL/VL/WL驱动电路104。本实施方式中，UH驱动电路101、VH驱动电路102、WH驱动电路103、和UL/VL/WL驱动电路104可为电器1000内的驱动电路，例如可以是空调的压缩机的三相的驱动电路，其中，UL/VL/WL驱动电路104包括UL驱动电路、VL驱动电路和WL驱动电路，UH驱动电路101与UL驱动电路连接，VH驱动电路102与VL驱动电路连接，WH驱动电路103与WL驱动电路连接。
上桥臂开关管127包括第一上桥臂开关管121、第二上桥臂开关管122与第三上桥臂开关管123。下桥臂开关管128包括第一下桥臂开关管124、第二下桥臂开关管125与第三下桥臂开关管126。上电阻组134包括第一栅极开通电阻H-RON1、第二栅极开通电阻H-RON2、第三栅极开通电阻H-RON3、第一栅极关断电阻H-ROFF1、第二栅极关断电阻H-ROFF12、第三栅极关断电阻H-ROFF3。H-RON1和H-ROFF1的一端连接UH驱动电路101，另一端连接第一上桥臂开关管121的控制极以控制第一上桥臂开关管121的开通和关断。H-RON2和H-ROFF2的一端连接VH驱动电路102，另一端连接第二上桥臂开关管122的控制极以控制第二上桥臂开关管122的开通和关断。H-RON3和H-ROFF3的一端连接WH驱动电路103，另一端连接第三上桥臂开关管123的控制极以控制第三上桥臂开关管123的开通和关断。下电阻组135包括第四栅极开通电阻L-RON1、第五栅极开通电阻L-RON2、第六栅极开通电阻L-RON3、第四栅极关断电阻L-ROFF1、第五栅极关断电阻L-ROFF2、第六栅极关断电阻L-ROFF3。L-RON1和L-ROFF1的一端连接UL/VL/WL驱动电路104，另一端连接第一下桥臂开关管124的控制极以控制第一下桥臂开关管124的开通和关断。L-RON2和L-ROFF2的一端连接UL/VL/WL驱动电路104，另一端连接第二下桥臂开关管125的控制极以控制第二下桥臂开关管125的开通和关断。L-RON3和L-ROFF3的一端连接UL/VL/WL驱动电路104，另一端连接第三下桥臂开关管126的控制极以控制第三下桥臂开关管126的开通和关断。其中，控制输入端SS与UH驱动电路101、VH驱动电路102和WH驱动电路103均相连，且UH驱动电路101、VH驱动电路102与WH驱动电路103分别驱动第一上桥臂开关管121、第二上桥臂开关管122与第三上桥臂开关管123。UH驱动电路101与第一上桥臂开关管121相连，VH驱动电路102与第二上桥臂开关管122相连，WH驱动电路103与第三上桥臂开关123相连；控制输入端SS与UL/VL/WL驱动电路104相连，且UL/VL/WL驱动电路104驱动第一下桥臂开关管124、第二下桥臂开关管125与第三下桥臂开关管126，UL/VL/WL驱动电路104分别与第一下桥臂开关管124、第二下桥臂开关管125与第三下桥臂开关管126连接。
其中，第一电平为电源电平VCC，第二电平为0，第三电平为二分之一电源电平VCC(即，VCC/2)；第一电压范围为0V～-3V，第二电压范围为0V～15V，第三电压范围为0V～20V。
更多地，功率器件100还包括VCC端、GND端、和参考电源端Vreg，当控制输入端SS通过邦定线115(bonding wire)(图2示)与VCC端的连接时，控制输入端SS接入第一电平；当控制输入端SS通过邦定线115与GND端连接时，控制输入端SS接入第二电平；当控制输入端SS通过邦定线115与参考电源端Vreg连接时，控制输入端SS接入第三电平。
具体地，请参阅图1，将UH驱动电路101、VH驱动电路102、WH驱动电路103和UL/VL/WL驱动电路104集成在HVIC管111内部，HVIC管111的VCC端作为功率器件100的低压区供电电源正端VDD，VDD一般为15V；在HVIC管111内部，VCC端与UH驱动电路101、VH驱动电路102、WH驱动电路103、UL/VL/WL驱动电路104的供电电源正端相连、参考电源端Vreg的供电电源正端相连；在此，参考电源端Vreg是在HVIC管111内部生成的一个电压值为VCC/2的电压源。
HVIC管111的HIN1端作为功率器件100的U相上桥臂输入端UHIN，在HVIC管111内部与UH驱动电路101的输入端相连；HVIC管111的HIN2端作为功率器件100的V相上桥臂输入端VHIN，在HVIC管111内部与VH驱动电路102的输入端相连；HVIC管111的HIN3端作为功率器件100的W相上桥臂输入端WHIN，在HVIC管111内部与WH驱动电路103的输入端相连；HVIC管111的LIN1端作为功率器件100的U相下桥臂输入端ULIN，在HVIC管111内部与UL/VL/WL驱动电路104的第一输入端相连；HVIC管111的LIN2端作为功率器件100的V相下桥臂输入端VLIN，在HVIC管111内部与UL/VL/WL驱动电路104的第二输入端相连；HVIC管111的LIN3端作为功率器件100的W相下桥臂输入端WLIN，在HVIC管111内部与UL/VL/WL驱动电路104的第三输入端相连。在此，功率器件100的U、V、W三相的六路输入接收0V或5V的输入信号。
HVIC管111的GND端作为功率器件100的低压区供电电源负端COM，并与UH驱动电路101、VH驱动电路102、WH驱动电路103、UL/VL/WL驱动电路104供电电源负端相连。HVIC管111的VB1端在HVIC管111内部与UH驱动电路101的高压区供电电源正端相连，在HVIC管111外部连接电容131的一端，并作为功率器件100的U相高压区供电电源正端。UH驱动电路101的高电平输出端(即，P-HO1端)和低电平输出端(即，N-HO1端)在HVIC管111外部分别与第一栅极开通电阻H-RON1和第一栅极关断电阻H-ROFF1连接。HVIC管111的VS1端在HVIC管111内部与UH驱动电路101的高压区供电电源负端相连，在HVIC管111外部与第一上桥臂开关管121的输出负极、第一下桥臂开关管124的输出正极、电容131的另一端相连，并作为功率器件100的U相高压区供电电源负端UVS。
HVIC管111的VB2端在HVIC管111内部与VH驱动电路102的高压区供电电源正端相连，在HVIC管111外部连接电容132的一端，作为功率器件100的U相高压区供电电源正端。VH驱动电路102的高电平输出端(即，P-HO2端)和低电平输出端(即，N-HO2端)在HVIC管111外部分别与第二栅极开通电阻H-RON2和第二栅极关断电阻H-ROFF2连接。HVIC管111的VS2端在HVIC管111内部与VH驱动电路102的高压区供电电源负端相连，在HVIC管111外部与上桥臂功率管122的输出负极、第二下桥臂开关管125的输出正极、电容132的另一端相连，并作为功率器件100的W相高压区供电电源负端VVS。
HVIC管111的VB3端在HVIC管111内部与WH驱动电路103的高压区供电电源正端相连，在HVIC管111外部连接电容133的一端，作为功率器件100的W相高压区供电电源正端。WH驱动电路103的高电平输出端(即，P-HO3端)和低电平输出端(即，N-HO3端)在HVIC管111外部分别与第三栅极开通电阻H-RON3和第二栅极关断电阻H-ROFF3连接。HVIC管111的VS3端在HVIC管111内部与WH驱动电路103的高压区供电电源负端相连，在HVIC管111外部与功率管123的输出负极、第三下桥臂开关管126的输出正极、电容133的另一端相连，并作为功率器件100的W相高压区供电电源负端WVS。
UL/VL/WL驱动电路104包括第二输出子电路1042、第三输出子电路1043和第四输出子电路1044。第二输出子电路1042的高电平输出端(即，P-LO1端)和低电平输出端(即，N-LO1端)在HVIC管111外部分别与第四栅极开通电阻H-RON4和第四栅极关断电阻H-ROFF4连接。第三输出子电路1043的高电平输出端(即，P-LO2)和低电平输出端(N-LO2)在HVIC管111外部分别与第五栅极开通电阻H-RON5和第五栅极关断电阻H-ROFF5连接。第四输出子电路1044的高电平输出端(即，P-LO3)和低电平输出端(N-LO3)在HVIC管111外部分别与第六栅极开通电阻H-RON6和第六栅极关断电阻H-ROFF6连接。第一下桥臂开关管124的输出负极作为功率器件100的U相低电压参考端UN；第二下桥臂开关管125的输出负极作为功率器件100的V相低电压参考端VN；第三下桥臂开关管126的输出负极作为功率器件100的W相低电压参考端WN；第一上桥臂开关管121的输出正极、第二上桥臂开关管122的输出正极、第三上桥臂开关管123的输出正极相连，并作为功率器件100的高电压输入端P，P一般接300V。本实施方式中，VDD的供电电压为15V。
本实施方式中，第一上桥臂开关管121、第二上桥臂开关管122、第三上桥臂开关管123、第一下桥臂开关管124、第二下桥臂开关管125和第三下桥臂开关管126可以是Si IGBT管(即Si器件)和Si FRD管(Fast recovery diode，快恢复二极管)并联的组合，也可以是SiIGBT管和GaN SBD(Schottky Barrier Diode，肖特基二极管)管的组合，也可以是GaN MOS管(Metal Oxide Semiconductor，绝缘栅型场效应管)(即GaN器件)，也可以是GaN MOS管和FRD管的组合，也可以是GaN MOS管和GaN SBD管的组合；也可以是Si IGBT管和SiC SBD管的组合，也可以是SiC MOS管(即SiC器件)，也可以是SiC MOS管和FRD管的组合，也可以是SiCMOS管和SiC SBD管的组合。
在功率器件100中，HVIC管111的作用是：当控制输入端SS为VCC电平时，P-HO1～P-HO3、N-HO1～N-HO3、P-LO1～P-LO3、N-LO1～N-LO3输出0V～3V的高低电平信号，也即是说，当控制输入端SS为第一电平时，UH驱动电路101、VH驱动电路102、WH驱动电路103和UL/VL/WL驱动电路104输出第一电压范围的高低电平信号；当控制输入端SS的电平为0时，P-HO1～P-HO3、N-HO1～N-HO3、P-LO1～P-LO3、N-LO1～N-LO3输出0V～15V的高低电平信号，也即是说，当控制输入端SS为第二电平时，UH驱动电路101、VH驱动电路102、WH驱动电路103和UL/VL/WL驱动电路104输出第二电压范围的高低电平信号；当控制输入端SS为VCC/2电平时，P-HO1～P-HO3、N-HO1～N-HO3、P-LO1～P-LO3、N-LO1～N-LO3输出0V～20V的高低电平信号，也即是说，当控制输入端SS为第三电平时，UH驱动电路101、VH驱动电路102、WH驱动电路103和UL/VL/WL驱动电路104输出第三电压范围的高低电平信号。
而在实际应用中，请结合图1与图2，功率器件100包括第一连接部116、第二连接部117与SSS端，第一连接部116用于连接VCC端与VDD端，第二连接部117用于连接GND端与COM端，SSS端用于连接SS端与参考电源端Vreg。第一连接部116与第二连接部117可以为具备导电传输功能的导线、电极等。
具体地，当第一上桥臂开关管121、第二上桥臂开关管122、第三上桥臂开关管123、第一下桥臂开关管124、第二下桥臂开关管125与第三下桥臂开关管126均包括GaN器件时(GaN器件为图4至图6所示的GaN MOS管1211。例如，第一上桥臂开关管121、第二上桥臂开关管122、第三上桥臂开关管123、第一下桥臂开关管124、第二下桥臂开关管125与第三下桥臂开关管126均为图4所示的GaN MOS管1211的方式；或，第一上桥臂开关管121、第二上桥臂开关管122、第三上桥臂开关管123、第一下桥臂开关管124、第二下桥臂开关管125与第三下桥臂开关管126均为图5所示的GaN MOS管1211和Si FRD管1212的组合方式；或，第一上桥臂开关管121、第二上桥臂开关管122、第三上桥臂开关管123、第一下桥臂开关管124、第二下桥臂开关管125与第三下桥臂开关管126均为图6所示的GaN MOS管1211和GaN SBD管1212，或GaN MOS管1211和SiC SBD管1212的组合方式)，在功率器件100内部，SSS端通过邦定线115与VCC端相连，控制输入端SS接入第一电平，第一驱动电路129及第二驱动电路120输出第一电压范围的高低电平信号。
当第一上桥臂开关管121、第二上桥臂开关管122、第三上桥臂开关管123、第一下桥臂开关管124、第二下桥臂开关管125与第三下桥臂开关管126均包括Si器件时(Si器件为图7至图8所示的Si IGBT管1211。例如，第一上桥臂开关管121、第二上桥臂开关管122、第三上桥臂开关管123、第一下桥臂开关管124、第二下桥臂开关管125与第三下桥臂开关管126均为图7所示的Si IGBT管1211和Si FRD管1212的组合方式；或，第一上桥臂开关管121、第二上桥臂开关管122、第三上桥臂开关管123、第一下桥臂开关管124、第二下桥臂开关管125与第三下桥臂开关管126均为图8所示的Si IGBT管1211和GaN SBD管1212，或Si IGBT管1211和SiC SBD管1212的组合方式)，在功率器件100内部，控制输入端SS通过邦定线115与GND端相连，控制输入端SS接入第二电平，第一驱动电路129及第二驱动电路120输出第二电压范围的高低电平信号。
当第一上桥臂开关管121、第二上桥臂开关管122、第三上桥臂开关管123、第一下桥臂开关管124、第二下桥臂开关管125与第三下桥臂开关管126均包括SiC器件时(SiC器件为图9至图11所示的SiC MOS管1211。例如，第一上桥臂开关管121、第二上桥臂开关管122、第三上桥臂开关管123、第一下桥臂开关管124、第二下桥臂开关管125与第三下桥臂开关管126均为图9所示的SiC MOS管1211的方式；或，第一上桥臂开关管121、第二上桥臂开关管122、第三上桥臂开关管123、第一下桥臂开关管124、第二下桥臂开关管125与第三下桥臂开关管126均为图10所示的SiCMOS管1211和Si FRD管1212的组合方式；或，第一上桥臂开关管121、第二上桥臂开关管122、第三上桥臂开关管123、第一下桥臂开关管124、第二下桥臂开关管125与第三下桥臂开关管126均为图11所示的SiC MOS管1211和SiC SBD管1212或GaNSBD管1212的组合方式)，在功率器件100内部，SSS端通过邦定线115与参考电源端Vreg相连，控制输入端SS接入第三电平，第一驱动电路129及第二驱动电路120输出第三电压范围的高低电平信号；
综上可知，本申请实施方式的功率器件100的供电电压为15V不变，HVIC管111的功耗没有发生本质增加；驱动GaN器件、驱动Si器件和驱动SiC器件为同一HVIC管111，生产过程中没有混料风险，便于物料组织，降低物料成本；驱动GaN器件使用3V的电压，驱动Si器件使用15V的电压，驱动SiC器件使用20V的电压，使GaN器件、SiC器件和Si器件的导通过程都处于完全导通状态的同时也不会对其造成击穿，使各自性能得到发挥。
请参阅图1与图3，在某些实施方式中，功率器件100包括控制器130，控制输入端SS与控制器130连接，控制器130用于控制控制输入端SS接入第一电平、第二电平或第三电平。
控制器130可以是包括用于输出第一电平、第二电平或第三电平的数字电路，也可以包括触发器等，但不限于此。控制器130可安装在HVIC管111的内部，例如安装在控制输入端SS与SSS端之间或其它地方。控制器130还可安装在HVIC管111的外部，例如安装在靠近控制输入端SS的地方或其它地方。或者控制器130安装在电器的微处理器上。
图4至图11是上桥臂开关管127与下桥臂开关管128的组合方式，第一上桥臂开关管121、第二上桥臂开关管122、第三上桥臂开关管123、第一下桥臂开关管124、第二下桥臂开关管125与第三下桥臂开关管126的结构完全一致，以第一上桥臂开关管121为例进行说明：
图4所示的第一上桥臂开关管121为GaN MOS管1211的方式：GaN MOS管1211的漏极作为第一上桥臂开关管121的输出正极；GaN MOS管1211的源极作为第一上桥臂开关管121的输出负极；GaN MOS管1211的栅极作为第一上桥臂开关管121的控制极。
图5所示的第一上桥臂开关管121为GaN MOS管1211和Si FRD管1212的组合方式：GaN MOS管1211的漏极与Si FRD管1212的阴极相连，并作为第一上桥臂开关管121的输出正极；GaN MOS管1211的源极与Si FRD管1212的阳极相连，并作为第一上桥臂开关管121的输出负极；GaN MOS管1211的栅极作为第一上桥臂开关管121的控制极。
图6的第一上桥臂开关管121包括以下组合方式：(1)GaN MOS管1211和GaN SBD管1212的组合方式，其中，GaN MOS管1211的漏极与GaN SBD管1212的阴极相连，并作为第一上桥臂开关管121的输出正极；GaN MOS管1211的源极与GaN SBD管1212的阳极相连，并作为第一上桥臂开关管121的输出负极；GaN MOS管1211的栅极作为第一上桥臂开关管121的控制极；(2)GaN MOS管1211和SiC SBD管1212的组合方式，其中，GaN MOS管1211的漏极与SiCSBD管1212的阴极相连，并作为第一上桥臂开关管121的输出正极；GaN MOS管1211的源极与SiC SBD管1212的阳极相连，并作为第一上桥臂开关管121的输出负极；GaN MOS管1211的栅极作为第一上桥臂开关管121的控制极。
图7所示的第一上桥臂开关管121为Si IGBT管1211和Si FRD管1212的组合方式：Si IGBT管1211的集电极与Si FRD管1212的阴极相连，并作为第一上桥臂开关管121的输出正极；Si IGBT管1211的发射极与Si FRD管1212的阳极相连，并作为第一上桥臂开关管121的输出负极；Si IGBT管1211的栅极作为第一上桥臂开关管121的控制极。
图8所示的第一上桥臂开关管121包括以下组合方式：(1)Si IGBT管1211和GaNSBD管1212的组合方式，其中，Si IGBT管1211的集电极与GaN SBD管1212的阴极相连，并作为第一上桥臂开关管121的输出正极；Si IGBT管1211的发射极与GaN SBD管1212的阳极相连，并作为第一上桥臂开关管121的输出负极；Si IGBT管1211的栅极作为第一上桥臂开关管121的控制极；(2)Si IGBT管1211和SiC SBD管1212的组合方式，其中，Si IGBT管1211和SiC SBD管1212的阴极相连，并作为第一上桥臂开关管121的输出正极；Si IGBT管1211的发射极与Si SBD管的阳极相连，并作为第一上桥臂开关管121的输出负极；Si IGBT管1211的栅极作为第一上桥臂开关管121的控制极。
图9所示的第一上桥臂开关管121为SiC MOS管1211的方式：SiC MOS管1211的漏极作为第一上桥臂开关管121的输出正极；SiC MOS管1211的源极作为第一上桥臂开关管121的输出负极；SiC MOS管1211的栅极作为第一上桥臂开关管121的控制极。
图10所示的第一上桥臂开关管121为SiC MOS管1211和Si FRD管1212的组合方式：SiC MOS管1211的漏极与Si FRD管1212的阴极相连，并作为第一上桥臂开关管121的输出正极；SiC MOS管1211的源极与Si FRD管1212的阳极相连，并作为第一上桥臂开关管121的输出负极；SiC MOS管1211的栅极作为第一上桥臂开关管121的控制极。
图11所示的第一上桥臂开关管121包括以下组合方式：(1)SiC MOS管1211和SiCSBD管1212的组合方式，其中，SiC MOS管1211的漏极与SiC SBD管1212的阴极相连，并作为第一上桥臂开关管121的输出正极；SiC MOS管1211的源极与SiC SBD管1212的阳极相连，并作为第一上桥臂开关管121的输出负极；SiC MOS管1211的栅极作为第一上桥臂开关管121的控制极；(2)SiC MOS管1211和GaN SBD管1212的组合方式，其中，SiC MOS管1211的漏极与GaN SBD管1212的阴极相连，并作为第一上桥臂开关管121的输出正极；SiC MOS管1211的源极与GaN SBD管1212的阳极相连，并作为第一上桥臂开关管121的输出负极；SiC MOS管1211的栅极作为第一上桥臂开关管121的控制极。
可以理解，第二上桥臂开关管122可以为图4至图11所示的任意一种组合方式的开关管；第三上桥臂开关管123可以为图4至图11所示的任意一种组合方式的开关管；第一下桥臂开关管124可以为图4至图11所示的任意一种组合方式的开关管；第二下桥臂开关管125可以为图4至图11所示的任意一种组合方式的开关管；第三下桥臂开关管126可以为图4至图11所示的任意一种组合方式的开关管。
另外，上述的第一上桥臂开关管121、第二上桥臂开关管122、第三上桥臂开关管123、第一下桥臂开关管124、第二下桥臂开关管125与第三下桥臂开关管126的结构一致是指：在实际的功率器件100中，第一上桥臂开关管121、第二上桥臂开关管122、第三上桥臂开关管123、第一下桥臂开关管124、第二下桥臂开关管125与第三下桥臂开关管126全部为图4所示的GaN MOS的方式的开关管；或者，第一上桥臂开关管121、第二上桥臂开关管122、第三上桥臂开关管123、第一下桥臂开关管124、第二下桥臂开关管125与第三下桥臂开关管126全部为图5所示的GaN MOS和Si FRD的组合方式的开关管；或者，第一上桥臂开关管121、第二上桥臂开关管122、第三上桥臂开关管123、第一下桥臂开关管124、第二下桥臂开关管125与第三下桥臂开关管126全部为图6所示的GaN MOS管和GaN SBD管的组合方式的开关管、或GaN MOS管和SiC SBD管的组合方式的开关管；或者，第一上桥臂开关管121、第二上桥臂开关管122、第三上桥臂开关管123、第一下桥臂开关管124、第二下桥臂开关管125与第三下桥臂开关管126全部为图7所示的Si IGBT和SiFRD的组合方式的开关管；或者，第一上桥臂开关管121、第二上桥臂开关管122、第三上桥臂开关管123、第一下桥臂开关管124、第二下桥臂开关管125与第三下桥臂开关管126全部为图8所示的Si IGBT管和GaN SBD管的组合方式的开关管、或Si IGBT管和SiC SBD管的组合方式的开关管；或者，第一上桥臂开关管121、第二上桥臂开关管122、第三上桥臂开关管123、第一下桥臂开关管124、第二下桥臂开关管125与第三下桥臂开关管126全部为图9所示的SiC MOS的方式的开关管；或者，第一上桥臂开关管121、第二上桥臂开关管122、第三上桥臂开关管123、第一下桥臂开关管124、第二下桥臂开关管125与第三下桥臂开关管126全部为图10所示的SiC MOS和SiFRD的组合方式的开关管；或者，第一上桥臂开关管121、第二上桥臂开关管122、第三上桥臂开关管123、第一下桥臂开关管124、第二下桥臂开关管125与第三下桥臂开关管126全部为图11所示的SiC MOS和SiC SBD管的组合方式的开关管、或SiC MOS和GaN SBD管的组合方式的开关管。
请参阅图12至图14，图12、图13以及图14分别为UH驱动电路101、VH驱动电路102与WH驱动电路103的实施例。下面以UH驱动电路101为例进行说明，VH驱动电路102、WH驱动电路103的结构与UH驱动电路101的结构完全相同，在此不再赘述。
请参阅图12，在某些实施方式中，UH驱动电路101包括：第一输入子电路1011、第一开关管1012、第二开关管1013、第三开关管1014、第四开关管1021、第一输出子电路1017、第一电压输出子电路1023和第二电压输出子电路1024。第一输入子电路1011与控制输入端SS相连。第一输入子电路1011包括第一输出端、第二输出端、第三输出端与第四输出端。其中，当控制输入端SS为第一电平时，第一输出端与第二输出端输出触发脉冲，第三输出端输出第一时间长度的触发脉冲；当控制输入端SS为第二电平时，第一输出端与第二输出端输出触发脉冲，第三输出端输出第二时间长度的触发脉冲，第一时间长度大于第二时间长度；当控制输入端SS为第三电平时，第一输出端与第二输出端输出触发脉冲，第四输出端输出第二时间长度的触发脉冲。
第一开关管1012与第一输出端相连，在第一输出端输出触发脉冲时，第一开关管1012导通；第二开关管1013与第二输出端相连，在第二输出端输出触发脉冲时，第二开关管1013导通；第三开关管1014与第三输出端相连，在第三输出端输出触发脉冲时，第三开关1014导通；第四开关管1021与第四输出端相连，在第四输出端输出触发脉冲时，第四开关管1021导通。
第一电压输出子电路1023分别与第一开关管1012、第二开关管1013及第三开关管1014相连；第二电压输出子电路1024与第四开关管1021相连；第一输出子电路1017分别与第一电压输出子电路1023及第二电压输出子电路1024连接。
请继续参阅图12，在某些实施方式中，第一电压输出子电路1023包括与第一开关管1012及第二开关管1013相连的锁存及降压电路1016、第一切换模块1018、与第三开关管1014相连的第一锁存电路1015。第一切换模块1018分别与锁存及降压电路1016和电源相连。当第三开关管1014未导通时，第一电压输出子电路1023与第一输出子电路1017不连接(即第一切换模块1018处于悬空状态，也即是说，第一切换模块1018的固定端既不与1选择端连接，也不与0选择端连接)；当第三开关管1014导通第一时间长度时(即，控制输入端SS为第一电平时)，第一锁存电路1015用于控制第一切换模块1018动作以将锁存及降压电路1016与第一输出子电路1017连接(即，第一切换模块1018的固定端与1选择端连接)，锁存及降压电路1016的输出电压作为第一电压输出子电路1023的输出电压(即，第一电压范围(0V～3V))；当第三开关管1014导通第二时间长度时(即，控制输入端SS为第二电平时)，第一锁存电路1015用于控制第一切换模块1018动作以将VB1端与第一输出子电路1017连接(即，第一切换模块1018处于闭合状态，其固定端与活动端连接)，VB1端的电压作为第一电压输出子电路1023的输出电压(即，第二电压范围(0V～15V))。
请继续参阅图12，在某些实施方式中，第二电压输出子电路1024包括升压模块1022、第二切换模块1019、与第四开关管1021相连的第二锁存电路1020。第二切换模块1019分别与第一输出子电路1017和升压模块1022相连，第二锁存电路1020对第二切换模块1019进行控制，当第四开关管1021未导通时，第二切换模块1019处于断开状态，使得第一输出子电路1017与第二电压输出子电路1024断开，当第四开关管1021导通第二时间长度时(即，控制输入端SS为第三电平时)，第二锁存电路1020控制第二切换模块1019将升压模块1022与第一输出子电路1017连接(即，第二切换模块1019处于闭合状态，其固定端与活动端连接)，升压模块1022的输出电压作为第二电压输出子电路1024的输出电压(即，第三电压范围(0V～20V))。
请参阅图1与图12，在UH驱动电路101内部，VCC端与第一输入子电路1011的供电电源正端相连，HIN1与第一输入子电路1011的输入端相连，控制输入端SS与第一输入子电路1011的控制端相连。第一输入子电路1011的第一输出端与第一开关管1012的栅极相连，第一输入子电路1011的第二输出端与第二开关管1013的栅极相连，第一输入子电路1011的第三输出端与第三开关管1014的栅极相连，第一输入子电路1011的第四输出端与第四开关管1021的栅极相连。GND端与第一输入子电路1011的供电电源负端、第一开关管1012的衬底和源极、第二开关管1013的衬底和源极、第三开关管1014的衬底和源极相连、第四开关管1021的衬底和源极相连。
第一开关管1012的漏极进入高压区与锁存及降压电路1016的第一输入端相连；第二开关管1013的漏极进入高压区与锁存及降压电路1016的第二输入端相连；第三开关管1014的漏极进入高压区与第一锁存电路1015的使能端相连；第四开关管1021的漏极进入高压区与第二锁存电路1020的使能端相连。锁存及降压电路1016的第一输出端与第一切换模块1018(图12中为模拟开关)的1选择端相连；锁存及降压电路1016的第二输出端与第一输出子电路1017的输入端相连；第一锁存电路1015的输出端与第一切换模块1018的控制端相连；第一切换模块1018的固定端与第一输出子电路1017的供电电源正端相连；升压模块1022的输出端与第二切换模块1019的活动端相连；第二锁存电路1020的输出端与第二切换模块1019的控制端相连。VB1与第一锁存电路1015的供电电源正端、第二锁存电路1020的供电电源正端、锁存与降压电路1016的供电电源正端、升压模块1022的供电电源正端、第一切换模块1018的0选择端相连。VS1与第一锁存电路1015的供电电源负端、第二锁存电路1020的供电电源负端、锁存与降压电路1016的供电电源负端、升压模块1022的供电电源负端、第一输出子电路1017的供电电源负端相连。VB1端在VCC端给电容131充电得到充足的电量后，VB1端可获得相对VS1端为15V的输出电压。
第一输入子电路1011的作用是：在第一输入子电路1011输入端信号的上升沿，第一输入子电路1011的第一输出端输出一个脉冲宽度为300ns左右的脉冲信号；在第一输入子电路1011输入端信号的下降沿，第一输入子电路1011的第二输出端输出一个脉冲宽度为300ns左右的脉冲信号；当第一输入子电路1011的控制输入端为VCC电平时，在第一输入子电路1011的第三输出端输出一个脉冲宽度为600ns(即，第一时间长度)左右的脉冲信号；当第一输入子电路1011的控制输入端为0电平时，在第一输入子电路1011的第三输出端输出一个脉冲宽度为300ns(即，第二时间长度)左右的脉冲信号；当第一输入子电路1011的控制输入端为VCC/2电平时，在第一输入子电路1011的第四输出端输出一个脉冲宽度为300ns(即，第二时间长度)左右的脉冲信号。
第一锁存电路1015的作用是：当第一锁存电路1015输入端信号出现600ns的低电平时，第一锁存电路1015的输出端输出高电平，当第一锁存电路1015输入端信号出现300ns的低电平时，第一锁存电路1015的输出端输出低电平，当第一锁存电路1015输入端信号从未出现低电平时，第一锁存电路1015的输出端输出VCC/2电压。
锁存及降压电路1016的作用是：在锁存及降压电路1016的第一输入端出现300ns低电平时，在锁存及降压电路1016的第二输出端输出持续高电平；在锁存及降压电路1016的第二输入端出现300ns低电平时，在锁存及降压电路1016的第二输出端输出持续低电平，即将HIN1的信号在第一输入子电路1011两个输出端分解出的两个脉冲信号重新整合成完整的信号。并且，锁存及降压电路1016内部有降压电路，在锁存及降压电路1016的第二输出端输出对VS1为3V的电压。
第二锁存电路1020的作用是：在锁存及降压电路1016的第一输入端出现300ns低电平时，在锁存及降压电路1016的第二输出端输出持续高电平，否则输出低电平。
第一输出子电路1017的作用是：输出一个高电平时电压值与其供电电源正端一致、低电平时电压值与其供电电源负端一致且相位与HIN1一致的信号。在此，使用300ns(即，第一时间长度)或600ns(即，第二时间长度)的窄脉冲信号控制第一开关管1012、第二开关管1013、第三开关管1014与第四开关管1021，是为了通过缩短第一开关管1012、第二开关管1013、第三开关管1014与第四开关管1021的导通时间降低其功耗。
UH驱动电路101可输出第一电压范围、第二电压范围和第三电压范围的高低电平信号的工作原理如下：
HIN1的信号经过第一输入子电路1011后，分别在信号的上升沿和下降沿在第一输入子电路1011的第一输出端和第二输出端输出一个300ns的窄脉冲，该窄脉冲分别控制第一开关管1012和第二开关管1013导通300ns，使锁存及降压电路1016的第一输入端和第二输入端分别产生300ns的低电平，锁存及降压电路1016内部具有RS触发器等装置，使两个低电平信号被重新组合成完整的与HIN1同相的信号。
1、当上桥臂开关管127与下桥臂开关管128均包含GaN MOS管时，控制输入端SS接入VCC电平(第一电平)，第一输入子电路1011的第四输出端不会出现高电平，第四开关管1021不会开通，第二锁存电路1020的输入端不会出现低电平，则第二锁存电路1020的输出端保持低电平，故第二切换模块1019处于断开状态。并且第一输入子电路1011的第三输出端出现600ns(即，第一时间长度)高电平脉冲，第三开关管1014出现600ns的导通，第一锁存电路1015的输入端出现600ns低电平，则第一锁存电路1015的输出端输出从低到高电平，使得第一切换模块1018的1选择端与固定端连接，第一输出子电路1017的供电电源正端与锁存及降压电路1016的第一输出端相连，第一输出子电路1017的高电平输出端(即，P-HO1端)和低电平输出端(即，N-HO1端)分别输出3V和0V的电压。
2、当上桥臂开关管127与下桥臂开关管128均包含Si IGBT管时，控制输入端SS接入0电平(第二电平)，从而第一输入子电路1011的第四输出端不会出现高电平，第四开关管1021不会开通，第二锁存电路1020的输入端不会出现低电平，则第二锁存电路1020的输出端保持低电平，故第二切换模块1019处于断开状态。并且第一输入子电路1011的第三输出端出现300ns(即，第二时间长度)高电平脉冲，第三开关管1014出现300ns的导通，第一锁存电路1015的输入端出现300ns低电平，则第一锁存电路1015的输出端输出从高到低电平，使得第一切换模块1018的0选择端与固定端连接，第一输出子电路1017的供电电源正端与VB1相连，第一输出子电路1017的高电平输出端(即，P-HO1端)和低电平输出端(即，N-HO1端)分别输出15V和0V的电压。
3、当上桥臂开关管127与下桥臂开关管128均包含SiC MOS管时，控制输入端SS接入VCC/2电平(第三电平)，从而第一输入子电路1011的第三输出端不会出现高电平，第三开关管1014不会开通，第一锁存电路1015的输入端不会出现低电平，则第一锁存电路1015的输出端一直输出低电平，第一切换模块1018处于悬空状态。并且第一输入子电路1011的第四输出端出现300ns(即，第二时间长度)高电平脉冲，第四开关管1021出现300ns的导通，第二锁存电路1020的输入端出现300ns低电平，则第二锁存电路1020的输出端输出高电平，第二切换模块1019的活动端和固定端连接，第二切换模块1019处于闭合状态，第一输出子电路1017的供电电源正端与第二升压模块1022的输出端相连，第一输出子电路1017的高电平输出端(即，P-HO1端)和低电平输出端(即，N-HO1端)分别输出20V和0V的电压。
请参阅图15，UL/VL/WL驱动电路104包括第二输入子电路1041、降压子电路1048、升压子电路1050、开关模块1049、及与第二输入子电路1041、开关模块1049、降压子电路1048及升压子电路1050相连的第三电压输出子电路1051。第二输入子电路1041包括第一输出端、第二输出端、第三输出端、第四输出端和第五输出端，其中，当控制输入端SS输入第一电平时，第四输出端输出第一触发脉冲；当控制输入端SS输入第二电平时，第四输出端输出第二触发脉冲，第一触发脉冲与第二触发脉冲反向；当控制输入端SS输出第三电平时，第五输出端输出触发脉冲；降压子电路1048将电源电压降压至第一电压范围；升压子电路1050将电源电压升压至第三电压范围；开关模块1049与降压子电路1048相连，开关模块1049由第五输出端控制；其中，当第四输出端输出第一触发脉冲时，第三电压输出子电路1051输出第一电压范围的高低电平信号；第四输出端输出第二触发脉冲时，第三电压输出子电路1051输出第二电压范围的高低电平信号；当第五输出端输出触发脉冲时，第三电压输出子电路1051输出第三电压范围的高低电平信号。
请参阅图15，在某些实施方式中，第三电压输出子电路1051包括分别第二输出子电路1042、第三输出子电路1043、第四输出子电路1044、第三切换模块1045、第四切换模块1046及第五切换模块1047。第二输入子电路1041的第一输出端、第二输出端及第三输出端分别与第二输出子电路1042、第三输出子电路1043及第四输出子电路1044相连，第三切换模块1045、第四切换模块1046及第五切换模块1047分别与第二输出子电路1042、第三输出子电路1043及第四输出子电路1044相连。其中，第三切换模块1045、第四切换模块1046及第五切换模块1047根据第二输入子电路1041的第四输出端的输出，选择电源电压或降压子电路1048的输出电压作为第三电压输出子电路1051的输出电压。
如图15所示，在UL/VL/WL驱动电路104内部，VCC端与第二输入子电路1041的供电电源正端、升压子电路1050的供电电源正端、降压子电路1048的供电电源正端、第三切换模块1045的0选择端、第四切换模块1046的0选择端、第五切换模块1047的0选择端相连。LIN1与第二输入子电路1041的第一输入端相连。LIN2与第二输入子电路1041的第二输入端相连。LIN3与第二输入子电路1041的第三输入端相连。
控制输入端SS与第二输入子电路1041的控制端相连，第二输入子电路1041的第一输出端与第二输出子电路1042的输入端相连；第二输入子电路1041的第二输出端与第三输出子电路1043的输入端相连；第二输入子电路1041的第三输出端与第四输出子电路1044的输入端相连；第二输入子电路1011的第四输出端分别与第三切换模块1045的控制端、第四切换模块1046的控制端、第五切换模块1047的控制端相连。
GND端与第二输入子电路1041的供电电源负端、第二降压子电路1048的供电电源负端、第二输出子电路1042的供电电源负端、第三输出子电路1043的供电电源负端、第四输出子电路1044的供电电源负端相连；降压子电路1048的输出端分别与第三切换模块1045的1选择端、第四切换模块1046的1选择端、第五切换模块1047的1选择端相连。
第二输入子电路1041的作用是：在第二输入子电路1041的第一输出端输出与第二输入子电路1041的第一输入端同相的信号；在第二输入子电路1041的第二输出端输出与第二输入子电路1041的第二输入端同相的信号；在第二输入子电路1041的第三输出端输出与第二输入子电路1041的第三输入端同相的信号。
当第二输入子电路1041的控制输入端SS为VCC电平时，在第二输入子电路1041的第四输出端输出高电平；当第二输入子电路1041的控制输入端SS为0电平时，在第二输入子电路1041的第四输出端输出低电平；当第二输入子电路1041的控制输入端SS为VCC/2电平时，在第二输入子电路1041的第五输出端输出高电平。
降压子电路1048的作用是：在降压子电路1048的输出端输出对GND端为3V的电压。升压子电路1050的作用是：在升压子电路1050的输出端输出对GND端为15V的电压。
第二输出子电路1042的作用是输出一个高电平时电压值与其供电电源正端一致、低电平时电压值与其供电电源负端一致且相位与LIN1一致的信号；第三输出子电路1043的作用是输出一个高电平时电压值与其供电电源正端一致、低电平时电压值与其供电电源负端一致且相位与LIN2一致的信号；第四输出子电路1044的作用是输出一个高电平时电压值与其供电电源正端一致、低电平时电压值与其供电电源负端一致且相位与LIN3一致的信号。
UL/VL/WL驱动电路104可输出第一电压范围、第二电压范围、和第三电压范围的高低电平的工作原理如下：
1、当上桥臂开关管127与下桥臂开关管128均包括GaN MOS管，控制输入端SS为VCC电平，从而UL/VL/WL驱动电路104的第四输出端输出从低到高的电平(第一触发脉冲)，第三切换模块1045的固定端与第三切换模块1045的1选择端相连、第四切换模块1046的固定端与第四切换模块1046的1选择端相连、第五切换模块1047的固定端与第五切换模块1047的1选择端相连，第五输出端输出低电平，开关模块1049处于断开状态，使得第二输出子电路1042的高电平输出端(即，P-LO1端)和低电平输出端(即，N-LO1端)、第三输出子电路1043的高电平输出端(即，P-LO2端)和低电平输出端(即，N-LO2端)、及第四输出子电路1044的高电平输出端(即，P-LO3端)和低电平输出端(即，N-LO3端)分别输出3V和0V的电压。
2、当上桥臂开关管127与下桥臂开关管128均包括Si IGBT管，控制输入端SS为0电平，从而UL/VL/WL驱动电路104的第四输出端输出从高到低的电平(第二触发脉冲)，第三切换模块1045的固定端与第三切换模块1045的0选择端相连、第四切换模块1046的固定端与第四切换模块1046的0选择端相连、第五切换模块1047的固定端与第五切换模块1047的0选择端相连，第五输出端输出低电平，开关模块1049处于断开状态，使得第二输出子电路1042的高电平输出端(即，P-LO1端)和低电平输出端(即，N-LO1端)、第三输出子电路1043的高电平输出端(即，P-LO2端)和低电平输出端(即，N-LO2端)、及第四输出子电路1044的高电平输出端(即，P-LO3端)和低电平输出端(即，N-LO3端)分别输出15V和0V的电压。
3、当上桥臂开关管127与下桥臂开关管128均包括SiC MOS管，控制输入端SS为VCC/2电平，从而UL/VL/WL驱动电路104的第五输出端输出高电平，使得开关模块1049处于闭合状态，开关模块1049的固定端与第一降压子电路1050的输出端相连，第四输出端输出低电平，第三切换模块1045悬空状态、第四切换模块1046悬空状态、和第五切换模块1047悬空状态，使得第二输出子电路1042的高电平输出端(即，P-LO1端)和低电平输出端(即，N-LO1端)、第三输出子电路1043的高电平输出端(即，P-LO2端)和低电平输出端(即，N-LO2端)、及第四输出子电路1044的高电平输出端(即，P-LO3端)和低电平输出端(即，N-LO3端)分别输出20V和0V的电压。
请参阅图16，本申请实施方式的电器1000包括上述任一项实施方式的功率器件100和处理器200，处理器200连接功率器件100。
本申请实施方式的电器1000及功率器件100中，通过上述的功率器件100，能够提高Si IGBT管、GaN MOS管以及SiC MOS管的适配性，使Si IGBT管、GaN MOS管以及SiC MOS管的技术优势都能得到发挥。处理器200连接功率器件100的控制器10，当用户操作电器1000时，处理器200向功率器件100的控制器130发出信号，控制器130控制控制输入端SS接入第一电平、第二电平或第三电平，使电器1000切换想要的功能。
上述电器1000可以为空调、洗衣机、冰箱或电磁炉等，并且其中的功率器件100可以实现前述部分中描述的功率器件100的功能。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，本申请的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (14)
1.一种功率器件，其特征在于，包括：
控制输入端；
上桥臂开关管和下桥臂开关管；
上电阻组和下电阻组；
与所述控制输入端相连且通过所述上电阻组连接所述上桥臂开关管的第一驱动电路；
与所述控制输入端相连且通过所述下电阻组连接所述下桥臂开关管的第二驱动电路；
所述控制输入端能够接入第一电平、第二电平或第三电平，当所述控制输入端接入第一电平时，所述第一驱动电路及所述第二驱动电路输出第一电压范围的高低电平，当所述控制输入端接入第二电平时，所述第一驱动电路及所述第二驱动电路输出第二电压范围的高低电平，当所述控制输入端接入第三电平时，所述第一驱动电路及所述第二驱动电路输出第三电压范围的高低电平，所述第一电压范围、所述第二电压范围和所述第三电压范围不同；
所述第一驱动电路包括UH驱动电路、VH驱动电路和WH驱动电路；所述UH驱动电路、所述VH驱动电路或所述WH驱动电路包括：
第一输入子电路，所述第一输入子电路与所述控制输入端相连，所述第一输入子电路具有第一输出端、第二输出端、第三输出端和第四输出端，其中，当所述控制输入端为第一电平时，所述第一输出端和所述第二输出端输出触发脉冲，所述第三输出端输出第一时间长度的触发脉冲，当所述控制输入端为所述第二电平时，所述第一输出端和所述第二输出端输出触发脉冲，所述第三输出端输出第二时间长度的触发脉冲，所述第一时间长度大于所述第二时间长度，当所述控制输入端为所述第三电平时，所述第一输出端和第二输出端输出触发脉冲，所述第四输出端输出所述第二时间长度的触发脉冲；
第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管，所述第一开关管与所述第一输出端相连，所述第二开关管与所述第二输出端相连，所述第三开关管与所述第三输出端相连，所述第四开关管与所述第四输出端相连；
第一电压输出子电路，所述第一电压输出子电路分别与所述第一开关管、所述第二开关管、和第三开关管相连；
第二电压输出子电路，所述第二电压输出子电路与所述第四开关管相连；
第一输出子电路，所述第一输出子电路包括高电平输出端和低电平输出端，所述第一输出子电路分别与所述第一电压输出子电路和第二电压输出子电路相连。
2.根据权利要求1所述的功率器件，其特征在于，所述功率器件还包括VCC端、GND端、和参考电源端，当所述控制输入端通过邦定线与所述VCC端的连接时，所述控制输入端接入所述第一电平；当所述控制输入端通过邦定线与所述GND端连接时，所述控制输入端接入所述第二电平；当所述控制输入端通过邦定线与所述参考电源端连接时，所述控制输入端接入所述第三电平。
3.根据权利要求1所述的功率器件，其特征在于，所述功率器件包括控制器，所述控制输入端与所述控制器连接，所述控制器用于输出所述第一电平、所述第二电平或所述第三电平。
4.根据权利要求1所述的功率器件，其特征在于，所述第一电压范围为0V~3V，所述第二电压范围为0V~15V，所述第三电压范围为0V~20V。
5.根据权利要求1至4任一项所述的功率器件，其特征在于，所述第二驱动电路包括UL/VL/WL驱动电路；所述上桥臂开关管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；所述下桥臂开关管包括第一下桥臂开关管、第二下桥臂开关管、和第三下桥臂开关管；其中，
所述控制输入端与所述UH驱动电路、所述VH驱动电路和所述WH驱动电路均相连，且所述UH驱动电路、所述VH驱动电路和所述WH驱动电路分别驱动所述第一上桥臂开关管、所述第二上桥臂开关管、和所述第三上桥臂开关管；所述UH驱动电路与所述第一上桥臂开关管相连，所述VH驱动电路与所述第二上桥臂开关管相连，所述WH驱动电路与所述第三上桥臂开关管相连；
所述控制输入端与所述UL/VL/WL驱动电路相连，且所述UL/VL/WL驱动电路驱动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，所述UL/VL/WL驱动电路分别与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相连。
6.根据权利要求5所述的功率器件，其特征在于，当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均包含GaN器件时，向所述控制输入端输入的信号的电平为所述第一电平；当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均包含Si器件时，向所述控制输入端输入的信号的电平为所述第二电平，当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均包含SiC器件时，向所述控制输入端输入的信号的电平为所述第三电平。
7.根据权利要求1所述的功率器件，其特征在于，所述第一电压输出子电路包括：
与所述第一开关管和所述第二开关管相连的锁存及降压模块；
第一切换模块，所述第一切换模块分别与所述锁存及降压模块、电源、和所述第一输出子电路相连；
与所述第三开关管相连的第一锁存模块，所述第一锁存模块对所述第一切换模块进行控制，当所述第三开关管导通所述第一时间长度时，所述第一切换模块将所述锁存及降压模块和所述第一输出子电路连接以使所述锁存及降压模块的输出电压作为所述高电平输出端的输出电压，所述电源负端的输出电压作为所述低电平输出端的输出电压；当所述第三开关管导通所述第二时间长度时，所述第一切换模块将所述电源正端和所述第一输出子电路连接以使所述电源正端的输出电压作为所述高电平输出端的输出电压，所述电源负端的输出电压作为所述低电平输出端的输出电压。
8.根据权利要求7所述的功率器件，其特征在于，所述第二电压输出子电路包括：
升压模块；
第二切换模块，所述第二切换模块分别与所述升压模块和所述第一输出子电路相连；
与所述第四开关管相连的第二锁存模块，所述第二锁存模块对所述第二切换模块进行控制，当所述第四开关管导通所述第二时间长度时，所述第一切换模块将所述升压模块和所述第一输出子电路连接以使所述升压模块的输出电压作为所述高电平输出端的输出电压，所述电源负端的输出电压作为所述低电平输出端的输出电压。
9.根据权利要求5所述的功率器件，其特征在于，所述上电阻组包括第一栅极开通电阻、第二栅极开通电阻、第三栅极开通电阻、第一栅极关断电阻、第二栅极关断电阻、第三栅极关断电阻，所述第一栅极开通电阻、所述第二栅极开通电阻、和所述第三栅极开通电阻的一端分别与所述UH驱动电路的所述高电平输出端、所述VH驱动电路的所述高电平输出端和所述WH驱动电路的所述高电平输出端连接，所述第一栅极开通电阻、所述第二栅极开通电阻、和所述第三栅极开通电阻的另一端分别与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连接；所述第一栅极关断电阻、所述第二栅极关断电阻、和所述第三栅极关断电阻的一端分别与所述UH驱动电路的所述低电平输出端、所述VH驱动电路的所述低电平输出端和所述WH驱动电路的所述低电平输出端连接，所述第一栅极关断电阻、所述第二栅极关断电阻、和所述第三栅极关断电阻的另一端分别与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连接。
10.根据权利要求5所述的功率器件，其特征在于，所述UL/VL/WL驱动电路包括：
第二输入子电路，所述第二输入子模块包括第一输出端、第二输出端、第三输出端、第四输出端和第五输出端，其中，当所述控制输入端为所述第一电平时，所述第四输出端输出第一触发脉冲，当所述控制输入端为所述第二电平时，所述第四输出端输出第二触发脉冲，所述第二触发脉冲与所述第一触发脉冲反向，当所述控制输入端为所述第三电平时，所述第五输出端输出触发脉冲；
升压子电路，所述升压子电路将电源电压升压至所述第三电压范围；
降压子电路，所述降压子电路将所述电源电压降压至第一电压范围；
开关模块，所述开关模块与所述升压子电路相连，所述开关模块由所述第五输出端控制；
与所述第二输入子电路、所述开关模块、所述降压子电路和所述升压子电路相连的第三电压输出子电路，其中，当所述第四输出端输出所述第一触发脉冲时，所述第三输出子电路输出所述第一电压范围的高低电平信号，当所述第四输出端输出所述第二触发脉冲时，所述第三输出子电路输出所述第二电压范围的高低电平信号，当所述第五输出端输出所述触发脉冲时，所述第三输出子电路输出所述第三电压范围的高低电平信号。
11.根据权利要求10所述的功率器件，其特征在于，所述第三电压输出子电路包括：
分别与所述第二输入子电路的所述第一输出端、所述第二输出端、和所述第三输出端相连的第二输出子电路、第三输出子电路和第四输出子电路；
分别与所述第二输出子电路、第三输出子电路和第四输出子电路相连的第三切换模块、第四切换模块、和第五切换模块，所述第二输出子电路、所述第三输出子电路和所述第四输出子电路均包括高电平输出端和低电平输出端，当所述第四输出端输出所述第一触发脉冲时，所述第三切换模块、所述第四切换模块、和所述第五切换模块将所述降压子电路分别和所述第二输出子电路、所述第三输出子电路、及所述第四输出子电路连接以使所述降压子电路的输出电压作为所述第二输出子电路、所述第三输出子电路、及所述第四输出子电路的高电平输出端的输出电压，电源负端的输出电压作为所述第二输出子电路、所述第三输出子电路、及所述第四输出子电路的低电平输出端的输出电压；当所述第四输出端输出所述第二触发脉冲时，所述第三切换模块、所述第四切换模块、和所述第五切换模块将所述电源正端分别和所述第二输出子电路、所述第三输出子电路、及所述第四输出子电路连接以使所述电源正端的输出电压作为所述第二输出子电路、所述第三输出子电路、及所述第四输出子电路的高电平输出端的输出电压，所述电源负端的输出电压作为所述第二输出子电路、所述第三输出子电路、及所述第四输出子电路的低电平输出端的输出电压；当所述第五输出端输出所述触发脉冲时，所述第三切换模块、所述第四切换模块、和所述第五切换模块将所述升压子电路分别和所述第二输出子电路、所述第三输出子电路、及所述第四输出子电路连接以使所述升压子电路的输出电压作为所述第二输出子电路、所述第三输出子电路、及所述第四输出子电路的高电平输出端的输出电压，所述电源负端的输出电压作为所述第二输出子电路、所述第三输出子电路、及所述第四输出子电路的低电平输出端的输出电压。
12.根据权利要求11所述的功率器件，其特征在于，所述下电阻组包括第四栅极开通电阻、第五栅极开通电阻、第六栅极开通电阻、第四栅极关断电阻、第五栅极关断电阻、第六栅极关断电阻，所述第四栅极开通电阻、所述第五栅极开通电阻、和所述第六栅极开通电阻的一端分别与所述第二输出子电路的高电平输出端、所述第三输出子电路的高电平输出端和所述第四输出子电路的高电平输出端连接，所述第四栅极开通电阻、所述第五栅极开通电阻、和所述第六栅极开通电阻的另一端分别与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连接；所述第四栅极关断电阻、所述第五栅极关断电阻、和所述第六栅极关断电阻的一端分别与所述第二输出子电路的低电平输出端、所述第三输出子电路的低电平输出端和所述第四输出子电路的低电平输出端连接，所述第四栅极关断电阻、所述第五栅极关断电阻、和所述第六栅极关断电阻的另一端分别与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连接。
13.一种电器，其特征在于，包括根据权利要求1-12任一项所述的功率器件。
14.根据权利要求13所述的电器，其特征在于，所述电器为空调。
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