ZHCABU4B June 2020 – October 2022 UCC21710-Q1 , UCC21732-Q1 , UCC5870-Q1
在牽引逆變器的設計和實施過程中，必須考慮所有失效模式，以確保安全高效地運行。表 2-2 中顯示了一些可能影響電機性能的機械或電子失效，這些失效與逆變器系統有關。本應用手冊將不討論電機短路或因機械失效而開路等原因，而是更詳細地討論從電力電子產品的有利位置發生的失效以及本節中概述的預防機制。
| 牽引逆變器系統影響 | 機械原因 | 電子器件原因 | 預防機制 |
|---|---|---|---|
| 低于扭矩 | 線圈短路或開路 | IGBT 短路或開路 | IGBT 保護 |
| 柵極驅動器損壞 | 自檢和診斷 | ||
| 柵極驅動器輸出鎖存 | |||
| 柵極驅動器邏輯錯誤 | |||
| 隔離失效 | |||
| MCU 失效 | MCU 看門狗 | ||
| PMIC 失效 | PMIC 監測器 | ||
| 傳感器失效 | 冗余傳感 | ||
| 超過扭矩 | 不適用 | MCU 失效 | MCU 看門狗 |
| 傳感器失效 | 冗余傳感 | ||
| 意外的電機換向 | 不適用 | MCU 失效 | MCU 看門狗 |
| 意外的電機關斷/無輸出 | 線圈短路或開路 | IGBT 短路或開路 | IGBT 保護 |
| 直流總線失效 | 電壓監視器 | ||
| MCU 失效 | MCU 看門狗 | ||
| PMIC 失效 | PMIC 監測器 |
如前所述，施加到電機三個繞組上的電壓決定了電機的速度和扭矩。各種事件都可能會導致干擾。逆變器中的功率開關器件（從現在開始稱為 IGBT）可能會由于機械失效、過熱等原因而短路或開路。如果由于過熱或機械原因而損壞、具有鎖存輸出、接收到來自 MCU 的錯誤信號或遇到隔離柵故障，柵極驅動器本身可能成為失效源。為了涵蓋各種潛在失效，柵極驅動器和輔助電路用于監控開關管是否存在短路、適當的柵極電壓和其他信號，以保護 IGBT 和柵極驅動器。此外，還包含電路，用于在運行周期后發生潛在失效的情況下對關鍵功能執行自檢。除了柵極驅動電路外，MCU 或 PMIC 還應具有冗余監控電路，以防止控制器失效或電源失效。
以下各節介紹了 UCC217xx-Q1 和 UCC5870-Q1 驅動器，它們的集成保護和診斷功能，以及它們如何簡化牽引逆變器系統的設計。必要時還描述了外部電路，以幫助執行自檢和診斷。