ZHCABU4B June 2020 – October 2022 UCC21710-Q1 , UCC21732-Q1 , UCC5870-Q1
- 使用隔離式 IGBT 和 SiC 柵極驅(qū)動器的 HEV/EV 牽引逆變器設(shè)計指南
- 1引言
- 2HEV/EV 概要
-
3HEV/EV 牽引逆變器驅(qū)動級的設(shè)計
- 3.1 UCC217xx-Q1 簡介
- 3.2 使用 UCC217xx-Q1 設(shè)計牽引逆變器驅(qū)動系統(tǒng)
- 3.3 保護(hù)特性的說明
- 3.4 UCC217xx-Q1 的保護(hù)特性
- 3.5 UCC217xx-Q1 保護(hù)和監(jiān)控特性描述
- 3.6 UCC5870-Q1 簡介
- 3.7 使用 UCC5870-Q1 設(shè)計牽引逆變器驅(qū)動系統(tǒng)
- 3.8 保護(hù)特性的說明
- 3.9 UCC5870-Q1 的保護(hù)特性
- 3.10
UCC5870-Q1 保護(hù)和監(jiān)控特性描述
- 3.10.1 初級側(cè)和次級側(cè) UVLO 和 OVLO
- 3.10.2 可編程去飽和 (DESAT) 檢測和過流 (OC)
- 3.10.3 可調(diào) 2 級或軟關(guān)斷
- 3.10.4 有源高壓鉗位
- 3.10.5 開關(guān)管柵極電壓 (VGE/VGS) 監(jiān)控
- 3.10.6 柵極閾值電壓監(jiān)控器
- 3.10.7 開關(guān)管防擊穿
- 3.10.8 主動短路 (ASC)
- 3.10.9 集成式內(nèi)部或外部米勒鉗位
- 3.10.10 隔離式模數(shù)轉(zhuǎn)換器
- 3.10.11 短路鉗位
- 3.10.12 有源和無源下拉
- 3.10.13 驅(qū)動器 IC 的熱關(guān)斷和溫度警告
- 3.10.14 時鐘監(jiān)控器和 CRC
- 3.10.15 SPI 和寄存器數(shù)據(jù)保護(hù)
- 4隔離式偏置電源架構(gòu)
- 5總結(jié)
- 6參考文獻(xiàn)
- 7修訂歷史記錄
3.9 UCC5870-Q1 的保護(hù)特性
如 UCC217xx-Q1 系列的表 3-1 中所示，通過柵極驅(qū)動器集成功能可降低潛在和單點失效的風(fēng)險。其中概述了集成電路和輔助電路都是更好地覆蓋失效模式的方法。表 3-2 顯示了與柵極驅(qū)動器相關(guān)的潛在失效模式，潛在系統(tǒng)影響和 UCC5870-Q1 集成特性。在這種情況下，用于緩解失效模式的每個關(guān)鍵柵極驅(qū)動器功能都集成到驅(qū)動器中，而不是外部實現(xiàn)。
圖 3-16 顯示了失效位置的系統(tǒng)塊可視化，其中 (F1)是 PMIC 失效，(F2) 是 MCU 失效，(F3) 是驅(qū)動器失效，(F4) 是電機/機械失效。
表 3-2 使用 UCC5870-Q1 的保護(hù)和診斷特性
| 系統(tǒng)影響 | 驅(qū)動器和/或逆變器相關(guān)失效 | 潛在失效位置 | UCC5870-Q1 集成特性 | 外部電路特性 |
|---|---|---|---|---|
| 扭矩干擾 | 驅(qū)動器電源過壓或欠壓 | F1 | UVLO、OVLO + 中斷信號 | 不適用 |
| 意外換向 | 柵極驅(qū)動器脈沖寬度偏移 | F2 或 F3 | 低延遲電容隔離柵和成熟的過程 時鐘和數(shù)據(jù)傳輸監(jiān)控 發(fā)生 MCU 失效時的 ASC 輸出控制 | 不適用 |
| 意外的電機關(guān)斷/扭矩干擾 | 開關(guān)管短路 | F2 或 F4 | DESAT/OC 檢測和中斷 DESAT/OC 自檢 | 不適用 |
| 意外的電機關(guān)斷/扭矩干擾 | 柵極對地短路或 VDD | F2 或 F3 | VGE 監(jiān)控并與帶中斷的 PWM 進(jìn)行比較 | 不適用 |
| 電機意外關(guān)斷 | 柵極信號錯誤或 dv/dt 檢測電流導(dǎo)致的開關(guān)管擊穿 | F2 | 抗擊穿邏輯和米勒鉗位（內(nèi)部或外部） | 不適用 |
| 扭矩干擾 | 開關(guān)管過壓 | F2 | 兩級關(guān)斷和/或軟關(guān)斷 使用 ADC VCE 鉗位的 VCE/VDS 監(jiān)控 | 不適用 |
| 扭矩干擾 | 開關(guān)管過熱 | F1、F2 或 F4 | 具有偏置電流的集成 ADC | 不適用 |
| 扭矩干擾 | 開關(guān)管柵極氧化物擊穿 | F2 或 F4 | 短路鉗位 | 不適用 |
| 扭矩干擾 | 輸入電源懸空時開關(guān)管誤導(dǎo)通 | F1 或 F2 | 有源下拉 | 不適用 |
| 扭矩干擾/電機意外關(guān)閉 | 電源系統(tǒng)直流總線過壓/欠壓 | F1 或 F4 | 集成 ADC | 不適用 |
圖 3-16 可能的牽引逆變器系統(tǒng)級失效和使用 UCC5870-Q1 的保護(hù)電路