IGBT IPM:保护功能和工作时序

IGBT IPM控制电源欠压误动作防止功能(UVLO)

本文的关键要点

・控制电源电压欠压误动作防止电路(UVLO),在控制电源电压下降到规定电压以下时会启动。

・虽然HVIC(High Side Gate Driver)和LVIC(Low Side Gate Driver)中均配备了UVLO电路,但FO信号(错误输出)仅在LVIC的UVLO启动时输出。

 

 

本文将探讨第二个主题,通常被简称为“UVLO”、一种可防止控制电源欠压时发生误动作的功能。

  • 短路电流保护功能(SCP)
  • 控制电源欠压误动作防止功能(UVLO)
  • 热关断保护功能 (TSD)*仅限BM6337xS
  • 模拟温度输出功能(VOT)VOT)
  • 错误输出功能(FO)
  • 控制输入(HINU、HINV、HINW、LINU、LINV、LINW)

控制电源欠压误动作防止功能(UVLO)

如果控制电源电压降低,IGBT的栅极电压也会降低,可导致IGBT性能下降等问题,因此需要在推荐电源电压范围内使用相关产品。当控制电源电压下降到规定的电压以下时,控制电源欠压误动作防止电路(UVLO:Under Voltage Lock Out,欠压锁定)就会启动。

HVIC(High Side Gate Driver)的浮动电源VBS和LVIC(Low Side Gate Driver)的控制电源VCC均配备了UVLO电路,但FO信号(错误输出)仅在LVIC的UVLO启动时输出。下表中列出了各控制电源电压范围内的IPM工作状态。

控制电源电压范围[V](VCCVBS 工作状态
0~4.0 这不是HVIC和LVIC的正常工作电压范围,因此无法保证UVLO和FO信号输出等各种保护功能的工作。由于外部噪声干扰等可能会导致IGBT误导通,因此不可在打开控制电源之前启动DC-LINK电压。
4.0~VCCUVR(VCC)、VBSUVR(VBS) UVLO工作并输出FO信号。
VCCUVR~13.5(VCC)
VBSUVR~13.0(VBS)
虽然执行开关工作,但由于超出了推荐的工作电压范围,因此VCESAT和开关损耗可能会增加,结温可能会升高。
13.5~16.5(VCC)
13.0~18.5(VBS)
在推荐的工作电压范围内,正常工作。
16.5~20.0(VCC)
18.5~20.0(VBS)
虽然执行开关工作,但由于超出了推荐的工作电压范围,因此开关速度很快,噪声增加。另外,短路耐受时间不足,有损坏的可能性。
20.0~ HVIC和LVIC均有损坏的可能性。如果有可能超出额定值,建议配置约1W的齐纳二极管(20~22V)。

LVCC控制电源欠压误动作防止功能的工作时序(配备于LVIC)

下面是配备于LVIC侧的LVCC控制电源欠压误动作防止功能的工作时序和时序图。b1~b8的工作说明是时序图中对应编号处的动作。

  1. b1:LVCC上升,在VCCUVR处释放,在下一个LIN上升沿开始工作(通过LIN对各相输入,各相恢复正常状态)
  2. b2:正常工作过程中,IGBT导通时流过输出电流Ic
  3. b3:当LVCC下降到低于VCCUVT时,保护功能启动
  4. b4:关断下侧桥臂各相的IGBT(无论LIN输入如何都关断)
  5. b5:当FO输出(90µs Min)、UVLO=H期间在90μs以内时。如果UVLO=H期间在90μs以上,在UVLO=H期间(直到LVCC恢复所需的时间段)输出FO(FO=L)
  6. b6:当LVCC恢复时,在VCCUVR处释放
  7. b7:即使在LIN=H(虚线)时被释放,直到下一个LIN上升沿IGBT仍保持关断状态
  8. b8:正常工作。IGBT导通,流过输出电流Ic

ローム第3世代のIGBT IPMであるBM6337xS-xx/BM6357x-xxシリーズ。LVCC制御電源電圧低下時誤動作防止機能の動作シーケンス(LVICに搭載)

VBS控制电源欠压误动作防止功能的工作时序(配备于HVIC)

接下来,我们来看配备于HVIC侧的VBS控制电源欠压误动作防止功能的工作时序和时序图。同样,c1~c7的工作说明是时序图中对应编号处的动作。

  1. c1:VBS上升,在VBSUVR处被释放,在下一个HIN上升沿开始工作
  2. c2:正常工作过程中,IGBT导通,流过输出电流Ic
  3. c3:当VBS下降到低于VBSUVT时,保护功能启动
  4. c4:仅相关相的IGBT关断(无论HIN输入如何都关断),FO不输出(保持H)
  5. c5:当VBS恢复时,在VBSUVR处释放
  6. c6:即使在HIN=H(虚线)时被释放,直到下一个HIN上升沿IGBT仍保持关断状态
  7. c7:正常工作。IGBT导通,流过输出电流Ic

ローム第3世代のIGBT IPMであるBM6337xS-xx/BM6357x-xxシリーズ。VBS制御電源電圧低下時誤動作防止機能の動作シーケンス(HVICに搭載)

【资料下载】IGBT基础

IGBT是具有代表性的功率器件之一,被广泛应用于包括电机驱动在内的众多领域。在本手册中,将介绍IGBT的基础知识,包括基于IGBT特点的适用范围和应用示意图、结构和工作原理、以及与其他功率器件的比较和区分使用等内容。

IGBT IPM的短路电流保护功能(SCP)

支持电子设备进一步降低功耗的第5代平面型肖特基势垒二极管

相关文章

  1. igbt2-2-f01

    IGBT IPM的短路电流保护功能(SCP)

  2. IGBT

    IGBT IPM:保护功能和工作时序

基础知识

EMC


TECH INFO

  • Sugiken老师的电机驱动器课堂
  • 重点必看
  • 技术分享
  • Arduino入门指南
  • Raspberry Pi初学者指南
  • 技术动态
PAGE TOP