1. 上下臂控制电源端子 V CCH,V CCL 和 COM 1.1 上臂和下臂控制电源端子 VCCH,VCCL 的电压范围通常情况下, 此 IPM 的控制和门极驱动电源为由 V CCH V CCL 和 COM 端子相连的 15V 直流电源提供正常工作时的电压范围为 15V±10% 表格 3-1

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第 3 章控制端子的详细说明内容页码 1. 下臂电源端子 V CCH,V CCL 和 COM 3-2 2. 上臂电源端子 VB(U,V,W) 3-6 3. 内部 BSD( 自举二极管 ) 功能.... 3-9 4.

1 第 3 章控制端子的详细说明内容页码 1. 下臂电源端子 V CCH,V CCL 和 COM 上臂电源端子 VB(U,V,W) 内部 BSD( 自举二极管 ) 功能控制信号输入端子 IN(HU,HV,HW),IN(LU,LV,LW) 过电流保护输入 IS 故障状态输出 VFO 温度传感器输出 TEMP 过温保护

2 1. 上下臂控制电源端子 V CCH,V CCL 和 COM 1.1 上臂和下臂控制电源端子 VCCH,VCCL 的电压范围通常情况下, 此 IPM 的控制和门极驱动电源为由 V CCH V CCL 和 COM 端子相连的 15V 直流电源提供正常工作时的电压范围为 15V±10% 表格 3-1 说明的是各种控制电源电压下 IPM 的特性应利用低阻抗电解电容和高频去耦电容连接于端子最近处对控制电源进行充分的滤波电源的高频噪音可能导致内部控制 IC 误操作, 并发出错误的故障信号为避免此类问题, 应将电源的最大波动控制在 ±1V/μs 以内由于 COM 端子电位与 N(*) *1 电源端子处的电位不同所有控制电路和逆变器电路的基准电位都是 COM 端子电位, 而非 N(*) *1 端子, 这一点很重要如果电路连接错误, 分流电阻会有电流流过, 过电流保护功能有误动作的可能性通常, 最好的做法是将 COM 端子作为 PCB 布局中的地主控制电源连接至自举电路, 为上臂门极驱动建立浮动电源当上臂控制电源电压 (V CCH ) 下降至 V CCH UV( 欠电压跳闸保护电压 ) 以下, 则尽管存在输入信号, 但仅此触发通道的上臂 IGBT 处于关断状态当下臂控制电源电压 (V CCL ) 下降至 V CCL UV( 欠电压跳闸保护电压 ) 以下, 则尽管存在输入信号, 所有相的下臂 IGBT 均处于关断状态表.3-1 上下臂控制电源电压 V CCH, V CCL 各范围段的工作状态控制电压范围 [V] 0 ~ 4 4 ~ ~ 13.5 工作状态 IPM 没有工作欠电压保护 (UV) 和故障输出不工作主端子 P-N 电压的 dv/dt 噪音可能会触发 IGBT 误动作 IPM 开始工作, 进入欠电压保护 (UV) 状态即使存在输入信号也不会开关动作, 产生故障输出信号 VFO 欠电压保护复位 IGBT 根据门极输入信号来进行开关动作驱动电压低于推荐范围, 所以导通损耗和开关损耗将大于正常状态时的损耗在 VB(*) *2 初始充电后 VB(*) 达到 V B(ON) 之前, 上臂 IGBT 将无法工作 13.5 ~ 16.5 正常运行这是推荐的工作条件 16.5 ~ 以上 IPM 仍然在开关工作因为驱动电压高于推荐的范围,IGBT 开关的更快, 会增加系统噪音而且即使设计了合理的过电流保护, 但短路电流峰值会非常大甚至可能会导致 IPM 被破坏此 IPM 的控制电路可能被损坏必要时, 建议在每对控制电源端子之间插入稳压二极管 *1 N(*) : N(U), N(V), N(W) *2 VB(*) : VB(U)-U, VB(V)-V,VB(W)-W 3-2

3 1.2 上下臂控制电源端子 VCCH,VCCL 的欠电压保护功能图.3-1 显示的是上下臂控制电源 (V CCH,V CCL ) 的欠电压保护电路示意图, 图.3-2 和图.3-3 显示的是 V CCH 和 V CCL 的欠电压保护动作的工作时序如图.3-1 所示有二极管分别连接在 V CCH 和 COM 端子之间,V CCL 和 COM 端子之间这类二极管是为了在浪涌电压冲击时保护 IPM 而内置的, 不得将其视为电压钳位二极管使用, 以免 IPM 产生重大问题和破坏 C3 + C4 <BSD> R D VB(U,V,W) P V CCH <HVIC> internal supply V CCH UV in R HV level shift R Driver VB OUT IGBT(H) U,V,W GND Vs V CCL <LVIC> internal supply V CCL UV (OH) OC in R Driver U,V,W OUT C1 + C2 VFO GND FO Alarm timer IGBT(L) COM N(U,V,W) 图.3-1 上下臂控制电源 V CCH, V CCL 的欠电压保护电路 3-3

4 输入信号 V CCL 电源电压 20µs >20µs V CCL(ON) VCCL(OFF) V CCL(ON) VCCL(OFF) V CCL(ON) 下臂 IGBT 集电极电流 UV 检测 UV 检测 UV 检测 VFO 输出电压 t FO 20µs(min.) t FO <1> <2> <3> <4> <3> 图.3-2 V CCL 欠电压保护 ( 下臂 ) 的工作时序 <1> 当 V CCL 低于 V CCL(ON) 时, 所有相的下臂 IGBT 均处于关断状态 V CCL 上升到 V CCL(ON) 以上后, 故障输出 VFO 被激活 ( 低电平跳至高电平 ) 此时, 下臂的 IGBT 根据随后的输入信号开始进行开关动作 <2> 当 V CCL 下降至 V CCL(OFF) 以下时, 故障输出 VFO 被激活, 且所有相的下臂 IGBT 仍保持为关断状态电压跌落时间小于 20μs 时, 因为故障输出脉冲宽度最小值 t FO =20us(min), 忽略这段时间内的输入信号, 所有相的下臂 IGBT 处于关断状态 <3> 在 t FO 后, 当 V CCL 高于 V CCL(ON) 时, 对欠电压保护动作 (UV) 进行复位, 且故障输出 VFO 被同时复位此时, 下臂的 IGBT 根据随后的输入信号再次进行开关动作 <4> 当电压跌落时间超过 t FO 时, 输出同等时间宽度的故障输出脉宽, 这段时间所有相的下臂 IGBT 处于关断状态 3-4

5 输入信号 V CCH 电源电压 20ms >20us V CCH(ON) VCCH(OFF) V CCH(ON) VCCH(OFF) V CCH(ON) UV 检测 UV 检测 UV 检测上臂 IGBT 集电极电流 VFO 输出电压 : 高电平 ( 无故障输出 ) <1> <2> <3> <2> <3> 图.3-3 V CCH 欠电压保护 ( 上臂 ) 的工作时序 <1> 当 V CCH 低于 V CCH(ON) 时, 所有上臂 IGBT 均处于关断状态当 V CCH 超过 V CCH(ON) 时, 上臂的 IGBT 根据随后的输入信号开始进行开关动作故障输出电压 VFO 不变化 ( 高电平 ), 不取决于 V CCH <2> 当 V CCH 下降至 V CCH(OFF) 以下时, 所有上臂 IGBT 处于关断状态但故障输出 VFO 仍保持高电平 <3> 欠电压保护动作 (UV) 复位后, 上臂的 IGBT 根据随后的输入信号再次进行开关动作 3-5

6 2. 上臂驱动电源端子 VB(U,V,W) 2.1 上臂 IGBT 驱动电源端子 VB(U,V,W) 的偏置电压范围 VB(*) 是 VB(U,V,W) 电压和 U,V,W 之间的电压差, 在 IPM 内部给 HVIC 供电电源范围必须为 13.0~18.5V, 以确保 HVIC 可完全驱动上臂 IGBT IPM 内置 VB(*) 的欠电压保护动作 (UV) 功能, 以确保如果 VB(*) 电压下降至规定电压以下, 上臂 IGBT 将无法驱动该功能可以防止 IGBT 在高功耗模式下工作应注意,VB(*) 的欠电压保护动作 (UV) 关断 IGBT 的功能仅对上臂有效且此时不会有故障输出使用自举电路时, 上臂 IGBT 驱动电源可由一个公共的上下臂控制电源组成而传统的 IGBT 上臂驱动需要三个独立的浮地电源提供电力上臂驱动电源是通过开通下臂 IGBT 进行充电或利用续流电流流过下臂 FWD 的瞬间进行充电表格 3-2 描述的是多种控制电源条件下的 IPM 的特性应利用直接连接在端子上的低阻抗电解电容和的高频去耦电容对控制电源进行充分的滤波, 因为电源的高频噪音可能导致 IPM 误动作上臂驱动电源电压 (VB(U)-U,VB(V)-V 和 VB(W)-W) 降至欠电压保护动作 (UV) 电平以下时, 尽管存在输入信号, 但仅此触发通道的上臂 IGBT 处于关断状态表.3-2 各上臂驱动电源电压 VB(*) 各范围段的工作状态上臂驱动电压范围 [V] 0 ~ 4 4 ~ ~ 13 工作状态 IPM 没有工作欠电压保护 (UV) 和故障输出不工作主端子 P-N 电压的 dv/dt 噪音可能会触发 IGBT 误动作 IPM 开始工作, 进入欠电压保护 (UV) 状态即使存在输入信号也不会开关动作欠电压保护复位上臂 IGBT 根据门级输入信号来进行开关动作上臂驱动电压低于推荐范围, 所以导通损耗和开关损耗将大于正常状态时的损耗 13 ~ 18.5 正常运行这是推荐的工作条件 18.5 ~ 以上上臂 IGBT 仍然在开关工作因为驱动电压高于推荐的范围,IGBT 开关的更快, 会增加系统噪音而且即使设计了合理的过电流保护, 但短路电流峰值会非常大甚至可能会导致 IPM 被破坏此 IPM 的控制电路可能被损坏必要时, 建议在每对控制电源端子之间插入稳压二极管 3-6

7 2.2 上臂驱动电源端子 VB(U,V,W) 的欠电压保护功能图.3-4 显示的是上臂控制电源 (VB(U)-U,VB(V)-V 和 VB(W)-W) 的欠电压保护电路示意图图.3-5 显示的是 VB(U)-U,VB(V)-V 和 VB(W)-W 的欠电压保护动作时的工作时序如图.3-4 所示有二极管分别连接至 VB(U,V,W) 与 U,V,W 之间和 VB(U,V,W) 与 COM 端子之间这类二极管是为了在浪涌电压冲击时保护 IPM 而内置的, 不得将其视为电压钳位二极管使用, 以免 IPM 产生重大问题和破坏 C3 + C4 <BSD> R D VB(U,V,W) P V CCH <HVIC> VB UV in R Driver VB OUT IGBT(H) U,V,W GND Vs <LVIC> V CCL C1 + C2 VFO FO Alarm V CCL UV timer OC GND U,V,W OUT IGBT(L) COM N(U,V,W) 图.3-4 上臂驱动电源 VB( * ) 的欠电压保护电路 3-7

8 输入信号 VB(*) 电源电压 20ms >20us V B(ON) VB(OFF) V B(ON) VB(OFF) V B(ON) UV 检测 UV 检测 UV 检测集电极电流 VFO 输出电压 <1> <2> <3> <2> <3> 图.3-5 VB( * ) *1 欠电压保护动作的工作时序 ( 上臂 ) <1>VB(*) 低于 V B(ON) 时, 上臂 IGBT 处于关断状态 VB(*) 高于 V B(ON) 时, 上臂的 IGBT 根据随后的输入信号开始进行开关动作故障输出电压 VFO 不变化 ( 高电平 ), 不取决于 VB(*) <2> 当 VB(*) 降至 V B(OFF) 以下时, 上臂 IGBT 仍处于关断状态但故障输出 VFO 保持高电平 <3> 欠电压保护 (UV) 复位后, 上臂的 IGBT 根据随后的输入信号再次进行开关动作 *1 VB(*) : VB(U)-U,VB(V)-V,VB(W)-W 3-8

9 3. 内部 BSD( 自举二极管 ) 的功能产生 VB(*) 上臂驱动电源的方法有很多, 其中之一便是这里所述的自举电路此方法的优点是简单便宜但是占空比和导通时间受到自举电容充放电要求的限制如图.3-6 图.3-8 和图.3-11 所示的电流路径, 自举电路由一个带电阻的内置自举二极管和一个外部电容构成 3.1 逆变器运行时自举电容的充电和放电自举电容 (C) 的充电操作时序 < 时序 ( 图.3-7) : 下臂 IGBT 开通 ( 图.3-6)> 下臂 IGBT 处于开通状态时, 利用以下公式计算自举电容上的充电电压 Vc(t1) C Vc(t1) = VCC-VF-VCE(sat)-Ib R 瞬态 Vc(t1) VCC 稳态 VF : 自举电路二极管的正向电压 (D) VCE(sat) : 下臂 IGBT 的饱和电压 R : 自举电路电阻 (R) Ib : 自举电路的充电电流 VCCH <BSD> VB(U,V,W) R D <HVIC> VB OUT GND Vs P IGBT(H) OFF U,V,W 下臂 IGBT 关断后电机电流将通过上臂 FWD 的续流路径一旦 VS 的电位升高到以上时, 对 C 的充电停止, 上臂驱动电路消耗了电流, 自举电容的电压开始逐步缓慢下降 ON IGBT(L) COM N(U,V,W) 图.3-6 充电操作的电路图 *1 VB(*) : VB(U)-U,VB(V)-V,VB(W)-W 上臂 IGBT 的门极信号开通下臂 IGBT 的门极信号开通自举电容的电压 (Vc) Vc(t1) 因上臂 IGBT 的驱动电路消耗了电流而下降 Vs C 的自发放电图.3-7 充电操作的时序图 3-9

10 < 时序 ( 图.3-9) : 下臂 IGBT 关断, 下臂 FWD 开通 ( 流过续流电流 ) ( 图.3-8)> C 下臂 IGBT 关断, 下臂 FWD 开通时, 意味着续流电流通过下臂 FWD, 自举电容上的电压 Vc(t2) 计算如下 : Vc(t2) = VCC-VF+VF(FWD)-Ib R 暂态 Vc(t2) VCC 稳态 VF : 自举电路二极管的正向电压 (D) VF(FWD) : 下臂 FWD 的正向电压 R : 自举电路电阻 (R) Ib : 自举电路的充电电流下臂 IGBT 和上臂 IGBT 均为关断时, 续流电流持续通过下臂 FWD 的续流路径 VCCH <BSD> VB(U,V,W) R D <HVIC> VB OUT GND Vs COM N(U,V,W) - + P IGBT(H) OFF U,V,W OFF IGBT(L) 因此 V S 的电位降至 FWD 的 V F 时, 然后自举电容进行再次充电恢复到设定的电位当上臂 IGBT 开通,V S 的电位升至以上时, 向自举电容的充电停止, 驱动电路消耗了电流, 自举电容的电压开始逐步缓慢下降图.3-8 下臂 FWD 在开通状态下的充电操作的电路图上臂 IGBT 的门极信号 ON ON ON 下臂 IGBT 的门极信号 OFF (FWD:ON) (FWD:ON) (FWD:ON) 自举电容的电压 (Vc) Vs Vc(t2) 由于上臂 IGBT 的驱动电路消耗了电流而下降图.3-9 下臂 FWD 开通状态下的充电操作的时序图 3-10

11 3.2 设置自举电容的最小开通 / 关断脉冲宽度自举电容的参数的计算方式为 : t1 C Ib dv * t1 : 上臂 IGBT 的最大开通脉冲宽度 * Ib : 上臂的驱动电流 ( 取决于温度和频率特性 ) * dv: 允许的放电电压 ( 见图.3-10) 计算出的电容应加上一定的裕量自举电容一般为计算值的 2 到 3 倍下臂 IGBT 推荐的最小开通脉冲宽度 (t2) 基本为能完全将在开通期间的放电电压 (dv) 的能量再次充满的 C R 时间常数但是, 如果是上臂 IGBT 开关工作, 下臂 FWD 开通时的充电模式 ( 时序图.3-10)), 最小开通脉冲宽度 (t2) 就该为能在上臂 IGBT 关断阶段将开通阶段消耗的电力再次充满的时间常数最小脉宽是, 在下臂 IGBT 的最小开通脉宽或上臂 IGBT 的最小关断脉冲中最短的 t 2 R C dv Vb (min) * R : 自举电路二极管的串联电阻 ΔRF(BSD) * C : 自举电容 * dv: 允许的放电电压 * : 上下臂控制电源的电压 ( 例如 15V) * Vb(min) : 上臂 IGBT 驱动电源的最小电压 ( 在欠电压保护复位电压上增加一定裕量, 例如 14V) 上臂 IGBT 的门极信号下臂 IGBT 的门极信号 t1 t2 dv dv 自举电容电压 (Vb) Vs 因上臂 IGBT 驱动电路的电流消耗而下降图.3-10 充电和放电操作的时序图 3-11

12 3.3 初次充电时自举电容的设置 C 启动逆变器前需对自举电容初次充电脉冲宽度或脉冲数应足够使自举电容完全充满 <BSD> VB(U,V,W) R D P 比如说电容为 10μF 的自举电路的充电时间约为 2ms, <HVIC> 以供参考 VCCH VB OUT IGBT(H) OFF GND Vs U,V,W COM N(U,V,W) ON IGBT(L) 图.3-11 初次充电操作的电路图母线电压 V (P-N) 上下臂控制电源电压 PWM 启动上臂驱动电源电压 Vb(*) 下臂 IGBT 的门信号 ON 初次充电时间图.3-12 初次充电操作的时序图 3-12

13 4. 输入端子 IN(HU,HV,HW), IN(LU,LV,LW) 4.1 输入端子连接图.3-13 显示为 MPU 与 IPM 之间的输入接口电路此外, 输入端子也可直接连接至 MPU 输入端子内置下拉电阻, 无需外部下拉电阻, 输入逻辑是高电平有效, 没有必要内置上拉电阻信号线如果比较长会更容易受到噪音干扰, 请用 RC 滤波电路去噪 ( 图.3-13 中用虚线表示的部分 ) RC 的值可根据应用中的 PWM 控制方式及 PCB 布局中的布线阻抗来调整 MPU IN(HU), IN(HV), IN(HW) IN(LU), IN(LV), IN(LW) COM 图.3-13 推荐的 IN(HU,HV,HW), IN(LU,LV,LW) 端子的 MPU I/O 接口电路 3-13

14 4.2 输入端子电路此 IPM 的输入逻辑为高电平有效这样就避免了在启动或停止操作过程中控制电源和输入信号之间的时序限制因此, 系统可自动防止故障另外, 下拉电阻内置于每个输入端子内 ( 见图.3-14) 因此无需外部下拉电阻, 从而减少了所需的外部元件除此之外, 利用低输入信号阈值电压可直接连接至一个 3.3V 电源的 MPU MPU 输出与 IPM 的输入之间使用外部滤波电阻时, 如图.3-14 所示, 需要考虑输入端子的下拉电阻, 请注意输入端子的信号电压需要在阈值电压以上如图.3-14 所示有二极管分别连接在 V CCL 和 IN(HU, HV, HW, LU, LV, LW) 之间及 IN(HU, HV, HW, LU, LV, LW) 和 COM 端子之间这类二极管是为了在浪涌电压冲击时保护 IPM 而内置的, 不得将其视为电压钳位二极管使用, 以免 IPM 产生重大问题和破坏 VB(U,V,W) <BSD> R D P <HVIC> V CCH IN(HU) IN(HV) IN(HW) IN + - Input Noise Filter R HV level shift R Driver VB OUT Vs IGBT(H) U,V,W GND V CCL <LVIC> internal supply IN(LU) IN(LV) IN(LW) U IN V IN W IN + - Input Noise Filter Delay R Driver U,V,W OUT IGBT(L) GND COM N(U,V,W) 图.3-14 输入端子 IN(HU,HV,HW), IN(LU,LV,LW) 电路 3-14

15 4.3 IGBT 驱动状态与输入控制信号脉冲宽度 t IN(ON) 是 IGBT 从无任何误动作关断变为开通所需的最小控制信号脉冲宽度,t IN(OFF) 是 IGBT 从无任何误动作开通变为关断所需的最小控制信号脉冲宽度图.3-15 和图.3-16 所示为各种控制信号脉宽下 IGBT 的驱动状态状态 A: 即使输入控制信号的开通脉宽小于 t IN(ON) 的最小值时,IGBT 也可能开通此外, 小于 t IN(ON) 的最小值时,U-COM,V-COM,W-COM 端子之间印加了 -5V 以下的电压的时, 可能存在由于误动作没有关断的情况状态 B: 正常工作状态下,IGBT 在线性领域工作状态 C: 即使输入控制信号的关断脉宽小于 t IN(OFF) 的最小值时,IGBT 也可能关断此外, 小于 t IN(OFF) 的最小值时,U-COM,V-COM,W-COM 端子之间印加了 -5V 以下的电压的时, 可能存在由于误动作没有开通的情况状态 D: 正常状态下,IGBT 完全关断非保证范围保证范围 A B 0 tin(on) 最小值图.3-15 IGBT 驱动状态与输入控制信号的开通脉冲宽度非保证范围保证范围 C D 0 tin(off) 最小值图.3-16 IGBT 驱动状态与输入控制信号的关断脉冲宽度 3-15

16 5. 过电流保护检测端子 IS 过电流保护 (OC) 功能是通过检测 IS 端子上 N(*) *1 和 COM 端子间连接得外部分路电阻上的电压, 输出故障输出以及对下臂 IGBT 进行关断的保护功能图.3-17 显示的是过电流检测输入 IS 端子的电路方框图, 图.3-18 显示的是过电流保护的工作时序为防止由于正常开关噪声或续流电流造成的 IPM 误操作, 需在 IS 端安装一个外部 RC 滤波器 ( 时间常数大约为 1.5μs) 另外,IPM 和分流电阻之间的连线越短越好 V CCL <LVIC> 如图.3-17 所示 IPM 中有二极管分别连接在 V CCL 和 IS 之间及 IS 和 COM 端子之间这类二极管是为了在浪涌电压冲击时保护 IPM 而内置的, 不得将其视为电压钳位二极管使用, 以免 IPM 产生重大问题和破坏 IS COM VFO Ref Alarm timer + - VCCL_UV (OH) R Driver N(U,V,W) 图.3-17 过电流检测 IS 端子电路图 *1 N(*) : N(U), N(V), N(W) Lower 下臂 IGBT side arm 的 Input 输入信号 signal td (IS) IS IS input 输入电压 voltage OC detected V IS (ref) VFO VFO output 输出电压 voltage >tfo(min.) t1 t2 t3 t4 图.3-18 过电流保护的工作时序 t1 : IS 输入电压不超过 V IS (ref), 同时下臂 IGBT 的正常开关 t2 : IS 输入电压超过 V IS (ref) 时, 检测到过电流 t3 : 故障状态输出电压 VFO 在经过了过电流保护延迟时间 td( IS ) 之后输出信号, 同时所有相的下臂 IGBT 被关断 td(is) 是过电流被检测出开始到故障输出被激活为止的空白时间 t4 : 经过故障输出脉冲宽度 t FO 之后, 过电流保护状态被重置根据随后的输入信号再次进行开关动作 3-16

17 VFO[V] 第 3 章控制端子的详细说明 6. 故障状态输出 VFO 如图.3-19 所示, 故障状态输出 VFO 端子可以与 MPU 直接相连 VFO 端子为开漏结构, 因此此端子应使用一个大约 10kΩ 的外部电阻上拉至 5V 或 3.3V 的逻辑控制直流电源, 建议在 MPU 和 VFO 端子之间加一个旁路电容 C1 和大于 5K 的浪涌电流限制电阻 R1 这些信号之间的连线越短越好故障状态输出 VFO 功能可以被 V CCL 的欠电压保护 (UV), 过电流保护 (OC) 和过热保护 (OH) 激活 ( 过热保护只有 6MBP15VRB060-50, 6MBP15VRC 才有内置 ) 如图.3-19 所示 IPM 中有二极管分别连接在 V CCL 和 VFO 之间以及 VFO 和 COM 端子之间连接这类二极管是为了在浪涌电压冲击时保护 IPM 而内置的, 不得将其视为电压钳位二极管使用, 以免 IPM 产生重大问题和破坏图.3-20 显示为故障状态下 VFO 端子的电压 - 电流特性图.3-19 所示为 IFO 为 VFO 端子的漏电流 +5V V CCL <LVIC> internal supply 10kΩ MPU R1 C1 VFO COM FO GND IFO Alarm timer V CCL _UV OC (OH) 图.3-19 VFO 端子和 MPU I/O 的推荐连接电路 kΩ 用 resistance 10kΩ 电阻实现上拉 to 5V pull-up 5V IFO[mA] 图.3-20 故障输出状态 VFO 端子的 VI 特性 3-17

18 Output voltage of temperature sensor: V(temp) [V] 第 3 章控制端子的详细说明 7. 温度传感器输出 TEMP 此功能仅适用于 "6MBP15VRA060-50","6MBP15VRC060-50","6MBP15VRD060-50" 图.3-21 所示为温度传感器输出 TEMP 端子可以与 MPU 直接连接建议在 MPU 和 TEMP 端子之间加上旁路电容和大于 10K 的浪涌电流限制电阻这些信号之间的连线越短越好 IPM 内置温度传感器, 根据 LVIC 的结温输出模拟电压此功能, 并非用来保护 IPM 为目的, 不会输出故障状态但是,"6MBP15VRC060-50" 内置过热保护功能, 温度如超过 TcOH 设定, 会因过热保护激活故障输出状态如图.3-20 所示 IPM 中有二极管连接在 TEMP 和 COM 端子之间这类二极管是为了在浪涌电压冲击时保护 IPM 而内置的, 不得将其视为电压钳位二极管使用, 以免 IPM 产生重大问题和破坏图.3-22 所示为 LVIC 的结温与 TEMP 端子的输出电压的特性 MPU 的电源电压为 3.3V 时, 请在 TEMP 端子上连接齐纳二极管进行电压钳位图.3-23 所示为在电源升高和下降时的 TEMP 端子的工作时序 <LVIC> VDD internal power supply Ref Temperature signal + - TEMP COM MPU 图.3-21 TEMP 端子和 MPU I/O 的推荐连接电路 5 Temperature sensor Characteristics V(temp)=f(Tj);V CCL =V CCH =V B (*)=15V 4 max 3 2 min typ Junction Temperature of LVIC:Tj(LVIC) [ c] 图.3-22 LVIC 的结温和 TEMP 输出电压特性 3-18

19 V CCL 上昇時 CCL 上升时 V V CCL 下降時 CCL 下降时 V CCL 电压電圧 V CCL(ON) V CCL(OFF) VFO VFO 端子电压端子電圧 TEMP 端子电压端子電圧 t1 t2 t3 t4 图.3-23 IPM 起动和停止时的 TEMP 端子动作时序 t1-t2 : V CCL 超过 V CCL(ON) 时,TEMP 端子的温度输出功能被激活 V CCL 未超过 V CCL(ON) 时,TEMP 端子电压几乎为 0V t2-t3 : TEMP 端子电压跟随 LVIC 的结温的上升而升高 t3-t4 : 当 V CCL 小于 V CCL(OFF) 以下时, TEMP 端子的温度输出功能被复位 TEMP 端子电压输出几乎为 0V 3-19

20 8. 过温保护本功能仅适用于 6MBP15VRB MBP15VRC 通过监测 LVIC 的结温来实施过温保护功能 TcOH 传感器的位置如图.2-2 所示如图.3-24 所示, 当 LVIC 的结温超过 TcOH 时,IPM 将关断所有相的下臂 IGBT LVIC 的结温降至 (TcOH- TcH) 以下时, 过热保护状态被复位 Lower IGBT side 下臂 arm Input 输入信号 signal Lower IGBT side 下臂 IGBT collector current 集电极电流 LVIC temperature LVIC 温度 TcOH TcH TcOH -TcH VFO VFO 输出电压 output voltage >tfo(min.) t1 t2 图.3-24 过热保护功能的时序 t1 : LVIC 的结温超过过温保护 (OH) 温度 TcOH 时, 故障状态被激活, 所有相的下臂 IGBT 被关断 t2 : 当 LVIC 的结温降至 TcOH-TcH 以下且经过了 t FO 时间后, 过热保护状态和故障状态输出被复位, 根据随后的输入信号下臂 IGBT 再次进行开关动作 TcH 为过热保护的滞后温度 3-20

华微斯帕克 SPE05M50T-A/C 说明书 Control Part 智能功率模块 (IPM), 500V/5A 3 相全桥驱动主要功能及额定参数 : 500V,5A( 脉冲峰值 )2.4A( 连续电流 ) 下臂 MOSFET 源极输出内置自举二极管 DIP23-FP SOP23-FP 特点

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1. 上下臂控制电源端子 V CCH,V CCL 和 COM 1.1 上臂和下臂控制电源端子 VCCH,VCCL 的电压范围 通常情况下, 此 IPM 的控制和门极驱动电源为由 V CCH V CCL 和 COM 端子相连的 15V 直流电源提供 正常工作时的电压范围为 15V±10% 表格 3-1

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