ZHCABU4B June 2020 – October 2022 UCC21710-Q1 , UCC21732-Q1 , UCC5870-Q1
在牵引逆变器的设计和实施过程中,必须考虑所有失效模式,以确保安全高效地运行。表 2-2 中显示了一些可能影响电机性能的机械或电子失效,这些失效与逆变器系统有关。本应用手册将不讨论电机短路或因机械失效而开路等原因,而是更详细地讨论从电力电子米6体育平台手机版_好二三四的有利位置发生的失效以及本节中概述的预防机制。
牵引逆变器系统影响 | 机械原因 | 电子器件原因 | 预防机制 |
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低于扭矩 | 线圈短路或开路 | IGBT 短路或开路 | IGBT 保护 |
栅极驱动器损坏 | 自检和诊断 | ||
栅极驱动器输出锁存 | |||
栅极驱动器逻辑错误 | |||
隔离失效 | |||
MCU 失效 | MCU 看门狗 | ||
PMIC 失效 | PMIC 监测器 | ||
传感器失效 | 冗余传感 | ||
超过扭矩 | 不适用 | MCU 失效 | MCU 看门狗 |
传感器失效 | 冗余传感 | ||
意外的电机换向 | 不适用 | MCU 失效 | MCU 看门狗 |
意外的电机关断/无输出 | 线圈短路或开路 | IGBT 短路或开路 | IGBT 保护 |
直流总线失效 | 电压监视器 | ||
MCU 失效 | MCU 看门狗 | ||
PMIC 失效 | PMIC 监测器 |
如前所述,施加到电机三个绕组上的电压决定了电机的速度和扭矩。各种事件都可能会导致干扰。逆变器中的功率开关器件(从现在开始称为 IGBT)可能会由于机械失效、过热等原因而短路或开路。如果由于过热或机械原因而损坏、具有锁存输出、接收到来自 MCU 的错误信号或遇到隔离栅故障,栅极驱动器本身可能成为失效源。为了涵盖各种潜在失效,栅极驱动器和辅助电路用于监控开关管是否存在短路、适当的栅极电压和其他信号,以保护 IGBT 和栅极驱动器。此外,还包含电路,用于在运行周期后发生潜在失效的情况下对关键功能执行自检。除了栅极驱动电路外,MCU 或 PMIC 还应具有冗余监控电路,以防止控制器失效或电源失效。
以下各节介绍了 UCC217xx-Q1 和 UCC5870-Q1 驱动器,它们的集成保护和诊断功能,以及它们如何简化牵引逆变器系统的设计。必要时还描述了外部电路,以帮助执行自检和诊断。