ZHCABU4B June 2020 – October 2022 UCC21710-Q1 , UCC21732-Q1 , UCC5870-Q1
- 使用隔离式 IGBT 和 SiC 栅极驱动器的 HEV/EV 牵引逆变器设计指南
- 1引言
- 2HEV/EV 概要
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3HEV/EV 牵引逆变器驱动级的设计
- 3.1 UCC217xx-Q1 简介
- 3.2 使用 UCC217xx-Q1 设计牵引逆变器驱动系统
- 3.3 保护特性的说明
- 3.4 UCC217xx-Q1 的保护特性
- 3.5 UCC217xx-Q1 保护和监控特性描述
- 3.6 UCC5870-Q1 简介
- 3.7 使用 UCC5870-Q1 设计牵引逆变器驱动系统
- 3.8 保护特性的说明
- 3.9 UCC5870-Q1 的保护特性
- 3.10 UCC5870-Q1 保护和监控特性描述
- 4隔离式偏置电源架构
- 5总结
- 6参考文献
- 7修订历史记录
3.9 UCC5870-Q1 的保护特性
如 UCC217xx-Q1 系列的表 3-1 中所示，通过栅极驱动器集成功能可降低潜在和单点失效的风险。其中概述了集成电路和辅助电路都是更好地覆盖失效模式的方法。表 3-2 显示了与栅极驱动器相关的潜在失效模式，潜在系统影响和 UCC5870-Q1 集成特性。在这种情况下，用于缓解失效模式的每个关键栅极驱动器功能都集成到驱动器中，而不是外部实现。
图 3-16 显示了失效位置的系统块可视化，其中 (F1)是 PMIC 失效，(F2) 是 MCU 失效，(F3) 是驱动器失效，(F4) 是电机/机械失效。
表 3-2 使用 UCC5870-Q1 的保护和诊断特性
| 系统影响 | 驱动器和/或逆变器相关失效 | 潜在失效位置 | UCC5870-Q1 集成特性 | 外部电路特性 |
|---|---|---|---|---|
| 扭矩干扰 | 驱动器电源过压或欠压 | F1 | UVLO、OVLO + 中断信号 | 不适用 |
| 意外换向 | 栅极驱动器脉冲宽度偏移 | F2 或 F3 | 低延迟电容隔离栅和成熟的过程 时钟和数据传输监控 发生 MCU 失效时的 ASC 输出控制 | 不适用 |
| 意外的电机关断/扭矩干扰 | 开关管短路 | F2 或 F4 | DESAT/OC 检测和中断 DESAT/OC 自检 | 不适用 |
| 意外的电机关断/扭矩干扰 | 栅极对地短路或 VDD | F2 或 F3 | VGE 监控并与带中断的 PWM 进行比较 | 不适用 |
| 电机意外关断 | 栅极信号错误或 dv/dt 检测电流导致的开关管击穿 | F2 | 抗击穿逻辑和米勒钳位（内部或外部） | 不适用 |
| 扭矩干扰 | 开关管过压 | F2 | 两级关断和/或软关断 使用 ADC VCE 钳位的 VCE/VDS 监控 | 不适用 |
| 扭矩干扰 | 开关管过热 | F1、F2 或 F4 | 具有偏置电流的集成 ADC | 不适用 |
| 扭矩干扰 | 开关管栅极氧化物击穿 | F2 或 F4 | 短路钳位 | 不适用 |
| 扭矩干扰 | 输入电源悬空时开关管误导通 | F1 或 F2 | 有源下拉 | 不适用 |
| 扭矩干扰/电机意外关闭 | 电源系统直流总线过压/欠压 | F1 或 F4 | 集成 ADC | 不适用 |
图 3-16 可能的牵引逆变器系统级失效和使用 UCC5870-Q1 的保护电路