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
-
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
3.4 UCC217xx-Q1 的保护特性
如表 2-2 所示，可使用栅极驱动器周围的集成和辅助电路来防止各种失效对系统的影响。表 3-1 显示了这些系统影响和潜在失效，以及可用于防止这些影响和潜在故障的栅极驱动器电路的集成和辅助电路。
系统模块中的潜在失效位置如图 3-2 所示，分为 (F1) PMIC 失效、(F2) MCU 失效、(F3) 驱动器失效或 (F4) 电机/机械失效。
表 3-1 使用 UCC217xx-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 | UCC217xx-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 + 中断信号 | OVLO + 中断信号 |
| 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工艺 | 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 (UCC21750) 或 OC (UCC21732/10) 自检 UVLO/OVLO 自检 |
| 意外的电机关断/扭矩干扰 | 栅极对地短路或 VDD | F2 或 F3 | 不适用 | VGE 监控并与带中断的 PWM 进行比较 |
| 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 | VCE/VDS 监控 |
| 扭矩干扰 | 开关管过热 | F1、F2 或 F4 | 具有集成偏置电流的集成隔离式检测 | 不适用 |
| 扭矩干扰 | 开关管栅极氧化物击穿 | F2 或 F4 | 短路钳位至 VDD | 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 | 集成隔离传感 | 不适用 |
图 3-2 可能的牵引逆变器系统级失效和使用 UCC21732-Q1 的保护电路