NESA008 September   2022 AM2631 , AM2631-Q1 , AM2632 , AM2632-Q1 , AM2634 , AM2634-Q1 , UCC14130-Q1 , UCC14131-Q1 , UCC14140-Q1 , UCC14141-Q1 , UCC14240-Q1 , UCC14241-Q1 , UCC14340-Q1 , UCC14341-Q1 , UCC15240-Q1 , UCC15241-Q1 , UCC5870-Q1 , UCC5871-Q1 , UCC5880-Q1

 

  1.   摘要
  2.   商標
  3. 簡介
  4. 架構與趨勢
  5. 實現牽引逆變器的關鍵技術
  6. 微控制器
    1. 4.1 Sitara 系列
    2. 4.2 即時控制 MCU
  7. 隔離式閘極驅動器
  8. 低電壓偏壓電源供應器
  9. 高電壓偏壓,備援電源
  10. DC 鏈路主動放電
  11. 轉子位置感測
  12. 10隔離式電壓與電流感測
  13. 11系統工程與參考設計
  14. 12結論
  15. 13參考

DC 鏈路主動放電

每個 EV 牽引逆變器都需要 DC 鏈路主動放電,以做為重要安全功能。在以下條件和要求下,需要放電電路以釋放 DC 鏈路電容器中的能量:

  • 在緊急情況下或維修期間,系統中的電壓必須在 2 秒內能供安全觸摸
  • 在車輛鑰匙拔除時,DC 鏈路電容器必須保持放電
  • 系統級安全要求 ASIL D
  • 應可在 MCU 故障時獨立運作

TI 針對不同系統級需求提供數種主動放電設計:

  • 使用 TPSI3050-Q1進行電晶體開啟和關閉控制。TPSI3050-Q1 強化式隔離開關驅動器具備整合式 10-V 閘極電源,不需二次偏壓電源即可驅動放電電源開關。
  • 使用 AFE539F1-Q1 裝置控制 PWM。AFE539F1-Q1 智慧 AFE 具備適用 PWM 和自訂波形產生器的內建非揮發性記憶體。本裝置新增可編程性及邏輯,可省去彌補 DAC 電路、MCU 電路及整個離散電路間差距的軟體需求。圖 8-1圖 8-2 顯示設計方塊圖和測試波形。



圖 8-1 以智慧型 AFE 為基礎的 DC 鏈路主動放電
CH1:AFE539F1-Q1 輸出
CH2:閘極驅動器 (UCC27531-Q1) PWM 輸出
CH3:電阻分壓器後的 DC 鏈路電壓
CH4:SiC FET 汲極至源極電流
圖 8-2 測試波形
  • 透過電源模組上的線性偏壓或 PWM 式脈衝線性切換在功率級中放電,以構成短路。TI 具有三態功能的絕緣式閘極驅動器,可透過使用離散類比電路的電源模組進行主動放電。放電設定檔會鏡射到電容器中的電流源參考,其中 100-µA 定電流汲極代表 1-A 定放電電流。閘極電壓穩壓器可調節閘極至源極電壓,並將電源模組驅動至線性區。
  • 透過馬達繞組釋放能量。繞組式放電可分為多個階段。這些階段包括快速放電階段或匯流排電壓穩壓階段。快速產生大量 d 軸電流可減少 DC 鏈路能量,而 q 軸電流必須為零。TI Sitara 或 C2000 MCU 的快速迴路控制以及安全隔離閘極驅動器包括序列周邊介面 (SPI)可編程性,六個 ADC 通道可提供可靠且順暢的控制放電。