8 直流链路有源放电

每个电动汽车牵引逆变器都需要一个直流链路有源放电作为安全关键型功能。在以下条件和要求下，需要使用放电电路释放直流链路电容器中的能量：

• 在紧急情况下或维修期间，系统中的电压必须在 2 秒内可安全触摸
• 在车辆 key-off 时，直流链路电容器必须保持放电状态
• 系统级安全要求 ASIL D
• 应能够独立于 MCU 运行，以防 MCU 发生失效

TI 有多种有源放电设计，可满足不同的系统级要求：

• 使用 TPSI3050-Q1 的功率晶体管开关控制。TPSI3050-Q1 增强型隔离式开关驱动器具有一个集成的 10V 栅极电源，无需辅助偏置电源即可驱动放电电源开关。
• 使用 AFE539F1-Q1 器件的受控 PWM。AFE539F1-Q1 智能 AFE 具有用于 PWM 和自定义波形发生器的内置非易失性存储器。该器件增加了编程和逻辑功能，无需在基于 DAC 的电路、基于 MCU 的电路和完全分立式电路之间使用软件。图 8-1 和图 8-2 显示了设计方框图和测试波形。

• 通过电源模块上的线性偏置或基于 PWM 的脉冲线性开关构成短路，对功率级进行放电。TI 具有三态功能的隔离式栅极驱动器支持使用分立式模拟电路通过电源模块进行有源放电。放电曲线镜像到电容器两端的电流源基准，其中 100µA 恒定灌电流代表 1A 恒定放电电流。栅极电压稳压器会调节栅源极电压，并将电源模块驱动到线性区域。
• 通过电机绕组进行能量放电。可以将基于绕组的放电分成多个级。这些级包括快速放电级或总线电压调节级。生成较大的 d 轴电流会快速降低直流链路能量，而 q 轴电流必须为零。TI Sitara 或 C2000 MCU 的快速环路控制和安全 隔离式栅极驱动器具有串行外设接口 (SPI) 可编程性，六个 ADC 通道可提供可靠且平稳的受控放电。