ZHCABU4B June   2020  – October 2022 UCC21710-Q1 , UCC21732-Q1 , UCC5870-Q1

 

  1.   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
  2. 1引言
  3. 2HEV/EV 概要
    1. 2.1 HEV/EV 架构
    2. 2.2 HEV/EV 牵引逆变器系统架构
    3. 2.3 HEV/EV 牵引逆变器系统性能影响
  4. 3HEV/EV 牵引逆变器驱动级的设计
    1. 3.1  UCC217xx-Q1 简介
    2. 3.2  使用 UCC217xx-Q1 设计牵引逆变器驱动系统
    3. 3.3  保护特性的说明
    4. 3.4  UCC217xx-Q1 的保护特性
    5. 3.5  UCC217xx-Q1 保护和监控特性描述
      1. 3.5.1 初级侧和次级侧 UVLO 和 OVLO
      2. 3.5.2 过流 (OC) 和去饱和 (DESAT) 检测
      3. 3.5.3 2 级和软关断
      4. 3.5.4 开关管栅极电压 (VGE/VGS) 监控
      5. 3.5.5 开关管防击穿
      6. 3.5.6 集成式内部或外部米勒钳位
      7. 3.5.7 隔离式模拟至 PWM 通道
      8. 3.5.8 短路钳位
      9. 3.5.9 有源下拉
    6. 3.6  UCC5870-Q1 简介
    7. 3.7  使用 UCC5870-Q1 设计牵引逆变器驱动系统
    8. 3.8  保护特性的说明
    9. 3.9  UCC5870-Q1 的保护特性
    10. 3.10 UCC5870-Q1 保护和监控特性描述
      1. 3.10.1  初级侧和次级侧 UVLO 和 OVLO
      2. 3.10.2  可编程去饱和 (DESAT) 检测和过流 (OC)
      3. 3.10.3  可调 2 级或软关断
      4. 3.10.4  有源高压钳位
      5. 3.10.5  开关管栅极电压 (VGE/VGS) 监控
      6. 3.10.6  栅极阈值电压监控器
      7. 3.10.7  开关管防击穿
      8. 3.10.8  主动短路 (ASC)
      9. 3.10.9  集成式内部或外部米勒钳位
      10. 3.10.10 隔离式模数转换器
        1. 3.10.10.1 功率晶体管的温度监控
      11. 3.10.11 短路钳位
      12. 3.10.12 有源和无源下拉
      13. 3.10.13 驱动器 IC 的热关断和温度警告
      14. 3.10.14 时钟监控器和 CRC
      15. 3.10.15 SPI 和寄存器数据保护
  5. 4隔离式偏置电源架构
  6. 5总结
  7. 6参考文献
  8. 7修订历史记录

3.10.2 可编程去饱和 (DESAT) 检测和过流 (OC)

DESAT 保护可防止功率晶体管在发生短路故障时损坏，短路故障可能是由不正确的控制信号或机械短路造成的。DESAT 输入通过外部电阻器和二极管网络监视 VCEsat (IGBT)/VDSon (MOSFET)，如图 3-17 所示。DESAT 引脚的配置与 UCC21750-Q1 相同。但是，SPI 编程可实现阈值、消隐时间、充电电流和抗尖峰脉冲滤波器的可编程性，以便更好地满足系统要求。发生故障时，它将在一个由控制器读取的状态寄存器中被指示并且也可触发 nFLT1输出。在 DESAT 故障期间，驱动器输出的关断可在通过 SPI 配置的正常软关断 (STO) 或两级关断 (2LTO) 之间进行选择。DESAT 的各种配置可根据开关类型和功率级别实现高级别的系统优化。这只能增强保护级别和缓解失效的能力。

GUID-4CA619A7-4498-4FAE-AA07-6979A6D0DBDA-low.png图 3-17 DESAT 电路配置

对于基于分流电阻器的 OCP 和 SCP，通过三个 AIX 输入（AI2、AI4、AI6）支持过流和短路保护（OCP 和 SCP），如图 3-18 所示。基于分流电阻器的 OCP/SCP 保护适用于具有集成电流检测 FET 的功率晶体管，类似于可与 UCC21710-Q1 或 UCC21732-Q1 搭配使用的配置。镜像功率晶体管电流被馈入一个电阻器，并且在 AIX 输入上监控电压。一旦 AIx 输入端的电压超过使用配置寄存器设置的阈值，就会在状态寄存器中指示故障。如果未屏蔽，nFLTx 被拉至低电平，驱动器输出进入配置寄存器定义的状态；这可以配置为正常关断、STO 或 2LTO。OCP 和 SCP 均使用消隐时间来防止转换期间意外触发错误保护，也可选择消隐时间。OCP 和 SCP、抗尖峰脉冲时序、消隐时间以及报告和驱动器操作的阈值均可通过 SPI 编程。

GUID-069D3AE1-C654-4AA0-B5E6-BFD7469DA75A-low.png图 3-18 OC 电路配置