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

3.9 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F1UVLO、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 F4DESAT/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 VDDF2 或 F3VGE 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
GUID-49E1735D-71AB-4D65-A3AE-D2A74EBF2A78-low.gif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