ZHCAEF8 September   2024 UCC5880-Q1

 

  1.   1
  2.   摘要
  3. 1引言
  4. 2牵引逆变器系统要求
    1. 2.1 栅极驱动器
    2. 2.2 微控制器
  5. 3大功率测试
    1. 3.1 测试结果
  6. 4新一代微控制器
  7. 5结语
  8. 6术语
  9. 7资源

栅极驱动器

混合动力汽车/电动汽车上早期使用的栅极驱动器要简单得多。现在,系统安全要求已变得更加复杂,并实现了额外的功能来提高效率。尽管这些功能可采用分立式实现方案,但将它们整合到封装内可节省大量布板空间并降低系统成本。主动短路 (ASC)、DESAT、软关断、米勒钳位和动态可编程驱动强度只是 UCC5880-Q1 隔离式栅极驱动器中实现的功能的其中一部分。

可调驱动强度对效率的提升有很大的影响。若能采用更大电流驱动电源开关,则可以更大限度减少通断时间,从而降低开关损耗。尽管这种强大的驱动能力可提高逆变器效率,但不能一直使用。快速开关可在轻负载条件下和电池电压较低时带来优势,而慢速开关主要用于重负载。每个电源模块都有特定的最大电压额定值(例如,EAB450M12XM3 的最大电压额定值为 1200V)。由于存在杂散电感,更强的开关会导致更高的电压过冲,因此接近模块的电压限制。如果栅极驱动器继续以这种方式开关,则会给电源模块带来应力,从而缩短寿命。具有可调栅极驱动强度的另一个好处是 EMI 改进。更改 dv/dt 可改善第二个转角频率之后的 EMI。图 2-1图 2-2 分别展示了在 800V 直流链路电压、7000rpm 和 150Nm 条件下针对弱驱动和强驱动情况获得的大功率测试结果。这些波形显示了以两种不同的栅极强度进行驱动时 Vgs 下降沿和上升沿以及 Vds 过冲的差异。通道描述如下:

  • M2(U(A) 相):相电流,200A/div
  • Ch2 (Vgs):栅源电压,10V/div
  • Ch4 (Vds):漏源电压,400V/div
TIDM-02014 800V、7000rpm、150Nm 和弱驱动时的开关波形图 2-1 800V、7000rpm、150Nm 和弱驱动时的开关波形
TIDM-02014 800V、7000rpm、150Nm 和强驱动时的开关波形图 2-2 800V、7000rpm、150Nm 和强驱动时的开关波形

从示波器上可以看出,弱驱动和这一特定工作点的最大电压过冲为 75V,而强驱动为 117V。