ZHCU410B December   2017  – November 2022

 

  1.   说明
  2.   资源
  3.   特性
  4.   应用
  5.   5
  6. 1系统说明
    1. 1.1 关键系统规格
  7. 2系统概述
    1. 2.1 方框图
    2. 2.2 设计注意事项
      1. 2.2.1 使用条件：假设
        1. 2.2.1.1 一般假设
        2. 2.2.1.2 特定假设
      2. 2.2.2 诊断覆盖范围
        1. 2.2.2.1 双通道监控
        2. 2.2.2.2 通过 MCU (SIL1) 检查 ISO1211 功能
        3. 2.2.2.3 通过 MCU (SIL1) 检查 TPS22919 功能
        4. 2.2.2.4 通过 MCU (SIL1) 检查 TPS27S100 功能
        5. 2.2.2.5 利用 ISO5452、ISO5852S 或 UCC21750 集成式模拟至 PWM 隔离式传感器的 RDY 引脚实现可选的监控功能
      3. 2.2.3 驱动状态
    3. 2.3 重点产品
      1. 2.3.1 ISO1211
      2. 2.3.2 TPS27S100
      3. 2.3.3 TPS22919
      4. 2.3.4 ISO5852S、ISO5452
    4. 2.4 系统设计原理
      1. 2.4.1 用于 STO 的数字输入接收器
      2. 2.4.2 用于控制 VCC1 的 STO_1 信号流路径
      3. 2.4.3 STO_2 信号流路径
        1. 2.4.3.1 用于控制栅极驱动器的次级侧电源电压的高侧开关
        2. 2.4.3.2 为次级侧供电：栅极驱动器的 VCC2
      4. 2.4.4 栅极驱动器设计
      5. 2.4.5 STO_FB 信号流路径
  8. 3硬件、软件、测试要求和测试结果
    1. 3.1 入门硬件
      1. 3.1.1 PCB 概述
    2. 3.2 测试和结果
      1. 3.2.1 逻辑高电平和逻辑低电平 STO 阈值
      2. 3.2.2 STO1 信号验证
        1. 3.2.2.1 STO1 传播到栅极驱动器的 VCC1
        2. 3.2.2.2 1ms STO 脉冲抑制
        3. 3.2.2.3 MCU 接口的诊断脉冲
      3. 3.2.3 STO2 信号验证
        1. 3.2.3.1 STO2 传播到栅极驱动器的 VCC2
        2. 3.2.3.2 1 ms 脉冲抑制
        3. 3.2.3.3 MCU 的诊断脉冲
        4. 3.2.3.4 浪涌电流测量
      4. 3.2.4 基于开关的 3.3V 电压轨
      5. 3.2.5 60V 输入电压和反极性保护
      6. 3.2.6 跳闸区域功能验证
  9. 4设计文件
    1. 4.1 原理图
    2. 4.2 物料清单
    3. 4.3 板层图
    4. 4.4 Altium 项目
    5. 4.5 Gerber 文件
    6. 4.6 装配图
  10. 5相关文档
    1. 5.1 商标
  11. 6关于作者
  12. 7鸣谢
  13. 8修订历史记录

2.2.1.2 特定假设

  • 输入信号 STO_1 和 STO_2。
  1. 输入电压介于 0V 和 24V 标称值之间，最坏情况下为 3.6V（用作逻辑低电平）和 20.4V（用作逻辑高电平）。预计没有中间电压。
  2. 假定 STO 信号上的逻辑低电平（诊断脉冲）小于 1 ms 或大于 2 ms。不允许采用中间值。
  • STO_1 和 STO_2 与 STO_FB 子系统的诊断覆盖
  1. MCU 及相关诊断软件不在分析范围内，并假定为根据功能安全要求进行开发。假定 MCU 通过了 SIL 1 认证并相应地实现了软件以至少满足 SIL 1。
  • 输出信号 STO_FB：
  1. 假定输出电压介于 0V 和 24V 标称值之间，最坏情况下为 3.6V（用作逻辑低电平）和 20.4V（用作逻辑高电平）。假定 24V STO_FB 的外部电源具有过压保护功能，并需要保持在 24V ±20% 容差范围内。
  • STO_1 和 STO_2 子系统的电源轨
  1. P3V3 电源：假定具有故障保护功能并保持在 ±20% 容差（最大值 3.9V，最小值 2.7）范围内。如果超出范围，它将关断至 0V。当单个受保护的电源用于 STO_1 和 STO_2 子系统时，它应当采用两个独立的保护电路 (HFT = 1)。
  2. 24V 电源：假定 P24V 的 24V 输入电源具备故障保护功能并保持在 ±20% 容差范围内。如果超出范围，它将关断至 0V。
  • 隔离式栅极驱动电源 TIDA-00199
  1. 假定在 P24V 直流输入电压断开后，四路输出轨（VCC2 = +15V，VEE2 = –8V）会在 10 ms 内衰减至 0V。
  2. 假定 TIDA-00199 的所有故障都是安全的，并且会为所有四路输出轨 VCC2 和 VEE2 生成 0V 输出电压。
  • 温度
  1. 假定组件在推荐的工作结温范围内工作。需要添加温度传感器，如果环境温度不在建议的工作温度范围内，所有安全相关电源都将关断。此电路不是此设计的一部分。