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

双通道监控

STO 功能分别通过双通道 STO_1 和 STO_2 实现来切断栅极驱动器的电源(请参阅图 2-2)。在安全单元中,如果其中一个 STO 信号被移除,则状态变为“已触发 STO”(请参阅表 2-1)。然后,该单元需要等待一段固定的监控时间,以检查两个输入端是否关闭。如果会话之后两个输入端上未出现相同信号,则系统会发出错误信号。PLC 通过 1 ms OSSD 脉冲定期检查两条停止路径是否存在错误,以这种方式来执行监控(请参阅表 2-2)。

图 2-2 双通道隔离式 STO
表 2-1 双通道隔离式 STO
STO_1 STO_2 状态说明

0

0

STO 状态被触发,并且 STO 功能没有出错。

0

1

STO 状态被触发,并且开始监控是否存在错误。一段时间后,发出错误信号

1

0

STO 状态被触发,并且开始监控是否存在错误。一段时间后,发出错误信号

1

1

STO 状态未被触发

在 TIDA-01599 中,假定 MCU (SIL 1) 会执行诊断覆盖。MCU 不是分析功能的一部分。也可以使用基于硬件的诊断覆盖。表 2-2 显示了诊断逻辑和状态。请注意,STO 相关信号处于低电平有效状态。

表 2-2 MCU 诊断逻辑表
STO_1 | STO_2 MCU_STO_1_in | MCU_STO_2_in MCU 诊断:检测到故障

MCU_Diag_Cntrl_Out1 | MCU_Diag_Cntrl_Out2

IGBT 栅极驱动器输出

状态

1 | 1

1 | 1

正常运行

正常运行正常运行
1 | 11 | 1

是(例如,负载开关卡在高电平)

0

0

安全状态

1 | 11 | 1

是(例如,无 OSSD 脉冲)

0

0

安全状态

0 | 0

0 | 1

是(例如,ISO1211 卡在高电平)

0

0

安全状态
0 | 0

1 | 0

是(例如,ISO1211 卡在高电平)

0

0

安全状态
0 | 00 | 0

0

0

STO