基于三菱IPM模塊的外圍接口電路設(shè)計
英飛凌汽車電子生態(tài)圈
3．2 IPM的典型應(yīng)用電路
良好的外圍驅(qū)動電路為系統(tǒng)安全、可靠運行提供了重要保障。由IPM內(nèi)部功能框圖可知，器件本身已含有驅(qū)動電路。所以只需要提供電源、滿足驅(qū)動功率要求的門極驅(qū)動信號和電氣隔離裝置即可?，F(xiàn)以第五代C型IPM PS21563-P為例，來設(shè)計IPM的典型外圍電路，如圖4所示。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/175839.htm
自舉電路可以由R、C、D組成，R、C、D的選擇方法如下
其中：IDB——IC的驅(qū)動電流，PS21563-P最大驅(qū)動電流為2 mA；
T——IGBT最大通態(tài)脈寬，PWM頻率為10kHz，則T=100μs；
△UDB——放電電壓，取電壓不低于14 V，則放電電壓為△UDB=15 V-14 V=1 V。
由式(1)可得C=0．2μF，為增加系統(tǒng)的可靠性，選取50μF／50 V的高壓陶瓷電容。
式中：t0——下橋臂IGBT最小脈沖寬度，死區(qū)時間為1．5μs，t0=3μs；
C——電容的計算值，C=0．2μF。由式(2)可得R=7．5 Ω。
D選取1A／600 V的快恢復(fù)二極管。
雖模塊內(nèi)部集成了專用的HVIC，其控制端口可與CUP端子直接相連。但為了確保系統(tǒng)安全可靠運行，電路采用高速、高共模比的IPM專用光耦HCPL-4504，實現(xiàn)光耦隔離的連接。為防止浪涌電流，整流后的直流母線電壓經(jīng)CDB941系列的吸收電容接入IPM的P、N端。在PS21563-P的短路保護電壓檢測端和VNC端之間接電流檢測電阻，用于檢測短路故障。短路保護動作電壓門限為0．45～0．52 V，設(shè)定保護電流門限為5 A，所以取檢測電阻值為0．1 Ω，電流取樣信號經(jīng)由Rsf、Csf組成的濾波電容輸入到過流保護輸入端CIN，當(dāng)母線過電流時，F(xiàn)O故障輸出端輸出低電平。
4 結(jié)束語
系統(tǒng)運行和捌試結(jié)果表明，IPM供電電源穩(wěn)定、可靠，系統(tǒng)運行良好。文中介紹的驅(qū)動和保護電路滿足IPM工作要求，利用IPM自身的輸出信號再配上一些外圍保護電路，可以使系統(tǒng)保護電路更加完善，能夠有效地保護器件。此設(shè)計方法有著廣泛的應(yīng)用范圍。
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