用于可變速電機(jī)驅(qū)動設(shè)計(jì)的HVIC技術(shù)(圖)

   可變速電機(jī)驅(qū)動可以提高機(jī)器設(shè)備的能源效率，但為了降低成本、提高市場響應(yīng)速度和提高效率，還要在幾個(gè)方面對可變速驅(qū)動設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)。其中包括對igbt很關(guān)鍵的線性電流反饋和過流保護(hù)特性，這兩個(gè)功能傳統(tǒng)上都是通過采用體積大、昂貴和難以組裝的元器件來實(shí)現(xiàn)的。

  最新的hvic(高壓集成電路)技術(shù)使得大多數(shù)必需的反饋和保護(hù)器件可以制作在一個(gè)基片上，這樣就可以在范圍更大的市場和應(yīng)用里，來實(shí)現(xiàn)成本低廉、結(jié)構(gòu)緊湊的可變速驅(qū)動。

電機(jī)電流感測方法
   變換器級和電機(jī)相電流的感測對電流模式控制是至關(guān)重要的，這種模式要求很高的精確度和線性度。這種感測對過流保護(hù)同樣重要，因?yàn)檫^流保護(hù)要求響應(yīng)速度要快。要同時(shí)滿足上述要求，加上獨(dú)特的電流信號取樣位置，就要求復(fù)雜的電路設(shè)計(jì)和信號處理。 

  實(shí)際上，電流信號可以通過與下列結(jié)點(diǎn)相連接而被取樣：正或負(fù)dc總線、單igbt相位腳、或電機(jī)相位超前，如圖1所示。不管在哪個(gè)dc總線上取樣的電流信號，都是所有igbt相位腳電流的矢量和。  

圖1  電路感測方法

   在單個(gè)igbt相位腳上對電流的取樣看起來更容易操作了，但實(shí)際上卻不能降低對載波頻率取樣處理的需求。到目前為止，最簡單的、容易獲得的電流信號來自于電機(jī)的相位超前，信號內(nèi)容僅是基本的變頻電機(jī)電流。需要考慮的一個(gè)重要因素是，小的差分信號在幾毫伏范圍內(nèi)，在600～1200v電壓間變動。另外，由于igbt變換器相的作用，普通模式電壓以最高10v/ns的dv/dt速率在-dc到+dc間變動。

hvic：位準(zhǔn)移動(level shifting)
   hvic技術(shù)使得位準(zhǔn)移動成為可能，即感測一個(gè)漂移在大的普通模式電壓上的小差分電壓，甚至在快速瞬變的時(shí)候。因此，快速而準(zhǔn)確的電流感測在電機(jī)的相位超前就可實(shí)現(xiàn)，從而可以減少硬件設(shè)計(jì)和信號處理的工作。具體的實(shí)現(xiàn)方法是將一個(gè)低側(cè)接地cmos電路和一個(gè)高側(cè)浮動cmos制作到一起，通過n或p溝道ldmos區(qū)域相隔離。ldmos的作用是位準(zhǔn)移動，目的是在低側(cè)和高側(cè)電路之間跨過高壓柵來傳遞控制信號。位準(zhǔn)移動電路不受高達(dá)50v/ns的快速瞬變的影響，同樣也不受來自于igbt變換器典型的10v/ns噪聲的干擾。

hvic的線性相電流感測
   電機(jī)電流是通過使用一個(gè)外部分流晶體管來感測的，hvic可將小的差分電壓(