2.2 保护功能和动作时序
第4代小型DIPIPM具有短路保护和欠压保护功能,其运行原理和时序如下所述。
2.2.1 短路保护(SC)
第4代小型DIPIPM采用外接的旁路电阻来检测电流,如图2-5所示,通过比较CIN端子上的来自于旁路电阻上
的反馈电压和SC动作参考电位,控制IC内部的保护电路能够捕捉到超大电流,并自动启动保护功能。SC保护的动
作电压阈值Vsc(ref)为0.48V(典型值),应据此来选择合适的旁路电阻阻值。
短路保护动作时,N侧三相IGBT的所有栅极都会被关断,并输出故障信号。为了避免正常运行过程中的开关
噪声或恢复电流引起的DIPIPM误保护,需要在CIN端子的输入处加入RC滤波电路(时间常数:1.5μs ~ 2μs),请
参考图2-5和图2-6。另外,检测电阻周边的走线也应尽可能短。
2. 短路保护的时序
短路保护(仅N侧,外接旁路电阻和RC滤波器)
a1. 正常运行:IGBT开通并流过电流;
a2. 检测到短路(SC 触发);
a3. 所有N 侧IGBT的栅极被硬中断;
a4. 所有N 侧IGBT被关断;
a5. Fo输出,脉宽由外接CFO决定;
a6. 输入电平为“低”,IGBT关断;
a7. 输入电平为“高”,但在Fo输出期间IGBT仍然处于关断状态;
a8. 在Fo复位后输入信号由低变高时,IGBT开通。
2.2.2 控制电源欠压保护(UV)
欠压保护是用来防止表2-7所列的意外运行状态的发生。
P侧和N侧都有欠压保护功能,但是故障信号(Fo)仅对N侧的欠压保护才有输出,且在欠压状态下会持续有Fo
输出。
另外,欠压保护电路内置了一个噪声滤波器(典型值10μs)以防止瞬间欠压导致的误触发。因此,在发生欠
压后的最初10μs内控制信号依然有效。
控制电源纹波电压的限制:
如果高频噪声叠加在控制电源线上,可能导致IC故障并引起DIPIPM误动作。为了避免这一问题,控制电源线
上的纹波电压应满足以下条件:
dV/dt £+/-1V/μs, Vripple£2Vp-p
[N 侧欠压保护时序]
b1. 控制电源电压VD上升:在VD升到超过欠压保护复位值(UVDr)后,当下一个有效输入信号来临时电路开
始正常运行;
b2. 正常运行:IGBT导通并流过电流;
b3. VD电压降至欠压保护触发值(UVDt)以内;
b4. 所有N侧的IGBT都被关断,而不理会控制输入信号的状态;
b5. Fo输出(Fo持续时间由CFO决定,且在欠压期间持续输出Fo);
b6. VD电压上升到超过UVDr;
b7. 正常运行:IGBT导通并流过电流。
[P侧欠压保护时序]
c1. 控制电源电压VDB上升:在VDB升到超过欠压保护复位值(UVDBr)后,当下一个有效输入信号来临时电
路开始正常运行;
c2. 正常运行:IGBT导通并流过电流;
c3. VDB电压降至欠压保护触发值(UVDBt)以内;
c4. 所有P侧的IGBT都被关断,而不理会控制输入信号的状态,无Fo输出;
c5. VDB 电压上升到超过UVDBr;
c6. 正常运行:IGBT 导通并流过电流。
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