PDF《功能说明》

Quality is our message 3C1 第3章功能说明 目录页码 1.

功能一览表.3-2 2. 功能说明 3-4 3. 真值表.3-11 4. IPM 电路框图 3-13 5. 时序图.3-21 第3章功能说明 3-2

1 功能一览表 IPM 内置功能见表 3-1~表3-3. 表3-1 IPM 内置功能(R-IPM) 600V 内置功能 上下臂共通 上臂 下臂 元件数 型号 Dr UV TjOH OC ALM OC ALM TcOH 封装 6MBP15RH060 - - - P617 6MBP20RH060 - - - P617 6MBP30RH060 - - - P617 6MBP50RA060 - P610 6MBP75RA060 - P610 6MBP100RA060 - P611 6MBP150RA060 - P611 6MBP200RA060 - P612

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1 6MBP300RA060 - P612 7MBP50RA060 - P610 7MBP75RA060 - P610 7MBP100RA060 - P611 7MBP150RA060 - P611 7MBP200RA060 - P612

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1 7MBP300RA060 - P612 1200V 内置功能 上下臂共通 上臂 下臂 元件数 型号 Dr UV TjOH OC ALM OC ALM TcOH 封装 6MBP15RA120 - - - P619 6MBP25RA120 - P610 6MBP50RA120 - P611 6MBP75RA120 - P611 6MBP100RA120 - P612

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1 6MBP150RA120 - P612 7MBP25RA120 - P610 7MBP50RA120 - P611 7MBP75RA120 - P611 7MBP100RA120 - P612

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1 7MBP150RA120 - P612 6MBP25RJ120 P621 6MBP50RJ120 P621

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1 6MBP75RJ120 P621 7MBP25RJ120 P621 7MBP50RJ120 P621

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1 7MBP75RJ120 P621 Dr: IGBT 驱动电路、UV: 控制电源不足电压保护、TjOH: 元件过热保护、OC: 过电流保护、ALM: 警报输出、TcOH: 外壳过热保护 第3章功能说明 3-3 表3-2 IPM 内置功能(R-IPM3) 600V 内置功能 上下臂共通 上臂 下臂 元件数 型号 Dr UV TjOH OC ALM OC ALM TcOH 封装 6MBP20RTA060 - - - P619 6MBP50RTB060 - P610 6MBP75RTB060 - P610 6MBP100RTB060 - P611

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1 6MBP150RTB060 - P611 7MBP50RTB060 - P610 7MBP75RTB060 - P610 7MBP100RTB060 - P611

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1 7MBP150RTB060 - P611 6MBP50RTJ060 P621 6MBP75RTJ060 P621 6MBP100RTJ060 P621

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1 6MBP150RTJ060 P621 7MBP50RTJ060 P621 7MBP75RTJ060 P621 7MBP100RTJ060 P621

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1 7MBP150RTJ060 P621 Dr: IGBT 驱动电路、UV: 控制电源不足电压保护、TjOH: 元件过热保护、OC: 过电流保护、ALM: 警报输出、TcOH: 外壳过热保护 第3章功能说明 3-4 表3-3 IPM 内置功能(Econo IPM) 600V 内置功能 上下臂共通 上臂 下臂 元件数 型号 Dr UV TjOH OC ALM OC ALM TcOH 封装 6MBP50TEA060 - P622 6MBP75TEA060 - P622 6MBP100TEA060 - P622

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1 6MBP150TEA060 - P622 7MBP50TEA060 - P622 7MBP75TEA060 - P622 7MBP100TEA060 - P622

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1 7MBP150TEA060 - P622 1200V 内置功能 上下臂共通 上臂 下臂 元件数 型号 Dr UV TjOH OC ALM OC ALM TcOH 封装 6MBP25TEA120 - P622 6MBP50TEA120 - P622

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1 6MBP75TEA120 - P622 7MBP25TEA120 - P622 7MBP50TEA120 - P622

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1 7MBP75TEA120 - P622 Dr: IGBT 驱动电路、UV: 控制电源不足电压保护、TjOH: 元件过热保护、OC: 过电流保护、ALM: 警报输出、TcOH: 外壳过热保护

2 功能说明 2.1 三相变频器(逆变器)用IGBT、FWD 如图 3-1 所示,内置三相变频器(逆变器)用IGBT 及FWD,在IPM 内部构成三相电桥电路.在P、N 端子上连接主电源,在U、V、W 端子上连接三相输出线,组成主配线.为了抑制电涌电压,请连接缓冲电 路再使用. 2.2 制动用 IGBT、FWD 如图 3-1 所示,内置用于制动电路的 IGBT 及FWD,IGBT 的集电极作为 B 端子输出到外部.在P-B 端子之间连接制动电阻,通过控制制动 IGBT,消耗减速时的再生能量,从而能够抑制 P-N 端子之间的电 压上升. 第3章功能说明 3-5 图3-1

3 相变频器(逆变器)适用例(7MBP150RTB060 时) 2.3 IGBT 驱动功能 图3-2 表示预驱动器的电路框图.IPM 由于内置 IGBT 的驱动功能,所以只要将光耦合器输出连接到 IPM,就能够不设计门电阻 IGBT.下面介绍本驱动功能的特点. ?独立的门电阻控制 不使用单一的门电阻 Rg,内置开通/关断专用 Rg.这样就可以独立控制开通和关断的 dv/dt,因此也就 能够充分发挥元件的特性 (Turn on/Normal Shutdown). ?软遮断 在出现过电流等异常时,可将门电压缓慢下降,防止因电涌电压导致元件破坏 (Soft Shutdown). ?防止误打开 断开时,由于设有将 IGBT 的门电极以低阻抗进行发射极接地的电路,可以防止因噪声等使 VGE 上升出 现误打开 (Off Hold). N-side PWM input P-side PWM input Pre-Driver Brake input Alarm output Pre-Driver P B N U V W IPM Pre-Driver Pre-Driver 第3章功能说明 3-6 ?无需反向偏压电源 IPM 由于驱动电路和 IGBT 之间的配线较短,配线阻抗较小,无反向偏压也能够实施驱动. ?警报闩锁 警报具有约 2ms 的闩锁时间,在闩锁期间即使输入打开信号,IGBT 也不会工作.而且下臂侧由于包括制 动电路在内,各相 ALM 之间相互连接,所以下臂侧出现保护动作的话,下臂全部 IGBT 会在闩锁期间停 止. 第3章功能说明 3-7 图3-2 IPM 功能电路框图(代表例:7MBP150RTB060) VinDB Off Hold Normal Shutdown Soft Shutdown Turn on Gate Voltage Filter 5us 5us Q Vcc S R Vcc Vcc alarm in VinY Pre-driver for X-phase IGBT (same circuit as X-phase) ALM VinZ VinX Vcc (same circuit as X-phase) (same circuit as X-phase) VinW (same circuit as X-phase) VccW GNDW VinV (same circuit as X-phase) VccV GNDV VinU (same circuit as X-phase) VccU GNDU 1ms Q S R Vcc Vcc Vcc Vcc 8V GND N Tc overheating protection circuit U ① ② ③ ④ Note: Delay time and hysteresis are typical value. gate TjOH OC UV TcOH TjH 20℃ VH 0.5V TcH 20℃ 1ms Filter Filter Filter IGBT GND Delay 2ms Delay 2ms RALM 第3章功能说明 3-8 2.4 过电流保护功能 (OC) 检测方式采用感知 IGBT 方式和分流电阻方式两种. ①感知 IGBT 方式 采用机型: P610/P611/P612/P621/P622 ?通过将内置于 IGBT 芯片中的电流感知 IGBT 上出现的感知电流加入到控制电路,对IGBT 中的主电流进 行检测.感知电流与主电流相比非常小,因此与分流电阻方式相比,可以降低检测损耗. ?在约 5?s(tdoc)期间内连续超过过电流保护 Ioc 电平,则会软遮断 IGBT.由于装有检测滤波器,可以防止 因瞬间过电流及噪声而导致的误动作. ?约2ms 后下降到 Ioc 以下,如果输入信号为 OFF,则警报解除. ②分流电阻方式 采用机型: P617/P619 ?检测连接在直流 N 母线线路上的电流检测用分流电阻 R1 的两端电压来进行过电流保护.在约 5?s(tdoc) 期间内连续超过过电流保护 Ioc 电平,则会软遮断 IGBT.由于装有检测滤波器,可以防止因瞬间过电流 及噪声而导致的误动作. ?约2ms 后下降到 Ioc 以下,如果输入信号为 OFF,则警报解除. 2.5 短路保护功能 (SC) ?OC 保护功能中,全部 SC 保护功能连动,可抑制负载短路及臂短路时的峰值电流. 2.6 控制电源电压下降保护功能 (UV) ?控制电源电压(Vcc)在约 5?s 期间内连续低于 VUV 时,UV 保护功能会将 IGBT 软遮断. ?由于设有磁滞 VH,经过约 2ms 后,Vcc 会回复到 VUV+VH 以上,如果输入信号为 OFF,则警报解除. 2.7 外壳温度过热保护功能 (TcOH) ?TcOH 保护功能通过与功率芯片(IGBT、FWD)安装在同一陶瓷基板上的温度检测元件来检测绝缘基板温 度,当检测温度连续超出保护电平 TcOH 约1ms 以上时,会将 IGBT 软遮断. ?由于设有磁滞 TcH,经过约 2ms 后,Tc 会低于 TcOH-TcH,警报解除. ?TcOH 检测位置见图 3-3~图3-6. 第3章功能说明 3-9 图3-3 TcOH 检测位置 (P610) 图3-4 TcOH 检测位置 (P611) 第3章功能说明 3-10 图3-5 TcOH 检测位置 (P612) 图3-6 TcOH 检测位置 (P621) 第3章功能说明 3-11 2.8 芯片温度过热保护功能 (TjOH) ?TjOH 保护功能通过设在全部 IGBT 芯片上的温度检测元件来检测 IGBT 芯片温度,当检测温度连续超过 保护电平(TjOH)约1ms 以上时,会将 IGBT 软遮断. ?由于设有磁滞 TjH,约2ms 后Tj 会低于 TjOH-TjH,并且当输入信号为 OFF 时,警报解除. 2.9 警报输出功能 (ALM) ?保护功能动作时,警报输出端子相对各基准电位 GND 导通.有能力以开放集电极输出,直接驱动光耦合 器,内置 1.5k?的串联电阻. ?保护功能动作时,警报信号输出会持续约 2ms (tALM).当警报原因消除,经过 tALM 以上,而且输入信 号为 OFF 的话,则警报解除.原因为 TcOH 时,则与输入信号无关,直接警报解除. ?下臂侧各驱动电路的警报端子相互连接,所以任何一个 IGBT 一旦输出了警报,则包括制动电路在内的下 臂侧全部 IGBT 会停止.

3 真值表 故障发生时的真值表见表 3-4~表3-7. 表3-4 真值表 (P

617、P619) IGBT Cause of fault U-phase V-phase W-phase Low side Alarm output Low side UV OFF * * * High High side U-phase TjOH OFF * * * High UV * OFF * * High High side V-phase TjOH * OFF * * High UV * * OFF * High High side W-phase TjOH * * OFF * High OC * * * OFF Low UV * * * OFF Low Low side TjOH * * * OFF Low * Depend on input logic 第3章功能说明 3-12 表3-5 真值表 (P

610、P

611、P612) IGBT Cause of fault U-phase V-phase W-phase Low side Alarm output Low side OC OFF * * * High UV OFF * * * High High side U-phase TjOH OFF * * * High OC * OFF * * High UV * OFF * * High High side V-phase TjOH * OFF * * High OC * * OFF * High UV * * OFF * High High side W-phase TjOH * * OFF * High OC * * * OFF Low UV * * * OFF Low ........