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IGBT IPM的熱關斷保護功能

羅姆半導體集團 ? 來源:羅姆半導體集團 ? 2025-03-06 14:14 ? 次閱讀

關鍵要點

BM6337xS系列配備了可監控LVIC(Low Side Gate Driver)溫度的熱關斷電路,當LVIC的Tj達到規定溫度以上時,熱關斷電路將啟動,會關斷下橋臂各相的IGBT,并輸出FO信號

在TSD已啟動的情況下,由于IGBT的Tj已超過150°C的絕對最大額定值,因此需要更換IPM。

該功能監控的Tj為LVIC芯片的Tj,無法跟上IGBT芯片的急劇溫升,因此,在Tj急劇上升的情況下,該功能無法有效發揮作用,這一點需要注意。

本文將介紹第三個功能——“熱關斷保護功能”。請注意,該保護功能僅適用于BM6337xS系列。BM6357xS系列未配備該功能。

· 短路電流保護功能(SCP)

·控制電源欠壓誤動作防止功能(UVLO)

·熱關斷保護功能 (TSD) *僅限BM6337xS系列

·模擬溫度輸出功能(VOT)

·錯誤輸出功能(FO)

·控制輸入(HINU、HINV、HINW、LINU、LINV、LINW)

01熱關斷保護功能(TSD)

BM6337xS系列配備了可監控LVIC(Low Side Gate Driver,低邊柵極驅動器)溫度的熱關斷電路。當LVIC的溫度達到規定溫度以上時,熱關斷電路會啟動,會關斷下橋臂各相的IGBT,并輸出FO信號。

d18ff028-f977-11ef-9310-92fbcf53809c.jpg

02熱關斷保護功能的工作時序

下面是內置于LVIC的LVCC熱關斷保護功能的工作時序圖。d1~d7的工作說明是時序圖中對應編號處的動作。

d1:正常工作過程中,IGBT導通時流過輸出電流Ic

d2:當LVIC的Tj上升時,在TSDT處保護工作開始

d3:關斷下側橋臂各相的IGBT(無論LIN輸入如何都關斷)

d4:輸出FO(180μs(Min)),TSD=H期間180μs以內時。當TSD=H期間為180μs以上時,在TSD=H的Tj下降至TSDT-TSDHYS的期間輸出FO(FO=L)

d5:當LVIC的Tj下降時,在TSDT-TSDHYS處釋放

d6:即使在LIN=H(虛線)時被釋放,直到下一個LIN上升沿,IGBT仍保持關斷狀態。(通過對各相的LIN輸入使各相逐一恢復為正常狀態)

d7:正常工作。IGBT導通,并流過輸出電流Ic

d1b105ec-f977-11ef-9310-92fbcf53809c.jpg

下面是安裝IGBT IPM時熱量向內部LVIC芯片的傳遞路徑示意圖。IGBT芯片產生的熱量有兩條傳導路徑,一條是經由鍵合線傳導至LVIC芯片;另一條是經由芯片焊盤、封裝背面的散熱墊以及散熱器,再回到封裝樹脂。

d1be0e18-f977-11ef-9310-92fbcf53809c.png

注意事項

·如果TSD功能啟動并輸出錯誤信號,需要立即停止運行,以免出現異常狀態。

·當因錯誤輸出而停止運行時,如果這是由冷卻系統異常(如散熱器松動或脫落、冷卻風扇異常停止)引起的,則很可能會觸發TSD并輸出錯誤信號。此時,因為IGBT芯片的結溫已超過150°C絕對最大額定值,所以需要更換IPM。

·該功能所監控的結溫是低邊IGBT柵極驅動器芯片(LVIC)的溫度。請注意,因無法跟上IGBT芯片的急劇溫升,在諸如電機堵轉或過電流這類的結溫急劇上升的情況下,該功能無效。

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原文標題:R課堂 | IGBT IPM的熱關斷保護功能(TSD)

文章出處:【微信號:羅姆半導體集團,微信公眾號:羅姆半導體集團】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。

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