汽車電機控制解決方案-IPM
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隨著汽車的逐年增長,汽車電動部分的控制也隨之而升,諸如汽車高壓輔助電機、壓縮機、油泵、水泵、渦輪增壓器、各種風扇等。雖然傳統的分立式也能滿足需求,但是集成度不高,參數選型繁瑣,預驅和驅動相結合,總體設計較為復雜,ZLG 基于ON的智能功率模塊推出了適用于汽車三相650V 30A/40A/50A IPM電機控制解決方案,如圖1所示。與普通的IGBT相比,IPM在系統性能及可靠性方面得到進一步的提升。
本文引用地址：http://www.104case.com/article/202007/415686.htm
圖 1 電機控制解決方案
一、方案芯片介紹
下圖是ON適用于汽車650V智能功率模塊,它分為30A、40A、50A電流等級,本文主要針對50A的版本作介紹。IPM是一款先進的汽車SPM模塊,為混合動力汽車和電動汽車提供全功能,高性能的逆變器輸出。模塊集成了內置IGBT優化的柵極驅動,可最大限度地降低EMI和損耗,同時還提供多種模塊內保護功能,包括欠壓鎖定,過流關斷,驅動IC熱監控和故障報告。內置的高速HVIC僅需要一個電源電壓,并將輸入的邏輯電平柵極輸入轉換為正確驅動模塊內部IGBT所需的高電壓、高電流的驅動信號,內部結構如圖2所示。
圖 2 IPM內部框圖
二、IPM具有以下特征：
● 采用汽車SPM 27引腳DIP封裝；
● 車規級芯片(AEC-Q100/101和LV 324)；
● 650 V / 50 A三相IGBT逆變器,帶有集成柵極驅動器和保護;
● 具有穩定的EMI性能；
● 用AIN DBC基板的出色熱阻,散熱效率更高；
● 內置LVIC溫度傳感器,節約BOM成本;
● 散熱板隔離額定值:2500 Vrms / 1 min；
● 無鉛且符合RoHS標準；
三、電機控制解決方案設計
方案采用ON反激式拓撲結構,高壓、低壓隔離,預驅和IGBT集成于IPM內,結合MCU實現過溫、過壓/欠壓、過流等保護功能,方案框圖如圖3所示。除此之外,有專門的可視化在線調試監控軟件,能快速調整和優化電機參數,汽車數字與電機控制庫,為您提供產品級、高性能的解決方案。
圖 3 方案框圖
四、解決方案具有以下特征：
● 反激式開關電源,實現高壓、低壓隔離；
● 高壓過壓/欠壓檢測；
● 高壓過流、短路保護功能；
● IPM內部線性溫度傳感器；
● IPM錯誤輸出；
● 電壓、電流采樣,實現軟硬件共同保護器件安全；
● 隔離CAN通信功能,完整CAN協議接口,支持CAN調速；
● 改進的FOC算法,減少啟動時間和提高最高轉速；
● 電機停止的斜坡降速策略。
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