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(tǒng)的分立式也能滿足需求,但是集成度不高,參數(shù)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(tǒng)性能及可靠性方面得到進一步的提升。

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(yōu)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(jiān)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(guī)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(wěn)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(jié)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(xiàn)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(jiān)控軟件,能快速調整和優(yōu)化電機參數(shù),汽車數(shù)字與電機控制庫,為您提供產(chǎn)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(xiàn)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(xiàn)軟硬件共同保護器件安全；

●   隔離CAN通信功能,完整CAN協(xié)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。