清远路灯车出租， 从化路灯车出租， 增城路灯车出租     SiC电机控制器的驱动电路的主要组件特点？     SiC电机控制器的驱动电路主要包含SiC功率器件、SiC驱动电路、驱动保护电路和主动保护电路(Active Short Circuit)。 

      1  SiC功率器件选型：  SiC功率器件选型对电机控制器的效率起关键作用。选型时重点考虑两个参数，母线电压和集电极电流。储能电池电压最高为820V，在此基础上还需要考虑SiC器件开关时叠加在母线电压上的尖峰电压，因过压保护延时需预留的母线电压上升空间，及一定的使用裕量；综合评估，选择标称漏源极耐压为1200V的SiC模块。对于820V的母线电压工况，当峰值输出功率为150kW时，对应的交流输出电流有效值约为250A，考虑电流裕量，标称漏源极电流需大于400A；综合考虑，选用国产功率半导体厂商的SiC模块MD500HTR120P6，其标称参数为

1200V，500A。

 

       2  SiC功率器件的驱动电路： 驱动电路的设计原则在第二章中已经做过阐述，基于SiC器件的高频开关特性和驱动能力需求，选择Infineon公司的汽车级驱动芯片，型号为1EDI2002AS；该芯片是单通道隔离的IGBT驱动芯片，电气隔离电压高达6kV，可以驱动600V和1200V的功率器件。初级侧支持5V逻辑电平，带有16位标准SPI接口；具备完善的保护功能接口，支持退饱和监测、可编程的两级驱动信号关闭/开启通道和主动短路保护策略，尤其适用于对功能安全等级要求较高的电动汽车行业。 驱动芯片初级侧和次级侧通过电气隔离，使高压回路与低压控制回路不共地，避免高压侧干扰耦合到低压侧，如果高压侧出现短路等异常工况，也能避免将故障传导到低压侧，防止过高电压击穿低压回路上串联的其他零件。驱动电路初级侧功能主要是接收主控芯片发出的PWM脉宽调制信号，同时该款驱动芯片的SPI通讯与主控芯片相连，可以将驱动芯片自身检测到的过压、过流等故障以SPI通讯的方式反馈给主控芯片。 驱动电路的初级侧和次级侧通过驱动芯片实现电气隔离。驱动电路的次级侧电路包含驱动、退饱和监测、主动短路保护功能。驱动功能通过基极驱动电压管脚Pin6实现，Pin6接驱动电阻R288后，直接连接到W相下桥的基极驱动管脚，当Pin6为高电平时，SiC MOSFET导通，反之则关闭。同时，由于引线电感的存在会带来桥臂串扰，因此驱动电路设计中增加负压关断以保证关断的可靠性。驱动电阻R288的阻值取值为1Ω，然后根据双脉冲测试结果再进行调整。 

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        3  SiC功率器件的驱动保护电路： 功率器件过载能力有限，在过流、短路等极端工况下极易失效。本文采用退饱和监测功能来持续监测𝑉𝑆两端电压。当SiC模块开通时，如果流过的电流过大，超过设计阈值，则𝑉𝑆两端电压将超过正常工作的电压范围。𝑉𝑆电压与𝐼相关性曲线图： 通过驱动芯片的DESAT管脚监测𝑉𝑆电压，功率器件的集电极和DESAT管脚之间，串联一个反向高压二极管和电阻R284，对短路保护值进行调节。 根据SiC模块的𝑉𝑆电压与𝐼相关性曲线所示。当功率管正常导通时，集电极电压不超过1V，当𝑉𝑆电压超过4V，则模块电流超过1000A，则认为SiC模块发生了短路或过流，考虑到反向二极管的管压降约为0.5V，将DESAT管脚检测值设定到4.5V，则功率管流过电流超过1000A时，会触发驱动芯片的DESAT保护。 当驱动芯片的DESAT保护功能被触发，驱动芯片会同时触发两个动作：第一，驱动芯片将关断自身PWM输出，保持低电平，防止W相下管导通；第二，驱动芯片OSD管脚由高电平变为悬空，OSD内部的下拉电阻将管脚拉到低电平，此时使得U28的ASC管脚同时被拉低。U28是一款隔离单通道栅极驱动升压器，与驱动芯片配合可实现主动短路功能。其他五路驱动电路拓扑与W相相同，U28的ASC信号也连接其他五路驱动芯片的OSD管脚；当ASC管脚被拉低，U28的输出管脚5和7被拉低，通过R113~R115电阻与R288驱动电阻形成分压，从而拉低W相下管的驱动电压，其他5个功率管可以通过相同方式被关断，从而达到关断三相桥输出的目的。 当电动汽车在道路上行驶时，如果车速高于一定值，永磁同步电机的反电势会高于电池电压；此时如果关断三相桥PWM输出，三相桥臂的续流二极管将形成三相整流电路给电机控制器的直流链支撑电容充电，当电压超过直流电容耐压，会导致直流电容过压击穿，最终导致电机控制器损坏。 为避免上述情况发生，对三相桥的上桥和下桥驱动电路进行分别处理，下桥驱动电路的ASC信号除了连接到隔离升压器，还通过R51连接到MCU的控制引脚。如果车速过高，则MCU将引脚置为高电平，使ASC信号保持高电平，使得下三桥的U28等隔离升压芯片的5和7管脚保持高电平输出，从而使下三桥保持导通。上三桥ASC则直接拉低，不受ASC功能控制，由驱动芯片的TON和TOFF管脚分别连接隔离栅极升压器的TONI和TOFFI引脚开关，此时TON与TOFF的状态受到MCU控制，相比于ASC有更高优先级。当上桥驱动芯片故障时，TON与TOFF输出丢失，则ASC引脚控制栅极升压器持续将驱动信号拉低，防止功率器件误导通，保证驱动电路可靠性。 6路驱动电路共同组成了SiC电机控制器的驱动板，为减小驱动电路的引线电感，驱动板与SiC功率器件直接通过Pin针连接。 

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