2024年09月21日 星期六
为了具有抗故障的鲁棒性，支持主动短路 (ASC) 的结构有赖于：
• 冗余电源系统(通常由直流链接提供)，该系统确保驱动板的某些关键功能始终启用从而使 IGBT 保持在打开的状态。
• 监控 IGBT 的状态以实时检查从主逻辑电路到 IGBT 自身的 PWM 命令是否具有一致性。
• 在应用生命周期中提高系统的可测试性，以跟踪系统的潜在故障。
分开实施此类措施不仅会显著增加材料清单成本，而且还会增加驱动板 PCB 的尺寸，这在满足汽车内部的空间局限要求上会产生问题。
数字驱动器：必要措施
为优化逆变器结构，应实施两种主要方案：
• 功能集成：每个新一代硅技术都可提升集成级别，意味着分立式功能可以在 ASSP 内集成。在许多汽车系统中均可发现相关的连续集成措施，特别是在传统的 ECU 上。
• 功能叠加：ASC 策略的实施依靠超越电隔离障碍传输一系列的信号。由于栅极驱动器已经内置了电隔离功能，因此是在电隔离通信通道中对多个功能进行叠加的理想选择。
为实现功能集成与功能叠加，栅极驱动器必须数字化，至少部分数字化。这个措施可以通过向栅极驱动器添加数字接口实现。至低压主要逻辑电路的通信链接将用于在系统启动时对器件进行配置，提供每一驱动器在运行期间的状态信息以及触发侵入式系统检测。应注意，通信链接并不一定要直接控制 IGBT 的开关行为，但可以视为
常规 PWM 命令的并行通道。鉴于此，标准中速通信接口，如串联外围设备接口 (SPI)，会是不错的选择。
三种层级的诊断功能可采用上述方式集成：
• 栅极驱动器层级：监视振荡器、电源、内部数据完整性等。
• 故障注入层级：注入假设的故障(如虚拟的 DESAT 事件)，检验系统是否能对此类事件做出正确反应。
• 信号一致性检验层级：通过 SPI 读取栅极驱动器发送和接收到的信号级别。
图3 显示了经优化的逆变器结构。
一些分立式安全功能已分布于系统的各个不同组件上。在驱动器中集成了先进的 IGBT 状态监视器和栅极监视器。这样在逆变器工作过程中可以对 IGBT 状态进行实时监控。例如，通过扩展大家熟悉的去饱和保护功能，可以对 IGBT 进行监视。
