一种IPM输出短路保护方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110943437A(43)申请公布日2020.03.31(21)申请号201911302558.4(22)申请日2019.12.17(71)申请人四川长虹空调有限公司地址621000四川省绵阳市高新区绵兴东路35号申请人青岛三源泰科电子科技有限公司(72)发明人李越峰赵静林志强(74)专利代理机构成都虹桥专利事务所(普通合伙)51124代理人陈立志(51)Int.Cl.H02H7/085(2006.01)H02P1/02(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称一种IPM输出短路保护方法(57)摘要本发明涉及IPM保护领域，公开了一种IPM输出短路保护方法，用以解决常规IPM过电流保护只能应对普通的过电流保护，无法及时进行短路保护问题。本发明系统初始化电机启动前，MCU向IPM发送短路检测脉冲，使IPM轮流给电机各相绕组通电，MCU检测IPM故障输出引脚状态，若检测到IPM故障输出引脚为故障状态，系统停止启动，MCU在显示装置上显示故障代码，若检测到IPM故障输出引脚为正常状态，系统正常启动电机。本发明适用于IPM输出短路保护，可提升IPM短路保护性能、提高系统可靠性、降低电路设计难度，且不需要增加成本。CN110943437ACN110943437A权利要求书1/1页1.一种IPM输出短路保护方法，其特征在于，系统初始化电机启动前，MCU向IPM发送短路检测脉冲，使IPM轮流给电机各相绕组通电，MCU检测IPM故障输出引脚状态，若检测到IPM故障输出引脚为故障状态，系统停止启动，MCU在显示装置上显示故障代码，若检测到IPM故障输出引脚为正常状态，系统正常启动电机。2.如权利要求1所述的一种IPM输出短路保护方法，其特征在于，MCU向IPM发送短路检测脉冲时，PFC电路处于关闭状态。3.如权利要求1所述的一种IPM输出短路保护方法，其特征在于，MCU控制脉冲宽度大于等于IPM内部驱动延迟时间。2CN110943437A说明书1/3页一种IPM输出短路保护方法技术领域[0001]本发明涉及IPM(即智能功率模块)保护领域，特别涉及一种IPM输出短路保护方法。背景技术[0002]IPM内部除了集成功率器件(IGBT)外，还集成了丰富的监测和保护功能，极大地方便了应用，提高了系统可靠性。IPM保护电路可以实现控制电压欠压保护、过热保护、过流保护和短路保护，过流保护和短路保护的原理都是当监测到流过内部IGBT的电流超过过流阀值、且持续时间超过规定时间时关断IGBT输出，并输出故障信号给MCU。[0003]图1为IPM过电流保护典型电路，其中RS为电流采样电阻，接在IPM的下桥臂输出端(LS)与地之间，流过RS的电流为IPM输出电流，RS高电位端的电压正比于IPM输出电流，检测该采样电压可实现对IPM输出电流的检测，通过调整RS的阻值还可实现对过流阀值的设置。为了抑制高频干扰，采样电压经由电阻R1、电容C1组成的滤波电路进行滤波处理后输入IPM过电流检测引脚(OCP)用于触发内部过电流硬件保护。当IPMOCP脚电压超过规定的电压，且持续时间超过规定时间时，IPM关断IGBT输出，并通过故障输出引脚(FO)输出故障信号。[0004]在IPM在输出短路(电机绕组短路)时电流非常大，其短路耐受时间tsc(shortcircuitwithstandtime)很小，一般在5μS以内，当短路持续时间超过tsc时会造成IPM损坏。设计保护电路时，要使保护电路总响应时间Tc小于IPM短路耐受时间tsc才能起到短路保护作用，Tc包括外部滤波电路时间常数和IPM内部的驱动延迟时间tscp(shortcircuitpropagationdealytime)。图1所示电路中Tc＝t+tscp，其中t为滤波器时间常数。实际应用中tscp可从IPM规格书上查得，为固定值，一般为2μS左右，这样滤波器时间常数t就成为保护电路的一个重要参数，t不能设计太小也不能太大，太小易受高频干扰，产生误动作，太大在输出短路时不能及时触发保护。[0005]IPM输出短路电流远大于额定电流，因此短路耐受时间tsc要远小于过流耐受时间toc(overcurrentwithstandtime)。在设计保护电路时，若参照tsc，滤波器时间常数t需要设计得很小，一般需要在2～3μS，这样在复杂电磁环境中会因干扰出现频繁误保护。所以实际应用中的方案是在满足过流耐受时间toc的情况下将滤波器时间常数t设计得大些，因为这样在过电流时能有效地触发IPM内部硬件保护并能效避免高频干扰引起的误保护。但这种设计方式会有一个严重的问题：保护电路响应时间超过IPM正常工作时的短路耐受时间tsc，无法进行的