2024年09月28日 星期六
為了具有抗故障的魯棒性，支援主動短路 (ASC) 的結構有賴於：
• 冗余電源系統(通常由直流連結提供)，該系統確保驅動板的某些關鍵功能始終啟用從而使 IGBT 保持在打開的狀態。
• 監控 IGBT 的狀態以實時檢查從主邏輯電路到 IGBT 自身的 PWM 命令是否具有一致性。
• 在應用生命週期中提高系統的可測試性，以跟蹤系統的潛在故障。
分開實施此類措施不僅會顯著增加材料清單成本，而且還會增加驅動板 PCB 的尺寸，這在滿足汽車內部的空間局限要求上會産生問題。
數字驅動器：必要措施
為優化逆變器結構，應實施兩種主要方案：
• 功能整合：每個新一代硅技術都可提升整合級別，意味著分立式功能可以在 ASSP 內整合。在許多汽車系統中均可發現相關的連續整合措施，特別是在傳統的 ECU 上。
• 功能疊加：ASC 策略的實施依靠超越電隔離障礙傳輸一系列的信號。由於柵極驅動器已經內置了電隔離功能，因此是在電隔離通信通道中對多個功能進行疊加的理想選擇。
為實現功能整合與功能疊加，柵極驅動器必須數字化，至少部分數字化。這個措施可以通過向柵極驅動器添加數字介面實現。至低壓主要邏輯電路的通信連結將用於在系統啟動時對器件進行配置，提供每一驅動器在運作期間的狀態資訊以及觸發侵入式系統檢測。應注意，通信連結並不一定要直接控制 IGBT 的開關行為，但可以視為
常規 PWM 命令的並行通道。鋻於此，標準中速通信介面，如串聯週邊設備介面 (SPI)，會是不錯的選擇。
三種層級的診斷功能可採用上述方式整合：
• 柵極驅動器層級：監視振蕩器、電源、內部數據完整性等。
• 故障注入層級：注入假設的故障(如虛擬的 DESAT 事件)，檢驗系統是否能對此類事件做出正確反應。
• 信號一致性檢驗層級：通過 SPI 讀取柵極驅動器發送和接收到的信號級別。
圖3 顯示了經優化的逆變器結構。
一些分立式安全功能已分佈于系統的各個不同組件上。在驅動器中整合了先進的 IGBT 狀態監視器和柵極監視器。這樣在逆變器工作過程中可以對 IGBT 狀態進行實時監控。例如，通過擴展大家熟悉的去飽和保護功能，可以對 IGBT 進行監視。
