關鍵要點
?FO引腳為錯誤輸出功能引腳,用于向外部通知內置保護功能的啟動情況,并會為自我保護而關斷下橋臂各相的IGBT。
?FO輸出功能的信號輸出時間因已啟動的保護功能類型而異,因此可以判別已啟動了哪種保護功能。這是本機型產品所具備的功能。
?FO引腳的輸入功能,通過在FO引腳上連接RC并調整時間常數,可以擴展下橋臂各相IGBT的關斷時間。
?當FO輸出經由隔離器件輸入至MCU時,在輸出時間隔離器件的傳輸延遲時間比FO輸出的L電平最短時間要長時,需要根據延遲情況來擴展FO輸出時間時,可使用該功能。
本文將介紹“保護功能和工作時序”系列的第五個功能——“錯誤輸出功能(FO)”。
短路電流保護功能(SCP)
控制電源欠壓誤動作防止功能(UVLO)
熱關斷保護功能(TSD) *僅限BM6337xS
模擬溫度輸出功能(VOT)
錯誤輸出功能(FO)
控制輸入(HINU、HINV、HINW、LINU、LINV、LINW)
錯誤輸出功能(FO)
FO引腳為錯誤輸出功能用的引腳,用來向外部通知內置保護功能的啟動,另外,為自我保護會關斷下橋臂各相的IGBT。
該IGBT IPM系列的LVIC(低邊IGBT柵極驅動器)單元內置SCP(短路電流保護)、UVLO(欠壓鎖定,防止控制電源欠壓誤動作)和 TSD(熱關斷保護功能*僅限BM6337xS)等保護功能,如各保護功能的說明中所提到的,當保護功能啟動時,FO引腳將從H電平轉換為L電平。
下面是包括與MCU的連接示例在內的框圖。紅線圈起來的引腳為FO引腳。FO引腳為IO配置,輸出為開漏輸出,輸入為施密特觸發緩沖器輸入。該輸入監控FO引腳的輸入電平,并在輸入為L電平期間關斷下橋臂各相的IGBT。另外,通過給FO引腳連接外置電容和電阻,還可以擴展下橋臂的關斷時間。
HVIC(高邊IGBT柵極驅動器)單元也配有UVLO功能,但如框圖所示,該功能對FO輸出沒有影響。因此,即使HVIC的UVLO啟動,FO輸出的電壓電平也不會改變。詳細說明請參考“控制電源欠壓誤動作防止功能(UVLO)”。
下面分別介紹一下FO引腳的輸出功能和輸入功能。
1FO引腳的輸出功能
如前所述,當LVIC的保護功能工作時,FO引腳的電壓電平會從H轉換為L,通知保護功能已啟動。利用該FO輸出功能,可對MCU發出IGBT IPM的保護功能已啟動的通知,從而可進行適當處理和記錄。
如下表和時序圖所示,FO輸出功能的信號輸出時間(L期間)會因已啟動的保護功能類型而異。這是本系列產品所配備的功能,可以通過測量信號的時間來判別已啟動了哪種保護功能。這樣不僅可以識別和記錄故障的發生(保護功能工作),還可以識別和記錄啟動了哪種保護功能。另外,如果保護工作的時間長于各信號的輸出時間設定,則在此期間內將保持L。
FO引腳為開漏輸出,因此需要上拉電阻。FO引腳的絕對最大額定值,施加電壓VFO為-0.5V~VCC+0.5V(FO-GND引腳之間),灌電流IFO為1mA,因此需要在這些范圍內決定上拉電壓和電阻。IFO可以通過上拉電源電壓和上拉電阻值粗略地計算出來。另外,除了絕對最大額定值之外,還需要考慮FO引腳的輸出規格和所連接MCU的輸入規格(VIL、VIH等)。下面是FO輸出的規格值和FO引腳的V-I特性。
例如,當希望將電壓上拉至5V時,建議使用10kΩ的上拉電阻。此時,灌電流約為最大額定電流的一半,有足夠的裕量,且受漏電流IFOLEAK影響的H電平為5V-10kΩ?10μA=4.9V,作為5V級的邏輯電平也已足夠。
2FO引腳的輸入功能
FO引腳由于其內部連接于用來關斷下橋臂各相IGBT的輸入端,因此也可用作輸入。利用該功能,通過將電阻器R2和電容器C2與FO引腳連接,并調整C2的充電時間,可擴展下橋臂各相IGBT的關斷時間。
當FO輸出經由光電耦合器等隔離器件輸入至MCU時,比如在輸出時間隔離器件的傳輸延遲時間比FO輸出的L電平最短時間(45μs:SCP)長時,需要根據光電耦合器的信號傳輸延遲情況來擴展FO輸出時間時,可使用該功能(請參考下圖和時序圖)。
所連接RC的時間常數根據FO引腳的輸入規格進行調整。需要考慮到下表中的閾值和遲滯電壓規格值。
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原文標題:R課堂 | IGBT IPM的錯誤輸出功能(FO)
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