小型低损耗智能集成模块应用方案详解

于VCC_thOff阀值后，欠压锁定电路检测到欠压（UVLO）事件，内部的IGBT会自动关闭，无论此时是否还存在输出信号。

　　受驱动电路的影响，为确保IPM的驱动电路可靠、稳定工作，需在供电电源部分设计时给予充分考虑，确保在负载波动情况下，该供电电压的输出波动能控制在 IPM可承受的合理范围内。同时为提高IPM的抗干扰能力，建议在IPM电源外围增加滤波电路。通常的做法是使用一个电解电容（低ESR）和一个较小的陶瓷电容（几百nF）并联在VCC和GND之间，电容放置的位置应尽可能靠近IPM电源端。

　　逻辑输入信号

　　高压栅极驱动HVIC有两个逻辑输入端HIN 和LIN，分别控制高压端的高侧输出HVG和低侧输出LVG。所有的逻辑输入电平都能兼容TTL 5V/CMOS 3.3V电平信号，并且在电路的硬件上提供了用于降低噪声敏感度的迟滞电压（~1V）。因其逻辑端口的低电平特性，使得IPM可适用任何一种控制器，如 MCU、DSP和FPGA等。因逻辑输入端口内部连接了上拉或下拉电阻，当逻辑输入悬空时，栅极驱动器的输出端LVG和HVG会依照默认的上下拉电阻被设置为对应的关断状态。在PCB布线时，当IPM距离控制器较远，逻辑输入信号走线较长时，应在信号线靠近IPM一端外加一个RC滤波网络或缓冲器，用来减少输入信号线上的毛刺导致的干扰。

　　图 8 高压栅极驱动框图

　　智能关断功能（SD/OD）

　　在 STGIF5CH60TS-L版本中，IPM内部集成了智能关断（SD/OD）功能，该功能可提高IPM对过流和短路的失效保护。如图8，智能关断模块接受2个触发信号，一是来自MCU端的控制关断信号，另一个是来自内部比较器的故障检测输出信号。当内部的比较器同相输入端通过一个RC滤波网络（RSF和 CSF）连接到采样电阻RShunt用于过流检测。在RShunt的电压高于参考电压VREF后，故障比较器输出端电平翻转送入到智能关断模块，模块立即关闭IGBT的栅极HVG 和LVG （内部延迟时间典型值为200ns），驱动部分的半桥处于三态高阻；同时模块也输出信号到SD/OD引脚内部集成的P-MOSFET，控制RSD和CSD 网络充电。在充电完成后，SD信号达到下限的阀值VSD_L_THR，模块关闭输入HIN和LIN。通过增加SD引脚外部的RC网络充放电时间，智能关断模块也给用户提供了尽量多的可控的禁用时间（从故障发生到输出关闭的时间），而且不损害SLLIMM延迟保护时间。

　　应用电路

　　图9 为STGIF5CH60TS-L的实际应用电路参考。

　　在冰箱压缩机测试中，实际测试使用STGIF5CH60TS-L基于磁场定向控制（FOC）的单电阻方案，测试平台实际运行平稳，各项功能均在可接受范围，使用STM32FOC SDK4.0，可实现冰箱压缩机饱压立刻平稳启动。由于STGIF5CH60TS-L内部集成的欠压锁存电路、故障检测比较器、智能关断等模块，极大的提高了整个系统的稳定性和可靠性，并因其内部集成的运算放大器降低了系统在电流采样部分的布线要求，同时也减少了外围元器件的数量，降低了系统整体成本，更适合在一些追求小尺寸面积的应用场合使用。对于参考方案如有需求评估，可联系我司获得相关信息。