1. 概述:
1.1 目的:
DC Link 放电电路主要是为了确保电动汽车(EV)或混和动力汽车(HEV)的动力系统安全操作的关键功能,其目的是确保动力系统在高电压的应用中,高压DC Link在需要时可以安全的释放电容器中的电能。其主要作用包括:
1.1.1 安全操作
在紧急情况下,例如车辆事故或紧急煞车时,需要快速切断电力供应,以降低潜在的危险。DC Link放电允许安全的释放电容器中的电能,确保系统不会继续供电,从而保护车辆乘员和其他道路用户的安全。
1.1.2 维护操作
在维护或维修牵引逆变器系统时,工程师可能需要触碰到系统内部。为了防止触电或其他安全问题,必须确保电容器中不再存储高电能。DC Link放电可安全的降低电容器的电压,使维护工作人员能够安全的进行操作。
2. GD3162 DC Link Discharge 原理介绍:
传统的DC Link放电电路通常由几个大功率电阻器组成,能够吸收和消耗储存的能量,一个高压MOSFET用于启动放电功能,与它相关的高压驱动电路,以及用于控制的光电隔离器。这些额外的组件会增加整体物料清单(BOM)成本,也会增加设计电路的面积。
GD3162所包含的功能使得使用者能够利用现有的硬件(电源模组),而不需要额外的元件。此外,GD3162还提供更多灵活性,例如允许动态调整放电速率。利用电源模组进行DC Link放电的关键想法是提供一个降低门极电压和低占空比的控制信号,以将MOSFETs推入其线性区域。在这样的过程中,一个器件作为完全开启的受保护开关,而另一个器件作为消耗元件,用于消耗DC Link电容器中储存的能量。注意:角色可以互换,低侧或高侧器件都可以用作消耗元件。此原则可同时应用于三个相位。这样做的好处是提供冗馀性并将放电时间和电源模组压力除以3。
此实现方式以脉冲方式降低门极电压,其阈值模式已由先前确定或透过SPI设定。脉冲以低占空比(1%至4%)进行,在脉冲ON的部分期间,放电电流保持大约恒定,并且在几百毫安的范围内被被动限制。对于典型的400V或800V DC Link 系统,放电时间在大多数情况下低于2s。
3. GD3162 DC Link Discharge 应用案例:
3.1 使用IGBT/SIC 进行主动放电,可以减少硬件设计,但能量释放为热能,有可能会造成元件的老化,在此GD3162根据系统架构和需求,在启动逆变器操作之前的每次上电时,运行阈值级模式以读取老化评估的5位TLVA值。这可用于跟踪生命周期中Vth的漂移或基于在生产期间进行的初始测量结果提供通过/不通过测试结果。
3.2 在每次逆变器关闭时,在自动模式下运行DC链路放电(立即跟随阈值级模式),以安全地在所需时间内放电存储的能量。
3.3 在发生崩溃事件时,DC链路放电功能仅使用故障安全逻辑(进入DCLD)即可在2秒内达到放电状态,无需MCU控制。
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