一种电机控制器的IGBT驱动电路及电机控制器制造技术

本发明专利技术公开了一种电机控制器的IGBT驱动电路和电机控制器，包括：设置在电机控制器驱动板上的功能安全电路，以及分别与功能安全电路连接的检测反馈电路和脉冲宽度调制PWM缓冲电路；检测反馈电路，检测电机控制器的IGBT模块并当检测到IGBT模块的指定故障时，发送指定故障信号至功能安全电路；功能安全电路，根据预设故障处理规则以及收到的指定故障信号进行判断后，输出相应控制信号至PWM缓冲电路；PWM缓冲电路，根据相应控制信号产生驱动IGBT模块的PWM信号，控制IGBT模块的通断以保护IGBT模块。本申请技术方案具有多种保护功能，提高了IGBT的稳定性和安全性，并且动作迅速、保护及时。

【技术实现步骤摘要】
一种电机控制器的IGBT驱动电路及电机控制器
本专利技术涉及电机控制器
，具体涉及一种电机控制器的IGBT驱动电路及电机控制器。
技术介绍
随着电气电子设备在汽车领域尤其是控制系统中的大量使用，一些新的安全问题不断出现，危险事故频发，使得各大汽车公司越来越关注功能安全，也促使国际标准化组织(ISO)研究并制定了专门针对汽车电子电气系统的功能安全国际标准ISO26262。该标准涉及汽车电子电气系统的整个汽车安全生命周期及其管理过程，对汽车企业及其零部件企业提出了很高的要求。目前，国内针对车用驱动电机系统的功能安全设计研究还很少，电机控制器是整车动力的核心部件，因此，亟需一种能够提高电机控制器功能安全的技术方案。
技术实现思路
本专利技术提供了一种电机控制器的IGBT驱动电路以及应用该驱动电路的电机控制器，能够提高电机控制器的功能安全以及稳定性，且保护动作迅速。根据本专利技术的一个方面，提供了一种电机控制器的IGBT驱动电路，包括：设置在电机控制器驱动板上的功能安全电路，以及分别与所述功能安全电路连接的检测反馈电路和脉冲宽度调制PWM缓冲电路；所述检测反馈电路，检测电机控制器的IGBT模块并当检测到IGBT模块的指定故障时，发送指定故障信号至所述功能安全电路；所述功能安全电路，根据预设故障处理规则以及收到的指定故障信号进行判断后，输出相应控制信号至所述PWM缓冲电路；所述PWM缓冲电路，用于根据相应控制信号产生驱动IGBT模块的PWM信号，控制IGBT模块的通断以保护IGBT模块。可选地，还包括：隔离驱动电源电路；所述隔离驱动电源电路，接收所述PWM缓冲电路输出的PWM信号，并对PWM信号进行隔离。可选地，所述隔离驱动电源电路包括：隔离变压器和隔离驱动光耦，所述隔离变压器的输入端与电机控制器驱动板的供电电源连接，输出端与隔离驱动光耦连接；所述隔离驱动光耦的输入端与所述PWM缓冲电路连接、输出端与IGBT模块连接，将PWM信号隔离处理后输出至IGBT模块；所述隔离驱动光耦，还用于检测IGBT模块的发射极与集电极之间的电压，当检测到IGBT模块发生短路故障或驱动电压欠压故障时，反馈短路故障信号或驱动电压欠压故障信号至所述功能安全电路。可选地，所述检测反馈电路包括：温度检测反馈电路，母线电压检测反馈电路以及电源电压检测反馈电路；温度检测反馈电路，检测IGBT模块的温度值，当温度值超过预设温度阈值时确定IGBT模块发生过温故障并反馈过温故障信号至所述功能安全电路，使所述功能安全电路控制关断IGBT模块；母线电压检测反馈电路，检测IGBT模块的母线电压值，当确定发生母线电压过压故障时，反馈母线电压过压故障信号至所述功能安全电路，使所述功能安全电路控制关断IGBT模块；电源电压检测反馈电路，检测电机控制器驱动板的供电电源的电压值，当确定供电电压欠压故障时，反馈供电电压欠压故障信号至所述功能安全电路，使所述功能安全电路控制关断IGBT模块。可选地，所述功能安全电路，接收来自电机控制器控制板的主动短路信号，并根据主动短路信号通过控制所述PWM缓冲电路产生PWM信号，以控制关断IGBT模块。可选地，所述功能安全电路，接收来自电机控制器控制板的PWM使能信号，根据PWM使能信号，使PWM缓冲电路输出PWM信号或封锁输出PWM信号。可选地，还包括：冗余缓冲电路，所述冗余缓冲电路，接收IGBT模块发生故障时的各故障信号，将接收到的各故障信号进行缓冲后发送给电机控制器控制板，供电机控制器控制板进行判断。可选地，还包括：推挽放大电路，推挽放大电路与隔离电源驱动电路以及IGBT模块连接，用于将收到的PWM信号放大后输出至IGBT模块。可选地，所述隔离驱动光耦为带反激控制器的隔离驱动光耦，所述电机控制器驱动板的供电电源为输出15V电压的Sepic电源。根据本专利技术的另一个方面，提供了一种电机控制器，包括：如本专利技术一个方面所述的电机控制器的IGBT驱动电路。本专利技术的有益效果是：本专利技术的电机控制器的IGBT驱动电路通过在电机控制器驱动板上设置功能安全电路，利用对IGBT故障信号进行汇总与逻辑处理，并输出信号控制PWM缓冲电路完成IGBT模块和电机控制器的各种保护功能，使得电机控制器能够对IGBT提供完善的保护，通过驱动板上的这种硬件逻辑电路来处理故障信号并进行相关的动作来保护IGBT模块的方案，相比软件保护时间大大缩短，从而保护及时、动作迅速。应用这种电机控制器的IGBT驱动电路可以提高电机控制器整体的可用性及安全性。附图说明图1是本专利技术一个实施例的电机控制器的IGBT驱动电路的框图；图2是本专利技术一个实施例的电机控制器的IGBT驱动电路的逻辑图；图3是本专利技术一个实施例的电机控制器的框图。具体实施方式电机控制器作为整车动力的核心部件，由很多个零件组成，其中驱动电路为关键零件，也是车用驱动电机系统功能安全设计的重点。本申请实施例提供了一种电机控制器的IGBT驱动电路，以便在检测到IGBT模块发生故障时迅速保障IGBT模块和电机控制器的安全。图1是本专利技术一个实施例的电机控制器的IGBT驱动电路的框图，参见图1，本专利技术实施例的电机控制器的IGBT驱动电路包括：设置在电机控制器驱动板上的功能安全电路102，以及分别与所述功能安全电路102连接的检测反馈电路101和脉冲宽度调制PWM缓冲电路103；检测反馈电路101，检测电机控制器的IGBT模块并当检测到IGBT模块的指定故障时，发送指定故障信号至功能安全电路102；指定故障信号包括短路故障、过温故障、母线电压过压故障或者驱动电压欠压故障。功能安全电路102，根据预设故障处理规则以及收到的指定故障信号进行判断后，输出相应控制信号至PWM缓冲电路103；PWM缓冲电路103，用于根据相应控制信号产生驱动IGBT模块的PWM信号，控制IGBT模块的通断以保护IGBT模块。PWM缓冲电路输出PWM驱动信号，直接驱动IGBT模块。IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor)即绝缘栅双极型晶体管。本专利技术实施例的这种电机控制器的IGBT驱动电路，设置了功能安全电路，功能安全电路对IGBT故障信号进行汇总与逻辑处理，并输出信号控制PWM缓冲电路实现对IGBT模块和电机控制器的多种保护功能，提高了电机控制器的安全性，满足了实际需求。并且与通过软件控制来实现保护功能的方案相比，经过实验，本实施例的电机控制器的IGBT驱动电路故障反应和处理时间可以从几十微秒下降到小于1微秒。实际应用中，功能功能安全电路与PWM缓冲电路可以通过CPLD(ComplexProgrammableLogicDevice，复杂可编程逻辑器件)或者DSP(数字信号处理，DigitalSignalProcessing)或者CPU实现。进一步地，CPLD或者DSP或者CPU可以通过UART(通用异步收发传输器，UniversalAsynchronousReceiver/Transmitter)接口与电机控制器控制板上的CPU进行通信，提高电机控制器整体的可用性及安全性。通用异步收发传输器，通常称作UART，是一种异步收发传输器。它将要传输的资料在串行通信与并行通信之间加以转换。图2是本专利技术一个实施例的电机控制器的IGBT驱本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电机控制器的IGBT驱动电路，其特征在于，包括：设置在电机控制器驱动板上的功能安全电路，以及分别与所述功能安全电路连接的检测反馈电路和脉冲宽度调制PWM缓冲电路；所述检测反馈电路，检测电机控制器的IGBT模块并当检测到IGBT模块的指定故障时，发送指定故障信号至所述功能安全电路；所述功能安全电路，根据预设故障处理规则以及收到的指定故障信号进行判断后，输出相应控制信号至所述PWM缓冲电路；所述PWM缓冲电路，用于根据相应控制信号产生驱动IGBT模块的PWM信号，控制IGBT模块的通断以保护IGBT模块。

【技术特征摘要】
1.一种电机控制器的IGBT驱动电路，其特征在于，包括：设置在电机控制器驱动板上的功能安全电路，以及分别与所述功能安全电路连接的检测反馈电路和脉冲宽度调制PWM缓冲电路；所述检测反馈电路，检测电机控制器的IGBT模块并当检测到IGBT模块的指定故障时，发送指定故障信号至所述功能安全电路；所述功能安全电路，根据预设故障处理规则以及收到的指定故障信号进行判断后，输出相应控制信号至所述PWM缓冲电路；所述PWM缓冲电路，用于根据相应控制信号产生驱动IGBT模块的PWM信号，控制IGBT模块的通断以保护IGBT模块。2.根据权利要求1所述的电机控制器的IGBT驱动电路，其特征在于，还包括：隔离驱动电源电路；所述隔离驱动电源电路，接收所述PWM缓冲电路输出的PWM信号，并对PWM信号进行隔离。3.根据权利要求2所述的电机控制器的IGBT驱动电路，其特征在于，所述隔离驱动电源电路包括：隔离变压器和隔离驱动光耦，所述隔离变压器的输入端与电机控制器驱动板的供电电源连接，输出端与隔离驱动光耦连接，所述隔离驱动光耦的输入端与所述PWM缓冲电路连接，输出端与IGBT模块连接，将PWM信号隔离处理后输出至IGBT模块；所述隔离驱动光耦，还用于检测IGBT模块的发射极与集电极之间的电压，当检测到IGBT模块发生短路故障或驱动电压欠压故障时，反馈短路故障信号或驱动电压欠压故障信号至所述功能安全电路。4.根据权利要求1所述的电机控制器的IGBT驱动电路，其特征在于，所述检测反馈电路包括：温度检测反馈电路，母线电压检测反馈电路以及电源电压检测反馈电路；温度检测反馈电路，检测IGBT模块的温度值，当温度值超过预设温度阈值时确定IGBT模块发生过温故障并反馈过温故障信号至所述功能安全电...

【专利技术属性】
技术研发人员：谷冬平，万富翔，董仁俊，
申请(专利权)人：精进电动科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11