一种IPM的保护装置制造方法及图纸

提供了一种ＩＰＭ的保护装置，该ＩＰＭ的保护装置包括主控制器，主控制器具有保护信号输入端，其中，该ＩＰＭ的保护装置还包括方波检测电路、与门和触发器，主控制器具有方波信号输出端，所述方波信号输出端连接到方波检测电路的输入端，方波检测电路的输出端连接到与门的一输入端，与门的输出端连接到主控制器的保护信号输入端。本实用新型专利技术的ＩＰＭ的保护装置不仅能实现针对ＩＰＭ异常状态时对ＩＰＭ的保护并且能够实现针对主控制器的ＣＰＵ异常状态下对ＩＰＭ的保护。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及智能功率模块(Intelligent Power Module,即IPM)，更特别地是涉及一种IPM的保护装置。
技术介绍
IPM集成了功率开关器件IGBT及其驱动电路，且还具备短路、欠电压、 过电流、过热等故障检测功能的内置保护电路，IPM以其体积小、开关速度 快、损耗小、功耗低、抗干扰能力强等优点在电力电子领域得到越来越广泛 的应用，目前IPM是电动汽车动力系统的重要组成部分，其安全性能对于整 车运行具有重要作用。由于IPM的内置保护电路不具有保持性，IPM完善的系统保护必须辅 助外围保护电路，将IPM自身的故障信号通过IPM的故障信号输出端送到 主控制器的CPU做中断处理，主控制器封锁IPM的控制信号PWM波形的 输出，从而可以方便、有效地保护器件。通常IPM的外围保护电路只针对 IPM的工作状况进行保护，而不提供针对主控制器的CPU工作状况的保护， 对于主控制器的CPU来说，仅利用其自身携带的看门狗进行故障检测、故 障后复位等。然而，在IPM应用于电动汽车等系统时，由于电动汽车上载有多种电 源和车身电器，车内的电磁干扰信号尤为强烈，同时，车用永磁同步电机负 载的陡然变化将会引起电流突变，也对车内的主控制器造成较强的影响，严 重时可能造成电机主控制器的CPU死机甚至导致看门狗失效，使CPU无法 正常复位。当CPU无法复位时，现有的IPM的保护电路输出的保护信号无 法有效地引起CPU的响应，从而不能提供正常的对IPM的保护，尤其在CPU出现死机状况时，向IPM输出的信号可能恒为高电平，使得IGBT长时间导 通，承受过大的导通电流，导致IGBT的损坏。而现有的IPM的保护电路不 能提供针对CPU出现死机状况时的保护。
技术实现思路
本技术针对现有技术中的IPM的保护装置不能针对主控制器的 CPU的异常状态提供保护的缺点，提供一种IPM的保护装置，该装置能实 现针对CPU异常状态的保护且具有结构简单、受干扰程度小的优点。本技术提供一种IPM的保护装置，该IPM的保护装置包括主控制 器，主控制器具有保护信号输入端，其中，该IPM的保护装置还包括方波检 测电路和与门，主控制器还具有方波信号输出端，所述方波信号输出端连接 到方波检测电路的输入端，方波检测电路的输出端连接到与门的一输入端， 与门的输出端连接到主控制器的保护信号输入端。本技术提供的一种IPM的保护装置，由于采用了方波检测电路， 该方波检测电路能够根据从主控制器的方波信号输出端接收的信号来检测 主控制器的CPU是否正常工作，并输出表征主控制器的CPU是否正常工作 的信号到与门，与门的另一输入端连接到IPM的保护信号输入端，与门的输 出端再通过触发器输出保护信号到主控制器，这样在接收到来自IPM的故障 信号输出端的故障信号和检测到主控制器的CPU异常工作时的任一者时均 会输出保护信号，通知主控制器封锁PWM波形的输出，来保护IPM，而现 有技术中的IPM的保护装置中，IPM的故障信号输出端是直接连接到主控 制器的保护信号输入端，这样现有技术中的IPM的保护装置仅能针对IPM 的故障信号输出端输出的表征短路、欠电压、过电流等异常状态的信号对 IPM提供保护，而不能提供对CPU异常状态的保护，在复杂的车内电磁环 境中仅靠CPU自带的看门狗提供针对CPU异常状态的保护是不可靠的，而本技术提供的IPM的保护装置能够在主控制器的CPU自带的看门狗失 效或保护结果不可靠时，依靠其包括的保护模块中的方波检测电路仍旧能够 提供对保护装置中的主控制器的CPU的异常状态的保护；同时由于方波检 测电路中仅采用简单的电路元件，相比于由振荡器和分频器等组成的看门狗 来说，受电磁干扰的影响小，针对CPU异常状态的保护更为可靠，这样就 提高了系统的安全性和可靠性。附图说明图1是根据本技术的IPM的保护装置的组成框图; 图2是根据本技术的方波检测电路的电路具体实施方式如图1所示，本技术提供的IPM的保护装置包括主控制器1，主控 制器1具有保护信号输入端，其中，该IPM的保护装置3还包括方波检测电 路20、与门21和触发器22，主控制器l还具有方波信号输出端，所述方波 信号输出端连接到方波检测电路20的输入端，方波检测电路20的输出端和 IPM4的故障信号输出端分别连接到与门21的两个输入端，与门21的输出 端连接到主控制器1的保护信号输入端。所述IPM的保护装置3还可以包括触发器22，与门21的输出端连接触 发器22的输入端，触发器22的输出端连接到主控制器1的保护信号输入端， 主控制器1还具有保护清零信号输出端，所述保护清零信号输出端连接到触 发器22的清零端。方波检测电路20用于确定主控制器1的CPU是否正常工作，根据从主 控制器1的方波信号输出端接收到的信号来输出表征主控制器1的CPU是 否出现死机状况的信号。如当该方波检测电路20从主控制器1接收到正常的方波信号时，可以输出高电平，反之则输出低电平，表征主控制器1的CPU出现死机状况。该方波检测电路20可以用本领域技术人员所公知的方 式实现。根据一种实施方式，如图2所示，方波检测电路20包括微分电路、 第- MOS管Ql、第二 MOS管Q2和电解电容C2，主控制器1的方波信号 输出端连接到微分电路的输入端，微分电路的输出端连接到第一 MOS管Ql 的栅极，第一M0S管Q1的漏极和源极之间连接有电解电容C2，其源极接 地，其栅极通过一电阻连接到其源极，其漏极通过电阻连接到电源，其漏极 还通过电阻连接到第二 MOS管Q2的栅极，该第二 MOS管Q2的源极接地， 其漏极通过电阻连接到电源，其漏极和源极之间连接有电容，该第二 MOS 管Q2的漏极连接到与门21。微分电路可以为RC微分电路，包括电容Cl 和电阻R1，电容C1的一端作为微分电路的输入端，连接主控制器1的方波 信号输出端，电容C1的另一端连接到电阻R1的一端，电阻R1的另一端作 为微分电路的输出端连接到MOS管Ql的栅极。当主控制器1输出正常的 方波信号到方波检测电路20时，该方波经RC微分电路能在其波形的正半 周瞬间导通M0S管Q1，由于MOS管Ql源极处连接有电解电容C2，该电 解电容的容量值为3.3uF-470uF，如可以为47uF，该电解电容C2使得正半 周导通的能量几乎全部被C2吸收，并在波形的负半周Ql关断时吸收电源 Vcc的能量，因此MOS管Q2的栅极无法导通，Q2的漏极输出高电平；当 主控制器1无法发出方波信号时，无论其向方波检测电路20输出的是高电 平还是低电平都无法令Ql导通，电源Vcc长时间地加在Q2的栅极上，使 Q2导通，由于Q2的源极接地，故Q2的漏极输出低电平。Q2的漏极即为 方波检测电路20的输出端。方波检测电路20的输出端和IPM 4的故障信号输出端中只要有一者输 出为低电平，经与门21就输出低电平，则表征处于非正常工作状态，需要 对IPM进行保护，与门21输出端连接触发器22的输入端，主控制器1的保护清零信号输出端输出保护清零信号到触发器22作为触发器22的清零信 号，当系统恢复正常时，主控制器1的保护清零信号端输出保护信号到触发 器的清零端，清除向主控制器l发出的保护信号。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种ＩＰＭ的保护装置，该ＩＰＭ的保护装置（３）包括主控制器（１），主控制器（１）具有保护信号输入端，其特征在于，该ＩＰＭ的保护装置（３）还包括方波检测电路（２０）和与门（２１），主控制器（１）还具有方波信号输出端，所述方波信号输出端连接到方波检测电路（２０）的输入端，方波检测电路（２０）的输出端连接到与门（２１）的一输入端，与门（２１）的输出端连接到主控制器（１）的保护信号输入端。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：袁海龙，周旭光，杨广明，张飞，何耀华，周伟，韦世敏，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：94[中国|深圳]