1ipm模块自举电路基本拓扑结构和原理

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1、1IPM模块门举电路基本拓扑结构和原理电压自举，就是利用电路自身产生比输入电压更高的电压。基于电容储能的电压自举电路通常是利用电容对电荷的存储作用来实现电荷的转移，从而实现电压的提升。电压口举电路利用电荷转移的方式进行工作，通过存储电容，把电荷从输入转移到输出，提供负载所需要的电流。图1给出了双倍压电压自举电路的基本原理。假设所有开关均为理想开关，电容为理想电容。当开关S1和S3闭合时，电源VCC给电容C充电使其电压达到VCC。然后开关S1和S3断开，S2闭合，直接接到电容C的低压端,此时电容C上仍然保持有前一个相位存储的电荷VCCXCo由于在S2闭合时，电容C上的电荷虽不能突变，因

2、此冇：(V0-VCC)XC=VCCXC,即V0=2VCCo在没冇直流负载的情况下，通过图1所示的电路，在理想情况下，输出可达到输入电压的两倍。2自举电路设计中的关键问题研究本项目的IPM型号选用IGCM20F60GA⑵。图2是IPM自举电路原理图。由图2可知,自举元件一端接电路的输入部分，另一端接到同相位的输出电路部分，借输入、输出的同相变化，把口己抬举起来，即口举元件引入的是正极性的反馈。<：4l5VMlBYVWl：IMBYV36C脳3BYV36C47^125VLIMW)VI山VFOnitii1V5SPV>—PtHIEUIH—HJNfL)PV-—IP—IJNlW)zjzOOa.i必

3、$elecfans»com182[PMBifflU10.22aiF/630V电各饭娩女对原理图屮第一•路自举电路进行分析［3-4］。IPM模块白举电路仅由白举电阻R62、H举二极管D9和自举电容E1组成，因此简单可靠。英电路基木工作过程为：当VS因为下桥臂功率器件导通被拉低到接近地电位GND时，控制电源VCC会通过R62和D9给口举电容E1充电。当上桥臂导通，VS上升到直流母线电压后，白举二极管D9反向截止，从而将直流母线电压与VCC隔离，以防止肓流母线侧的高压串到控制电源低圧侧而烧坏元器件。此时E1放电，给上桥臂功率器件的门极提供驱动电压。当VS再次被拉低时，E1将再次通过VCC充

4、电以补充上桥臂导通期间E1上损失的电压。这种自举供电方式就是利用VS端的电平在高低电平之间不停地摆动来实现的。如图2所示，自举电路给E1充电，E1的电压基于上桥臂输出晶体管源极电压上下浮动。由于运行过程中反复地对白举电容进行充放电，因此必须选择适当的参数，保证白举电容上的电压在电机运行吋保持高于欠压锁定电平。由上述分析可知，要保证E1的跌落电压能够得到及时、完全的补充，自举电路对下桥臂最小导通时间有一定的要求。但是若能正确选择各元器件参数，口举电路对下桥臂最小导通时间的限制将会大大降低。2.1自举电容E1的选择自举电容E1需要根据白举电容所能得到的最低充电电压来选择。实际应用屮可以应

5、用以下简化公式来初步计算E1：(1)IIMVelecfanscom电&疚拢於

6、择自举电阻R62的作用是限制dVBS/dto为了保证自举电容能够在下桥臂最小导通时间充电AVBS,所以：«62二°elecfanscom电&友拢却式中,TLON为下桥臂的最小导通时间。本项目中自举电阻R62取22Q。2.3自举二极管D9的选择因为自举二极管起到隔离直流母线高压和控制电源低压的作用，必须阻断直流干线上的高压，才能保护IC器件不受损坏，所以选择D9时应当重点考虑二极管耐压、反向截止时间和正向导通电压降儿个参数。二极管承受的电流是栅极电荷与开关频率之积。为了减少电荷损失，应选择耐高压的反向漏电流小的超快恢复二极管。木项目选用的自举二极管型号为BYV36Co