IGBT IPM的错误输出功能

关键要点

・FO引脚为错误输出功能引脚，用于向外部通知内置保护功能的启动情况，并会为自我保护而关断下桥臂各相的IGBT。

・FO输出功能的信号输出时间因已启动的保护功能类型而异，因此可以判别已启动了哪种保护功能。这是本机型产品所具备的功能。

・FO引脚的输入功能，通过在FO引脚上连接RC并调整时间常数，可以扩展下桥臂各相IGBT的关断时间。

・当FO输出经由隔离器件输入至MCU时，在输出时间隔离器件的传输延迟时间比FO输出的L电平最短时间要长时，需要根据延迟情况来扩展FO输出时间时，可使用该功能。

本文将介绍“保护功能和工作时序”系列的第五个功能——“错误输出功能（FO）”。

短路电流保护功能（SCP）

控制电源欠压误动作防止功能（UVLO）

热关断保护功能（TSD） *仅限BM6337xS

模拟温度输出功能（VOT）

错误输出功能（FO）

控制输入（HINU、HINV、HINW、LINU、LINV、LINW）

错误输出功能（FO）

FO引脚为错误输出功能用的引脚，用来向外部通知内置保护功能的启动，另外，为自我保护会关断下桥臂各相的IGBT。

该IGBT IPM系列的LVIC（低边IGBT栅极驱动器）单元内置SCP（短路电流保护）、UVLO（欠压锁定，防止控制电源欠压误动作）和 TSD（热关断保护功能*仅限BM6337xS）等保护功能，如各保护功能的说明中所提到的，当保护功能启动时，FO引脚将从H电平转换为L电平。

下面是包括与MCU的连接示例在内的框图。红线圈起来的引脚为FO引脚。FO引脚为IO配置，输出为开漏输出，输入为施密特触发缓冲器输入。该输入监控FO引脚的输入电平，并在输入为L电平期间关断下桥臂各相的IGBT。另外，通过给FO引脚连接外置电容和电阻，还可以扩展下桥臂的关断时间。

HVIC（高边IGBT栅极驱动器）单元也配有UVLO功能，但如框图所示，该功能对FO输出没有影响。因此，即使HVIC的UVLO启动，FO输出的电压电平也不会改变。详细说明请参考“控制电源欠压误动作防止功能（UVLO）”。

下面分别介绍一下FO引脚的输出功能和输入功能。

1FO引脚的输出功能

如前所述，当LVIC的保护功能工作时，FO引脚的电压电平会从H转换为L，通知保护功能已启动。利用该FO输出功能，可对MCU发出IGBT IPM的保护功能已启动的通知，从而可进行适当处理和记录。

如下表和时序图所示，FO输出功能的信号输出时间（L期间）会因已启动的保护功能类型而异。这是本系列产品所配备的功能，可以通过测量信号的时间来判别已启动了哪种保护功能。这样不仅可以识别和记录故障的发生（保护功能工作），还可以识别和记录启动了哪种保护功能。另外，如果保护工作的时间长于各信号的输出时间设定，则在此期间内将保持L。

 

FO引脚为开漏输出，因此需要上拉电阻。FO引脚的绝对最大额定值，施加电压VFO为-0.5V～VCC+0.5V（FO-GND引脚之间），灌电流IFO为1mA，因此需要在这些范围内决定上拉电压和电阻。IFO可以通过上拉电源电压和上拉电阻值粗略地计算出来。另外，除了绝对最大额定值之外，还需要考虑FO引脚的输出规格和所连接MCU的输入规格（VIL、VIH等）。下面是FO输出的规格值和FO引脚的V-I特性。

例如，当希望将电压上拉至5V时，建议使用10kΩ的上拉电阻。此时，灌电流约为最大额定电流的一半，有足够的裕量，且受漏电流IFOLEAK影响的H电平为5V－10kΩ・10µA=4.9V，作为5V级的逻辑电平也已足够。

2FO引脚的输入功能

FO引脚由于其内部连接于用来关断下桥臂各相IGBT的输入端，因此也可用作输入。利用该功能，通过将电阻器R2和电容器C2与FO引脚连接，并调整C2的充电时间，可扩展下桥臂各相IGBT的关断时间。

当FO输出经由光电耦合器等隔离器件输入至MCU时，比如在输出时间隔离器件的传输延迟时间比FO输出的L电平最短时间（45µs:SCP）长时，需要根据光电耦合器的信号传输延迟情况来扩展FO输出时间时，可使用该功能（请参考下图和时序图）。

 

所连接RC的时间常数根据FO引脚的输入规格进行调整。需要考虑到下表中的阈值和迟滞电压规格值。