IPM故障保護(hù)屬于現(xiàn)代電力電子以及電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)里的核心安全機(jī)制，其核心目標(biāo)在于，當(dāng)功率模塊出現(xiàn)諸如過(guò)流、過(guò)熱、短路或者電壓異常等危險(xiǎn)狀況時(shí)，于微秒級(jí)的時(shí)間之內(nèi)迅速關(guān)斷功率器件，避免昂貴的IGBT或者M(jìn)OSFET 模塊因過(guò)載而造成永久性損毀，進(jìn)而保障整個(gè)設(shè)備能夠安全穩(wěn)定地運(yùn)行。要理解IPM故障保護(hù)，對(duì)于從事工業(yè)自動(dòng)化、新能源汽車(chē)、伺服驅(qū)動(dòng)等相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，是進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)、調(diào)試與其故障排查的必備知識(shí)。

IPM故障保護(hù)具體有哪些核心功能

IPM的故障保護(hù)不是單一功能，是一套集成化的綜合防護(hù)體系，當(dāng)中首要且最關(guān)鍵的功能是實(shí)時(shí)過(guò)流保護(hù)，IPM內(nèi)部集成了快速的電流檢測(cè)電路，一旦負(fù)載電流超過(guò)預(yù)設(shè)的安全閾值，保護(hù)電路就會(huì)立即動(dòng)作，去封鎖驅(qū)動(dòng)信號(hào)，防止功率管因電流沖擊而被燒毀，接著是過(guò)熱保護(hù)，模塊內(nèi)部溫度傳感器會(huì)持續(xù)監(jiān)控芯片結(jié)溫，當(dāng)溫度超過(guò)安全限值，也會(huì)觸發(fā)關(guān)斷。另外，高級(jí)別的 IPM 也整合了欠壓鎖定功能，驅(qū)動(dòng)側(cè)供電電壓不足之際，它會(huì)使模塊工作受阻，鑒于供電不足或許會(huì)致使功率管進(jìn)入非飽和區(qū)進(jìn)而發(fā)熱損壞。這些保護(hù)功能協(xié)同運(yùn)作，一同構(gòu)筑起系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的第一條防線。

如何正確處理IPM故障保護(hù)觸發(fā)后的復(fù)位流程

當(dāng)IPM觸發(fā)故障保護(hù)之后，系統(tǒng)會(huì)進(jìn)入鎖定或者關(guān)斷狀態(tài)，這時(shí)有一些步驟需要執(zhí)行，首要步驟并非立即嘗試復(fù)位，而是要開(kāi)展系統(tǒng)性的故障排查，你得切斷主電源，運(yùn)用萬(wàn)用表等工具去檢查負(fù)載側(cè)是不是存在短路情況，再者，還要檢察電機(jī)相線有沒(méi)有接錯(cuò)或者對(duì)地短路，與此同時(shí)，需要確認(rèn)散熱 控制系統(tǒng)是不是正常運(yùn)行，這是因?yàn)檫^(guò)熱是常見(jiàn)的觸發(fā)原因，在確認(rèn)外部故障已經(jīng)排除并且模塊充分冷卻以后，才能夠進(jìn)行復(fù)位操作，通常來(lái)說(shuō)，復(fù)位需要借助微控制器清除故障標(biāo)志位，或者 通過(guò)短暫關(guān)閉IPM的驅(qū)動(dòng)電源來(lái)達(dá)成。需要凸顯的是，反復(fù)于未將故障緣由加以排除之時(shí)強(qiáng)行復(fù)位這一行為，極度容易致使IPM模塊出現(xiàn)累積性損傷之事態(tài)，甚而至于完全失效，在諸如儲(chǔ)能系統(tǒng)這般的，或者人形機(jī)器人關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)此類(lèi)的高價(jià)值設(shè)備當(dāng)中，此種審慎的操作流程特別重要。

在設(shè)計(jì)電路時(shí)怎樣優(yōu)化IPM故障保護(hù)的可靠性

要將 IPM 內(nèi)置保護(hù)電路的功效充分發(fā)揮起來(lái)，那么外圍電路的設(shè)計(jì)有著至關(guān)重要的作用。首先，驅(qū)動(dòng)電源的穩(wěn)定性屬于基礎(chǔ)，得給 IPM 的驅(qū)動(dòng)側(cè)供應(yīng)干凈、穩(wěn)定的隔離電源，并且要在電源引腳附近布置高質(zhì)量的去耦電容，以此來(lái)抵御噪聲干擾，避免出現(xiàn)誤觸發(fā)的情況。其次，對(duì)于故障輸出信號(hào)的處理要慎重。IPM 的故障報(bào)警信號(hào)一般是那種集電極開(kāi)路輸出，需要上拉到微控制器的中斷引腳處，從而讓系統(tǒng)能夠及時(shí)響應(yīng)。大電流主回路在布局方面，與敏感的驅(qū)動(dòng)回路、信號(hào)回路得嚴(yán)格分開(kāi)，采用星形單點(diǎn)接地方式，以此最大限度減少寄生電感對(duì)檢測(cè)電路所產(chǎn)生的影響，這其中，一個(gè)相當(dāng)良好的設(shè)計(jì)習(xí)慣在于，于PCB上面給電流檢測(cè)預(yù)留出差分放大器電路以及濾波網(wǎng)絡(luò)的位置，即便IPM內(nèi)置了保護(hù)功能，外部的二次監(jiān)控依舊能夠提供冗余的安全保障，這就如同給關(guān)鍵系統(tǒng)上了“雙保險(xiǎn)”一般。

就日益繁雜的智能設(shè)備而言，像正迅速推進(jìn)商業(yè)化進(jìn)程的人形機(jī)器人，其關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)針對(duì)IPM的可靠性以及能量密度給出了極高要求這，樣的要求極為苛刻。在你真實(shí)開(kāi)展工作期間吶，有沒(méi)有碰到過(guò)因IPM故障保護(hù)機(jī)制的設(shè)計(jì)或者處理不太恰當(dāng)這一狀況所引發(fā)出來(lái)的棘手難題？歡迎于評(píng)論區(qū)去分享你的經(jīng)驗(yàn)以及見(jiàn)解，要是感覺(jué)本文具備著有所幫助的作用，同樣也請(qǐng)進(jìn)行點(diǎn)贊并且分享給更多的同行業(yè)人員。