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6ES7468-1CC50-0AA0 德国保护功能及其工作时序
第 4 代大型 DIPIPM 有短路和欠压保护功能，且能够输出 LVIC 温度模拟信号。保护功能的工作原理
和时序说明如下：
2.2.1 短路保护
第 4 代大型 DIPIPM 与第 3 代大型 DIPIPM 不同，以前的 DIPIPM 采用外接的旁路电阻来检测电流，
而第 4 代大型 DIPIPM 在 N 侧采用具有电流传感功能的 IGBT 硅片，可以直接检测分流电流，如图 2.5 所
示。
9/44
VOT
LVIC
CFO
NU
Fo
WN
VN
UN
VNC
VN1
IGBT4 Di4
IGBT5 Di5
IGBT6 Di6
NV
NW
Vsc CIN
Rs
传感电阻
消除噪声用的 RC 滤波器
推荐时间常数为 1.5-2.0μs
设定 Fo 输出时间
的电容
传感电流

主电流
功率不小于 1/8W；推荐精度在±1%以内
（包含受温度特性影响在内）。
※ 传感电阻的zui大功率虽然在此指南中已经标出来，但是实际运行系统中的应用值还需要充分的评估。
图 2.5 短路保护电路
采用这种方式检测电流无需在主电路上外接旁路电阻，从而减少了旁路电阻的损耗。（短路保护电流
值如表 2-7 所示。）
硅片上的主电流通过硅片分流的传感电流流经传感电阻 Rs，在 Rs 上产生压降。该电压信号反馈到
DIPIPM 的 CIN 引脚，通过模块内部的比较器来判断是否发生短路故障，从而实现短路保护。当短路保护
动作时，N 侧的 3 个 IGBT 立即硬关断，并输出 Fo 信号。Fo 输出为低电平脉冲信号，其脉冲宽度由接在
CFO 引脚处的电容来设定。
为了防止由于正常的开关噪声或恢复电流引起的误保护动作，需要在 CIN 引脚处接 RC 滤波器。为使
DIPIPM 的自我短路保护时间限制在 2μs 内，短路时 IGBT 应在 2μs 内关断，因此，RC 滤波器的时间常数
推荐为 1.5 到 2μs。
控制电源电压欠压保护动作的时序（P侧、UVDB）
c1. 控制电源电压的建立：当 VD上升超过 UVDBr 时 HVIC 开始工作；
c2. 正常工作：IGBT 导通，输出电流
c3. 控制电源电压欠压触发（UVDBt）
c4. P 侧 IGBT 关断･･･即使有控制输入，IGBT 依然关断，没有故障信号 Fo 输出。
C5. 欠压保护恢复（UVDBr）
C6. 正常工作：IGBT 导通，输出电流
13/44
控制输入
保护电路状态
控制电源电压 VDB
输出电流 Ic
故障输出 Fo
UVDBr
RESET SET RESET
UVDBt
高电平 (没有 Fo 输出)
c1
c2
c3
c4
c5
c6
图 2.10 P 侧控制电源欠压保护时序图
2.2.3 温度模拟信号输出功能
（1） 温度模拟输出信号的使用方法
第 4 代大型 DIPIPM 内置控制 IC（LVIC）部分的温度检测单元，可以测得 LVIC 温度，并输出该温度
模拟信号。由于 IGBT、续流二管硅片的发热是通过内置和外部散热器以及模块的铸模树脂传导的，因
此，当发生电机堵转、短路等硅片温度迅速上升的情况时，LVIC 的温度不能够跟随硅片温度迅速上升。
该功能的使用方法类似于传统的散热器上安装热敏电阻来检测温度，推荐用于诸如散热器的风扇停转
以及持续过载运行等导致的温度上升的保护。
（DIPIPM 本身不能够停止外部控制系统进而保护模块，因此，在必要的时候，外部控制需要根据监
测到的温度输出信号来实施保护动作指令。）
（2） 温度保护的温度设定
第 4 代大型 DIPIPM 搭载具有温度信号输出功能的 LVIC，其温度和 VOT 的关系如图 2.11 所示。
如上所述，由于硅片的发热是通过模块壳体和外部的散热器传到 LVIC，LVIC 的温度（Tic）和硅片结
温（Tj）、硅片正下方的壳温（Tc）的关系随外部散热器、散热条件和控制方法等的不同而不同。
例如，使用表 2-10 中列出的散热器，则 IGBT 的损耗和温度的关系如图 2.12 所示。散热器不同，相
同 IGBT 损耗产生的壳温与 LVIC 温度间的关系也不同。
因此，温度保护设计时需要综合考虑在系统的散热条件下，硅片的结温（Tj）、壳温（Tc）以及 LVIC
温度（Tic，以温度模拟输出 VOT 代替）之间的关系，以确保 Tc 在 100℃以下且 Tj 不超过 150℃。

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