[實用新型]一種基于功能安全的驅動電源電路

有效

• 申請號: 202220407116.7
• 申請日: 2022-02-25
• 公開（公告）號: CN216851751U
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發明（設計）人: 康俊;孫金云;李輝;宋曉鋒
• 申請（專利權）人: 無錫明恒混合動力技術有限公司
• 主分類號: H02M1/32
• 分類號: H02M1/32;H02H9/04
• 代理公司: 無錫經誠知識產權代理事務所(普通合伙) 32504
• 代理人: 吳仁芬

本實用新型涉及電源電路保護技術領域，具體是一種基于功能安全的驅動電源電路，包括順序連接的高壓前端處理電路、電源芯片開關電路和應急電源輸出電路；所述電源芯片開關電路包括電源芯片U27，所述電源芯片U27通過所述高壓前端處理電路供電與使能處理；所述電源芯片U27用于控制所述應急電源輸出電路的電流輸出或關閉。本方案可以有效保護關鍵器件IGBT的穩定工作，即使在使用過程中整車上面頻繁出現狀況，電機控制器也可以按照控制策略進行有效保護，提升產品在復雜工況下的可靠性，具有長遠的經濟效益。

技術領域

本實用新型涉及電源電路保護技術領域，尤其涉及一種基于功能安全的驅動電源電路。

背景技術

現有電機控制器IGBT驅動電源使用了兩路反激電源，源邊輸入是從低壓端取電，1路電源輸出3組+15V/-8V電源，分別給上橋和下橋IGBT驅動電路供電，輸出PWM信號驅動IGBT開通和關斷。當低壓端電源供電正常時，IGBT可以正常開通和關斷，電機控制器工作正常，IGBT基本不會出現失效風險；當低壓端電源供電異常時(控制器外部低壓線束接觸不良，主控板至驅動板連接器接觸不良等)，無PWM信號輸入，IGBT不能正常開通和關斷，處于不確定工作狀態，當IGBT出現異常關斷時，IGBT有過壓失效風險，導致控制器不能正常工作。即在電機高速轉速時，IGBT可能會因為電機反電動勢過高過壓擊穿IGBT；若在低壓掉電的同時母線端繼電器也異常跳開，即使電機在低速轉動時，也會因為控制器內部沒有電流回路導致母線電壓快速升高，過壓擊穿IGBT，以上情況在整車高速行進下出現振動或通過跌破路段時比較容易出現，出現這種情況，由于電機控制器無低壓，電路不能工作，無法執行主動短路保護策略，會損壞電機控制器。

因此，急需一種新的技術來解決該技術問題。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服上述現有技術的問題，提供了一種基于功能安全的驅動電源電路，具體為一種高壓轉低壓的反激式電源，當低壓端出現短時接觸不良的異常時可以及時給IGBT驅動電路供電，維持正常的短路保護功能。通過增加應急驅動電源，當驅動電源的低壓輸入端無電壓輸入，不論在電機高速或母線端繼電器異常跳開的狀態下，IGBT也不會被過壓擊穿。應急驅動電源是從高壓端取電，低壓電源無輸入的狀態下不會影響應急電源的正常工作，其可以在緊急狀態下輸出電源給到下橋IGBT驅動電路，立即執行主動短路保護的策略，嵌位住IGBT兩端的電壓，防止IGBT被過壓擊穿。

上述目的是通過以下技術方案來實現：

一種基于功能安全的驅動電源電路，包括順序連接的高壓前端處理電路、電源芯片開關電路和應急電源輸出電路；所述電源芯片開關電路包括電源芯片U27，所述電源芯片U27通過所述高壓前端處理電路供電與使能處理；所述電源芯片U27用于控制所述應急電源輸出電路的電流輸出或關閉。

進一步地，所述高壓前端處理電路包括由第一電阻R338、第二電阻R339、第三電阻R341、第一穩壓二極管D79和第一場效晶體管Q9順序連接構成的可自動開通或關閉的電路，所述第一場效晶體管Q9的S端連接有肖特基二極管D80，電源VCC經所述肖特基二極管D80輸出到所述電源芯片開關電路。

進一步地，所述電源VCC通過第八電阻R336和第四穩壓二極管D74輸入到所述電源芯片U27的第六腳VIN，可防止電源芯片U27過壓損壞；所述電源芯片U27的第四腳GDRV與所述應急電源輸出電路中的第二場效晶體管Q6連接，用于輸出驅動信號，控制所述第二場效晶體管Q6的開通與關斷。

進一步地，所述第一場效晶體管Q9的S端連接第四電阻R344，所述第四電阻R344與第一三極管Q8的B極連接；當S端輸出高電平，所述第一三極管Q8具備導通的條件；當S端輸出低電平，所述第一三極管Q8不導通。