• 1. IPM保护原理

以士兰微SDM15G60FC为例：

其为600V/15A的IPM模块，封装为DIP-24，其内部集成了欠压、短路等各种保护功能，完全兼容 3.3V 和 5V 的 MCU 的接口，高电平有效。最需要额外注意的是，其报警FO信号输出仅能指示低侧(LVIC)的欠压或者短路过流，不能指示高侧（HVIC），略微有些遗憾。

其短路时控制时序为：

  • 2. 上桥或下桥短路

在伺服驱动器中，以DSP控制为例，当IPM模块出现FO时DSP会通过TZ封PWM波，确保IPM不会短路，因此TZ封波越及时对IPM的保护就越到位，也就是说要保证FO的延时越小越好，但同时也增加了易被干扰的风险，是个平衡的问题。模块的下管集成了短路电流保护的功能，IPM会主动停止下管的发波，手册中显示保护至少在20us以上，实际测试为60us左右，也就是说，即使没有TZ封波，IPM也不会响应60us内的发波指令，但是一旦发波的上升沿（必须有上升沿，高电平并不会响应）出现在超过60us以外的时间，IPM下管会重新发波，好强大的功能，遗憾的是此功能仅存在于下管，上管并无此保护。

那么，当上管短路时，下管执行发波，IPM会输出FO信号被DSP采集到，并且IPM会及时保护所有下管在60us内不响应DSP的指令，因此FO信号留给DSP检测并执行TZ封波的时间可长达60us，一般IPM的一类短路可以维持10us，超过10us就会有炸管的风险。而当下管短路时，IPM只能封下管的PWM波，并不能封上管，上管依然受PWM信号驱动，那么此时的FO信号必须在10us之内传递给DSP并由软件进行TZ封波，否则就有炸管的风险。

  • 3. 对地短路的检测

UVW对地短路，此处的地指的是介于P和N侧之间的电平，P侧电压>地>N侧电压。

上电对地短路的方法是：上电后主动下管发波，由于N侧有上电电阻限流，可以通过短路点-采样电阻-下管-N侧过流采样电阻这条路径来判断是否存在对地短路，如果存在，则采样电阻两侧电压会较高（A08），或者N侧限流电阻两侧电压较高导致报警FO，此两种情况均显示为A1F，同时由于下管发波，类似于boost，会导致母线电压升高，也存在A13的情况。

运行中，对地短路，如果此时下管开通，则由地-采样电阻-下管-N侧过流采样电阻，测试过流采样电阻电压引起的FO，IPM会控制下管不受控进行保护，因此不会损坏下管；如果此时上管开通，则电流由P-上管-采样电阻-地，此时IPM上管无过流保护，只有烧毁一个命运，除非在此条电流回路中串入P侧采样电阻，并通过光耦来检测其状态后进行TZ封波。

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