高共模噪聲是汽車系統(tǒng)設計人員在設計實用,可靠的動力總成驅動系統(tǒng)時必須克服的重要問題。當高壓電源逆變器和其他電源中存在高頻開關時,系統(tǒng)內自然會產生共模噪聲(也稱為dV / dt噪聲)。本文將討論混合動力總成驅動器中dV / dt噪聲的各種來源,并提出幾種方法來最小化噪聲對驅動電子設備的影響。
動力總成驅動器共模噪聲的來源和影響
在典型的混合動力總成驅動器子系統(tǒng)中,電動機驅動器子系統(tǒng)有高側和低側部分,每側均提供三相大電流來為電動機供電(圖1)。 )。當柵極驅動器按順序切換高端IGBT和低端IGBT時,會產生高dV / dt噪聲。例如,連接到高壓(400V DC)電源且開關上升和下降時間為50ns的典型動力總成,每當柵極電壓為-時,就會產生400V / 50ns的dV / dt噪聲,或?8kV /μs。驅動程序開關。
混合動力總成驅動器的典型框圖
如果由于某些故障而發(fā)生短路情況,則由于流過的大量短路電流瞬變di / dt,會在直流軌電壓上增加額外的過沖電壓(V = L * di / dt)柵極驅動器電路必須能夠處理這種額外的dV / dt噪聲,以便它們能夠維持控制并執(zhí)行正確的保護協(xié)議。此外,要求更高的直流電源電壓為大型混合動力車輛(如卡車和公共汽車)供電,以及更快的開關頻率以減少傳導損耗,所有這些都導致對系統(tǒng)的要求增加,以結合更高的dV / dt噪聲抑制能力。如今,采用具有15kV /μs的dV / dt噪聲抑制比的混合動力總成驅動電路來維持整體系統(tǒng)性能,可靠性和魯棒性。
當dV / dt噪聲通過系統(tǒng)內的寄生電容耦合時,會造成威脅,并引起不希望的電壓轉換(圖2)。通過寄生路徑耦合的轉換可能會由于無意中觸發(fā)功能或引起錯誤反饋等原因而導致系統(tǒng)失去控制。盡管dV / dt噪聲非常不受歡迎,但如前所述,它自然存在于動力總成驅動器中。為了最大程度地降低其影響,設計人員必須確定并解決所有可能的dV / dt噪聲耦合路徑。
寄生電容耦合路徑
解決方案
因此,如果寄生電容是噪聲傳播的重要來源,那么顯而易見的選擇是嘗試消除盡可能多的寄生電容。這樣可以大大降低dV / dt噪聲。
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