技术 | IGBT IPM的热关断保护功能（TSD）

BM6337xS系列配备了可监控LVIC（Low Side Gate Driver）温度的热关断电路，当LVIC的Tj达到规定温度以上时，热关断电路将启动，会关断下桥臂各相的IGBT，并输出FO信号。
在TSD已启动的情况下，由于IGBT的Tj已超过150°C的绝对最大额定值，因此需要更换IPM。
该功能监控的Tj为LVIC芯片的Tj，无法跟上IGBT芯片的急剧温升，因此，在Tj急剧上升的情况下，该功能无法有效发挥作用，这一点需要注意。

本文将介绍第三个功能——“热关断保护功能”。请注意，该保护功能仅适用于BM6337xS系列。BM6357xS系列未配备该功能。

· 短路电流保护功能（SCP）

· 控制电源欠压误动作防止功能（UVLO）

· 热关断保护功能 (TSD) *仅限BM6337xS系列

· 模拟温度输出功能（VOT）

· 错误输出功能（FO）

· 控制输入（HINU、HINV、HINW、LINU、LINV、LINW）

BM6337xS系列配备了可监控LVIC（Low Side Gate Driver，低边栅极驱动器）温度的热关断电路。当LVIC的温度达到规定温度以上时，热关断电路会启动，会关断下桥臂各相的IGBT，并输出FO信号。

下面是内置于LVIC的LVCC热关断保护功能的工作时序图。d1～d7的工作说明是时序图中对应编号处的动作。

d1：正常工作过程中，IGBT导通时流过输出电流Ic

d2：当LVIC的Tj上升时，在TSDT处保护工作开始

d3：关断下侧桥臂各相的IGBT（无论LIN输入如何都关断）

d4：输出FO（180µs(Min)），TSD=H期间180µs以内时。当TSD=H期间为180µs以上时，在TSD=H的Tj下降至TSDT－TSDHYS的期间输出FO（FO=L）

d5：当LVIC的Tj下降时，在TSDT－TSDHYS处释放

d6：即使在LIN=H（虚线）时被释放，直到下一个LIN上升沿，IGBT仍保持关断状态。（通过对各相的LIN输入使各相逐一恢复为正常状态）

d7：正常工作。IGBT导通，并流过输出电流Ic

下面是安装IGBT IPM时热量向内部LVIC芯片的传递路径示意图。IGBT芯片产生的热量有两条传导路径，一条是经由键合线传导至LVIC芯片；另一条是经由芯片焊盘、封装背面的散热垫以及散热器，再回到封装树脂。

· 如果TSD功能启动并输出错误信号，需要立即停止运行，以免出现异常状态。

· 当因错误输出而停止运行时，如果这是由冷却系统异常（如散热器松动或脱落、冷却风扇异常停止）引起的，则很可能会触发TSD并输出错误信号。此时，因为IGBT芯片的结温已超过150°C绝对最大额定值，所以需要更换IPM。

· 该功能所监控的结温是低边IGBT栅极驱动器芯片（LVIC）的温度。请注意，因无法跟上IGBT芯片的急剧温升，在诸如电机堵转或过电流这类的结温急剧上升的情况下，该功能无效。