【经验】基于RGTH00TS65 IGBT设计低速电动汽车电机驱动系统的应用经验

时间： 2018-10-05 来源：ROHM

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当前小型电动汽车的市场很火，笔者一直以来从事汽车电子行业，之前笔者设计过一款低速电动汽车的电机驱动系统，使用了罗姆公司的RGTH00TS65。笔者根据自己的设计过程谈一谈相关设计经验。

为什么选择RGTH00TS65？

笔者在选择IGBT的时候，根据Team内的意见，初步选择了NXP、罗姆、英飞凌等厂家的IGBT。甲方提出要能够驱动300V的交流电机，整车的质量约为1000kg，经过计算后电流驱动的能力不能低于40A，IGBT的稳定性要好。笔者根据需求进行了筛选，发现NXP有1款符合要求的IGBT，英飞凌有3款符合要求的IGBT，罗姆有1款符合要求的IGBT，最后笔者选择了罗姆的RGTH00TS65。理由如下:

RGTH00TS65的集电极-发射极电压为650V，在25℃时的集电极输出电流可达85A，100℃时为50A，由于汽车电机经常高速旋转，为了降低成本，低速电动汽车一般使用风冷法降温，在100℃时的电流也满足最低使用标准，可以满足我的需求。该器件的结温温度范围为-40-175℃，满足汽车级使用需求。在25℃和100℃的温度条件下的功耗分别为277W和138W，在结温温度为175℃时，IGBT的开启延迟时间为39ns，上升时间为63ns，关断延迟为159ns，关断时间为62ns。RGTH00TS65的电气参数优秀，开启关断时间不如英飞凌的竞争IGBT，功耗也不如NXP的低，但是其价格比其他两家低，具有极好的性价比。在满足使用需求的前提条件下，节省成本是很重要的事情！因此笔者最终选择了RGTH00TS65。

图1 RGTH00TS65实物图

下图2是作者在汽车电机驱动中使用RGTH00TS65应用的电路图

图2：RGTH00TS65应用的电路图

硬件设计

由于图纸较大，因此笔者只截取了A相的电路原理图。每一相使用2个IGBT，六个IGBT可以构成完整的三相交流控制。RGTH00TS65的门级输出PWM信号，可进行占空比的调制。这里笔者要强调一下，在电机在调试过程中，一定要注意起动瞬间的启动转矩变化，带载实验时，三相电机建议在起动瞬间给35%左右的占空比（具体参数根据电机负载特性调节，笔者设计的电机峰值转速大约为5000r/min，大概1750r/min的转速起动即可）。DC+为输出端子，输入电压为318V。使用4.7uF的电容对DC+进行滤波后输出到漏级。源级和漏级之间使用RC电路进行滤波，在漏级和门级之间笔者加入了22pF电容C11和C20。此电容可以从漏级获得能量，将电荷反馈给电源，产生无功功率补偿。在两个IGBT的连接处采集ADC信号，使用R24和C17组成滤波电路对信号进行滤波后传入MCU，接入反击穿二极管D2进行保护。以上是笔者在设计原理图时的设计思路及心得。

在设计PCB的时候，笔者有如下几点建议：

1. IGBT的分立空间一定要足够大，由于电流可达50A，因此布线时要注意布线间距和线宽，布线间距笔者设置了35mil，线宽为100mil。

2. 要给RGTH00TS65加入散热器，在焊接时要把散热器焊接在RGTH00TS65下方并且打孔。

3.注意做好绝缘，给整个驱动涂上灌封胶。

笔者根据实际项目为读者详细讲解了使用RGTH00TS65设计电机驱动的过程，包括器件选择及设计经验！希望对各位有所帮助！欢迎大家使用世强代理的RGTH00TS65进行项目设计！

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ROHM IGBT选型表

提供电压范围600-1800V，电流范围3-80A的IGBT单管（场截止沟槽型IGBT/Field Stop Trench IGBT）选型，8种行业标准封装，工业级和车规级产品。

产品型号	品类	电压（V）	电流(A)	封装	器件等级
RGS30TSX2GC11	Field Stop Trench IGBT	1200V	15A	TO-247N	Industrial Grade

选型表 - ROHM 立即选型

耐压高达1500V的MOS器件产品，为客户电机驱动系统提供全功率解决方案

CRMICRO新一代1200V IGBT产品，在沟槽栅电场截止技术(FS)基础上，针对电机驱动系统应用优化了芯片结构，采用更为先进的减薄工艺，降低了功率损耗，增强了鲁棒性（强短路能力），同时提升了IGBT器件的可靠性和生产稳定性，大幅提升了IGBT器件使用寿命。同时针对电机驱动系统的辅助电源应用，CRMICRO推出了耐压高达1500V的MOS器件产品，为客户提供全功率解决方案。

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ROHM（罗姆）IGBT选型指南（英文）

目录- Field Stop Trench IGBT Ignition IGBT

型号- RGSX5TS65HR,RGW50TS65,RGS30TSX2DHR,RGW50TK65,RGTH40TS65,RGW40TK65,RGWX5TS65HR,RGS60TS65DHR,RGW00TS65DHR,RGW40TS65,RGSX5TS65DHR,RGS30TSX2D,RGTH50TS65,RGT20TM65D,RGTH60TS65D,RGT8NS65D,RGW80TS65DHR,RGPR50NL45HRB,RGTH60TK65D,RGT40NL65D,RGTH40TK65,RGTH00TK65D,RGT40TS65D,RGT30NS65D,RGW80TS65,RGTVX2TS65,RGT50TM65D,RGW80TK65,RGTV60TK65D,RGT16NL65D,RGW60TS65D,RGTV60TS65D,RGS50TSX2D,RGT50NS65D,RGC80TSX8R,RGW00TK65D,RGW60TK65D,RGS30TSX2HR,RGS80TSX2HR,RGTH50TK65,RGW00TS65CHR,RGTH80TS65,RGT40TM65D,RGCL80TK60,RGS00TS65DHR,RGS30TSX2,RGTVX2TS65D,RGPR20BM36HR,RGW60TS65EHR,RGW00TS65D,RGT40NS65D,RGTH80TK65,RGCL80TS60,RGS80TSX2DHR,RGW80TS65CHR,RGTH80TS65D,RGPZ10BM40FH,RGT20NL65D,RGTHD40TS65HR,RGS60TS65HR,RGWX5TS65EHR,RGTH80TK65D,RGS80TS65HR,RGT80TS65D,RGPZ30BM56HR,RGTH50TS65D,RGPR20NL43HR,RGW60TS65HR,RGW00TS65HR,RGW50TK65D,RGS80TS65DHR,RGS80TSX2,RGT50TS65D,RGW00TS65,RGSX5TS65E,RGW80TS65HR,RGT30NL65D,RGTVX6TS65,RGW80TK65E,RGW80TK65D,RGT30TM65D,RGW80TS65D,RGPR30NS40HR,RGS00TS65EHR,RGW60TS65DHR,RGWX5TS65D,RGW50TS65D,RGCL60TS60,RGT8TM65D,RGS50TSX2,RGPR10BM40FH,RGCL60TK60,RGTV80TK65,RGCL80TK60D,RGCL80TS60D,RGTV00TK65D,RGS50TSX2DHR,RGTV80TS65,RGTV00TS65D,RGT8BM65D,RGT20NL65,RGTH00TS65D,RGWX5TS65DHR,RGTV00TK65,RGTV60TS65,RGWX5TS65,RGTV00TS65,RGCL60TK60D,RGT8NL65D,RGTH00TK65,RGTV60TK65,RGPR30BM40HR,RGTH60TK65,RGT60TS65D,RGT16NS65D,RGS50TSX2HR,RGT20NS65D,RGTVX6TS65D,RGW00TS65EHR,RGT00TS65D,RGTH40TS65D,RGS80TSX2D,RGSX5TS65EHR,RGTH40TK65D,RGPR20NS43HR,RGW60TS65CHR,RGW40TK65D,RGT50NL65D,RGW00TK65,RGW80TS65EHR,RGCL60TS60D,RGW40TS65D,RGS00TS65HR,RGTV80TS65D,RGTH50TK65D,RGTH60TS65,RGW60TS65,RGT16BM65D,RGT16TM65D,RGPR30BM56HR,RGW60TK65,RGTV80TK65D,RGTH00TS65

2022/8/3 - ROHM - 选型指南 - Edition 2022 代理服务技术支持采购服务

【IC】新品速递！森国科1200V/40A IGBT产品阵容再增一员，助力逆变器高效设计

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2024-10-22 - 产品代理服务技术支持采购服务

ROHM IGBT产品

描述- ROHM公司提供全面的功率器件产品线，包括硅基和碳化硅(SiC)器件。产品涵盖功率器件、模块、IC和智能功率模块。主要产品包括SiC二极管、MOSFET、IGBT、混合MOS、超结MOSFET、FRD、肖特基二极管、分流电阻IC、栅极驱动器和温度/高压监控器。资料中详细介绍了ROHM的IGBT产品路线图、封装路线图、产能计划和产品推荐。

型号- RGTVX2TR65,RGTVX2TS65,RGTV00TR65D,RGTV00TK65,RGTV60TS65,RGTVX2TR65D,RGTV00TR65,RGTV00TS65,RGW SERIES,RGTV60TK65D,RGTV60TK65,RGTV60TS65D,RGTH,RGC SERIES,RGTV,RGS SERIES,RGTVX6TR65,RGP SERIES,RGTVX6TS65,RGT SERIES,RGTVX6TS65D,RGTVX2TS65D,RGTH60TS65D,RGTV80TK65,RGTV80TS65D,RGWS,RGTV00TK65D,RGCL,RGTVX6TR65D,RGTV80TS65,RGTV00TS65D,RGTV80TK65D

ROHM - 商品及供应商介绍代理服务技术支持采购服务

ROHM（罗姆）IGBT选型指南（中文）

描述- ROHM的IGBT（绝缘栅双极晶体管）产品为高电压、大电流广泛应用的高效化和节能化做出了贡献。

型号- RGSX5TS65HR,RGS30TSX2DHR,RGWS SERIES,MG7110WZ,RGTH40TS65,RGW40TK65,MG6404WZ,RGS60TS65DHR,MH2106WZ,RGW40TS65,RGSX5TS65DHR,MG6307WZ,RGS30TSX2D,MG7107WZ,MH2204WZ,RGTH60TS65D,MG6405WZ,RGTH40TK65,MG7215WZ,RGT40TS65D,RGW80TS65,RGW80TK65,RGT50TM65D,RGW60TS65D,RGTV60TS65D,RGT50NS65D,MG6403WZ,RGCL SERIES,RGS80TSX2HR,SG6610WN,MG6306WZ,RGTH80TS65,MG6305WZ,RGT40TM65D,RGCL80TK60,RGS30TSX2,RGTVX2TS65D,RGS00TS65DHR,RGPR20BM36HR,RGW00TS65D,MG7106WZ,MH2203WZ,RGTH80TK65,RGCL80TS60,RGS80TSX2DHR,RGWS80TS65D,RGPZ10BM40FH,RGT20NL65D,MG7216WZ,RGTH80TK65D,RGWS80TS65,RGS80TS65HR,RGTH50TS65D,RGW60TS65HR,RGW50TK65D,RGS80TS65DHR,RGS80TSX2,RGW00TS65,RGTVX6TS65,RGT30TM65D,RGW80TS65D,MH2206WZ,RGWX5TS65D,RGC,RGPR10BM40FH,RGTV80TK65,RGCL80TK60D,RGS50TSX2DHR,RGTV80TS65,RGTV00TS65D,MG7213WZ,RGT,RGS,RGT20NL65,RGWX5TS65DHR,RGW,RGCL60TK60D,RGPR30BM40HR,MH2107WZ,RGTVX6TS65D,RGTH40TS65D,RGT00TS65D,RGS80TSX2D,MG6308WZ,RGSX5TS65EHR,RGPR20NS43HR,MG7104WZ,RGWSX2TS65D,SG7110WN,RGW40TK65D,MH2205WZ,RGW00TK65,RGS00TS65HR,RGW60TS65,RGT16BM65D,RGT16TM65D,MG7214WZ,RGW60TK65,RGTV80TK65D,RGW50TS65,MG7901WZ,RGW50TK65,RGC SERIES,RGWX5TS65HR,RGW00TS65DHR,MH2208WZ,RGTH50TS65,RGT20TM65D,MH2101WZ,RGWS00TS65D,RGW80TS65DHR,RGT8NS65D,RGPR50NL45HRB,RGTH60TK65D,RGT40NL65D,RGW□80TS65DHR,RGWS60TS65D,RGTH00TK65D,RGTH SERIES,RGT30NS65D,MG7211WZ,RGTVX2TS65,RGW SERIES,RGTV60TK65D,RGT16NL65D,RGS50TSX2D,RGTH,RGTV,RGC80TSX8R,RGW60TK65D,RGW00TK65D,RGS SERIES,RGS30TSX2HR,RGTH50TK65,RGW00TS65CHR,MG7102WZ,MH2207WZ,RGW60TS65EHR,RGT40NS65D,MG7209WZ,RGW80TS65CHR,SH2102WN,RGTH80TS65D,RGCL,RGS60TS65HR,RGWX5TS65EHR,MG7405WZ,MG7212WZ,RGT80TS65D,RGPZ30BM56HR,RGPR20NL43HR,RGW00TS65HR,RGT50TS65D,MG6402WZ,RGW80TS65HR,RGSX5TS65E,RGT30NL65D,MH2104WZ,MG7109WZ,RGW80TK65E,RGW80TK65D,MH2201WZ,RGPR30NS40HR,MG6304WZ,RGS00TS65EHR,RGW60TS65DHR,RGW50TS65D,RGCL60TS60,RGT8TM65D,RGS50TSX2,RGCL60TK60,SH2103WN,RGCL80TS60D,RGTV00TK65D,RGT8BM65D,RGTH00TS65D,RGTV SERIES,RGTV60TS65,RGTV00TK65,RGWX5TS65,RGTV00TS65,RGT8NL65D,RGTH00TK65,MG7902WZ,RGTV60TK65,RGTH60TK65,RGT60TS65D,RGT16NS65D,MG6401WZ,RGT SERIES,RGT20NS65D,RGS50TSX2HR,MH2103WZ,RGWS60TS65,RGWSX2TS65,RGW00TS65EHR,SG6612WN,RGTH40TK65D,RGW60TS65CHR,MG6303WZ,MH2209WZ,MG7108WZ,RGT50NL65D,MH2102WZ,RGW80TS65EHR,RGWS00TS65,MG7210WZ,RGW40TS65D,RGCL60TS60D,SH2104WN,RGTV80TS65D,RGTH60TS65,RGTH50TK65D,RGWS,RGPR30BM56HR,RGTH00TS65

2024/2/27 - ROHM - 选型指南代理服务技术支持采购服务