【应用】400w峰值脉冲功率TVS二极管实现电机驱动控制器IO口保护

时间： 2017-08-11 来源：世强作者：东方的风

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电动汽车作为新能源汽车，具有节能环保等优点。电动汽车电机驱动控制器是电动汽车的核心控制器，主要由功率系统和控制系统两部分组成。功率系统接收电池的直流电能，逆变成三相交流电供给汽车电机工作。控制系统接收电机转速等信号并反馈到仪表盘，控制器控制功率系统的频率，从而达到加/减速的目的。

图1：电动汽车电机驱动系统框图

控制系统是电机驱动控制器的核心。控制器的外部连接接口容易受到静电，雷击等干扰源影响。这里详细介绍下控制器和功率转换器之间的连接接口的电路保护措施。

控制器一般输出PWM信号通过隔离芯片，控制IGBT的驱动芯片动作，达到功率转换的目的。简易图如下：干扰信号会破坏控制器IO口。

图2：功率转换器简易控制框图

为了防止干扰信号进入控制器的IO口，造成IO口损坏，影响系统工作，可以在需要保护的IO口和地之间串接一个TVS管。TVS管在超过IO口电压超过钳位电压值时，IO口和地之间形成一个通路，将破坏能量通过地进行疏导，有效的保护IO口免除损坏。

图3：TVS管防护示意图

选择TVS管要考虑一下几点：

1）最大钳位电压不大于电路的最大允许安全电压。美国力特公司推出的SMAJ系列TVS管，提供5V到440V，几十款不同电压等级提供选择。

2）最大反向工作电压V_RWM不低于电路的最大工作电压，一般可以选V_RWM等于或略高于电路最大工作电压。

3）额定的最大脉冲功率，必须大于电路中出现的最大瞬态浪涌功率。SMAJ系列TVS管具有400w峰值脉冲功率能力，可以满足控制器的保护要求。

除了上面所提到的特性之外，SMAJ系列TVS管还符合RoHS标准；IEC-61000-4-2ESD30kV（空气放电），30kV（接触放电）标准；塑料封装已获UL易燃性分级94V-O认证，多方位保证产品的可靠性。其采用DO-214AC小尺寸封装，节约PCB板布局，可优化面板空间。从0伏特至V_BR的单向最小值通常小于1.0ps，具有快速的响应时间。电压VBR高于12V时，标准IR小于1uA。由上可知，力特公司推出的SMAJ系列TVS管非常适用于电动汽车电机驱动控制器。

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LITTELFUSE SMAJ系列TVS二极管阵列数据手册详情>>>

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