IGBT｜應用篇

IGBT IPM：保護功能和工作時序 IGBT IPM的熱關斷保護功能（TSD）

2025.09.03

重點

・BM6337xS系列配備了可監控LVIC（Low Side Gate Driver）溫度的熱關斷電路，當LVIC的Tj達到規定溫度以上時，熱關斷電路將啟動，會關斷下橋臂各相的IGBT，並輸出FO訊號。

・在TSD已啟動的情況下，由於IGBT的Tj已超過150°C的絕對最大額定值，因此需要更換IPM。

・該功能監控的Tj為LVIC晶片的Tj，無法跟上IGBT晶片的急遽溫升，因此在Tj急遽上升的情況下，該功能無法有效發揮作用，這一點需要留意。

目錄

本文將介紹第三個功能—“熱關斷保護功能”。請留意該保護功能僅適用於BM6337xS系列。BM6357xS系列未配備該功能。

熱關斷保護功能（TSD）

BM6337xS系列配備了可監控LVIC（Low Side Gate Driver，低側閘極驅動器）溫度的熱關斷電路。當LVIC的溫度達到規定溫度以上時，熱關斷電路會啟動，會關斷下橋臂各相的IGBT，並輸出FO訊號。

項目 符號 規格值 單位 條件
最小 標準 最大
熱關斷電路觸發溫度 TSDT 115 130 – ℃ LVIC的溫度
熱關斷電路遲滯溫度 TSDHYS – 20 – ℃ LVIC的溫度

熱關斷保護功能的工作時序

下面是內建於LVIC的LVCC熱關斷保護功能的工作時序圖。d1～d7的工作說明是時序圖中對應編號處的動作。

  1. d1：正常工作過程中，IGBT導通時流過輸出電流IC
  2. d2：當LVIC的Tj上升時，在TSDT處保護工作開始
  3. d3：關斷下側橋臂各相的IGBT（無論LIN輸入如何都關斷）
  4. d4：輸出FO（180µs(Min)），TSD=H期間180µs以內時。當TSD=H期間為180µs以上時，在TSD=H的Tj 下降至TSDT–TSDHYS的期間輸出FO（FO=L）
  5. d5：當LVIC的Tj下降時，在TSDT–TSDHYS處釋放
  6. d6：即使在LIN=H（虛線）時被釋放，直到下一個LIN上升沿，IGBT仍保持關斷狀態。（透過對各相的LIN輸入使各相逐一恢復為正常狀態）
  7. d7：正常工作。IGBT導通，並流過輸出電流IC

熱關斷保護功能的工作時序

下面是安裝IGBT IPM時熱量向內部LVIC晶片的傳遞路徑示意圖。IGBT晶片產生的熱量有兩條傳導路徑，一條是經由鍵合線傳導至LVIC晶片；另一條是經由晶片焊盤、封裝背面的散熱墊以及散熱器，再回到封裝樹脂。

熱關斷保護功能的工作時序

※留意事項

  • ・如果TSD功能啟動並輸出錯誤訊號，需要立即停止運行，以免出現異常狀態。
  • ・當因錯誤輸出而停止運行時，如果這是由冷卻系統異常（如散熱器鬆動或脫落、冷卻風扇異常停止）引起的，則很可能會觸發TSD並輸出錯誤訊號。此時因為IGBT晶片的接面溫度已超過150°C絕對最大額定值，所以需要更換IPM。
  • ・該功能所監控的接面溫度是低側IGBT閘極驅動器晶片（LVIC）的溫度。請留意因無法跟上IGBT晶片的急遽溫升，在諸如馬達鎖定或過電流這類的接面溫度急遽上升的情況下，該功能無效。

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IGBT IPM的熱關斷保護功能（TSD）
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