优化接口电路设计，保障IPM正常工作

按图3-30a结构，IPM和系统控制侧CPU的具体连接如图3-31所示。由图可见，与IPM端子连接的接口设计有：

①各相驱动IGBT的输入端子；

②故障信号（Fo）输出端子；

③控制电源。

图3-31 典型IPM接口电路(www.xing528.com)

栅极驱动信号经过高速光耦合器隔离后由U_cin端进入IPM，因为U_cin不是直接驱动IGBT栅极，所以即使在导通/关断阈值电压上下有微调，或者上拉电阻值R_in有变化，也不会改变IGBT的工作特性。于是，只要满足IPM手册给出的U_cin阈值电压，就可以任意设定上拉电阻的阻值。为了应对噪声误动作，要求上拉电阻值尽可能小，但是上拉电阻值小时会增加光耦合器一次和二次电流，这样会影响光耦合器寿命，而且也会增大传输延时。因此，R_in选择要适中，通常为20kΩ。

光耦合器从开通到关断或关断到开通都是有延时的，即光耦合器都有两种传输延迟时间t_PLH和t_PHL。这样，从控制信号到IGBT安全开通或关断，产生的延迟时间由两部分组成，即IGBT死区时间和光耦合器延迟时间。通过选择延迟小的光耦合器可以减小总的延迟时间，因此光耦合器要使用高CMR型高速光耦合器，t_PLH、t_PHL总共在0.8μs以下，特别要确认不能发生振荡现象。

Fo输出表示IPM异常状态，异常模式有过热、电流短路和控制电源欠电压等。Fo端子的内部连接在串联了1.5kΩ电阻的开路集电极上。这个端子和控制电源之间直接连接光耦合器。光耦合器选用CTR在100%以上的低速光耦合器，可以串接一个阻值小的上拉电阻。有时会在Fo端子出现20V以上的浪涌电压，从而导致光耦合器的LED部分超过耐压值而损坏，如果无法避免，需要反向并联一个二极管。另外，Fo端子开路时，可能会导致噪声进入到IPM内部而发生误动作。这种情况下，需要在Fo端子和GND间外加0.1μF的高频电容。如果不使用高频电容，为了不和噪声重叠，就需要15V控制电源直接上拉。

控制电源需要相互隔离的+15V稳定电源，一共有4路或者6路，推荐电压范围在15（1±10%）V。IPM不需要提供关断IGBT时偏压用的负电源。