[发明专利]功率模块控制器及功率模块的驱动控制方法

说明书

本发明提供一种功率模块控制器及功率模块的驱动控制方法，功率模块控制器包括微控制模块、逻辑处理模块、驱动模块及外设电源管理模块，功率模块控制器具有一级安全路径、二级安全路径及三级安全路径，故障时，通过二级安全路径或者三级安全路径进入安全状态。在本发明中，结合微控制模块及外设电源管理模块这两种简单的控制芯片，逻辑处理模块及驱动模块的纯集成电路产品，形成了具有多重安全关断路径的功率模块驱动控制方案，能在正常时实现脉宽调制控制，在故障时使驱动模块及对应的功率模块进入安全状态，提高了功率控制产品的安全性和可靠性；同时，只需要简单的控制芯片和少数逻辑电子元器件，其成本低，切换控制速度快，稳定性和可靠性强。

技术领域

本发明涉及汽车控制技术领域，具体涉及一种功率模块控制器及功率模块的驱动控制方法。

背景技术

高压功率模块器件是新能源汽车的重要组成部分，功率模块控制器通常以DSP或MCU作为控制芯片。随着新能源汽车的发展，对核心部件的需求不仅仅局限于功能的实现，更聚焦于功能的安全性。

传统的功率模块控制器依靠控制芯片输出PWM波来实现开通或关断，再进一步的方案是控制芯片配置单个安全关断路径去使驱动电路无法工作。以上两个方案都是依靠控制芯片MCU或者DSP去实现的关断功能，当芯片发生内部故障后，实际上控制芯片处于一个不可信的状态，不应该继续用不可信的控制芯片控制驱动电路。

针对这个技术问题，现有技术的解决方案如下：现有技术一(CN 112297877 A)中配置了关断控制模块，该关断控制模块受到主控芯片的直接控制，当主控芯片失效时仍然会通过关断控制模块去控制三项全桥驱动电路；现有技术二(CN107910852B)中配置了两个关断路径，第一关断路径包括两个接触器，两个接触器连接到车用电机的三相，分别设置于车用电机的UV两相之间和VW两相之间；第二关断路径的输出端连接所述的车用电机的IGBT，通过对IGBT上三桥和下三桥的开启关断的控制来实现对车用电机转矩的关断控制。

但是，上述两种方案中的安全关断控制需要用到独立的复杂控制芯片或者如继电器之类的电控制器件，其对应的成本相对较高，且独立电控制器件的切换控制速度、稳定性和可靠性还有待加强。

因此，目前急需一种简单高效且具有多重安全关断路径的功率模块的驱动控制技术方案。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明提供一种具有多重安全关断路径的功率模块驱动控制技术方案，通过简单的控制芯片与逻辑电路的结构设计，实时监控控制芯片状态，能在控制芯片失效时，通过外设设备绕开控制芯片的控制端，直接控制驱动电路关断，提高汽车功率控制产品的安全性和可靠性。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供的技术方案如下。

一种功率模块控制器，包括：

微控制模块；

逻辑处理模块，与所述微控制模块电连接；

驱动模块，与所述逻辑处理模块电连接，用于驱动功率模块；

外设电源管理模块，与所述逻辑处理模块电连接，与所述微控制模块通信连接，并为所述微控制模块、所述逻辑处理模块及所述驱动模块提供工作电压；

其中，所述功率模块控制器具有一级安全路径、二级安全路径及三级安全路径，所述一级安全路径为所述微控制模块经过所述逻辑处理模块后对所述驱动模块的脉宽调制控制路径，所述二级安全路径为所述微控制模块经过所述逻辑处理模块后对所述驱动模块的安全状态控制路径，所述三级安全路径为所述外设电源管理模块经过所述逻辑处理模块后对所述驱动模块的安全状态控制路径；