用于可变速电机驱动设计的HVIC技术(图)

   可变速电机驱动可以提高机器设备的能源效率，但为了降低成本、提高市场响应速度和提高效率，还要在几个方面对可变速驱动设计进行改进。其中包括对igbt很关键的线性电流反馈和过流保护特性，这两个功能传统上都是通过采用体积大、昂贵和难以组装的元器件来实现的。

  最新的hvic(高压集成电路)技术使得大多数必需的反馈和保护器件可以制作在一个基片上，这样就可以在范围更大的市场和应用里，来实现成本低廉、结构紧凑的可变速驱动。

电机电流感测方法
   变换器级和电机相电流的感测对电流模式控制是至关重要的，这种模式要求很高的精确度和线性度。这种感测对过流保护同样重要，因为过流保护要求响应速度要快。要同时满足上述要求，加上独特的电流信号取样位置，就要求复杂的电路设计和信号处理。 

  实际上，电流信号可以通过与下列结点相连接而被取样：正或负dc总线、单igbt相位脚、或电机相位超前，如图1所示。不管在哪个dc总线上取样的电流信号，都是所有igbt相位脚电流的矢量和。  

图1  电路感测方法

   在单个igbt相位脚上对电流的取样看起来更容易操作了，但实际上却不能降低对载波频率取样处理的需求。到目前为止，最简单的、容易获得的电流信号来自于电机的相位超前，信号内容仅是基本的变频电机电流。需要考虑的一个重要因素是，小的差分信号在几毫伏范围内，在600～1200v电压间变动。另外，由于igbt变换器相的作用，普通模式电压以最高10v/ns的dv/dt速率在-dc到+dc间变动。

hvic：位准移动(level shifting)
   hvic技术使得位准移动成为可能，即感测一个漂移在大的普通模式电压上的小差分电压，甚至在快速瞬变的时候。因此，快速而准确的电流感测在电机的相位超前就可实现，从而可以减少硬件设计和信号处理的工作。具体的实现方法是将一个低侧接地cmos电路和一个高侧浮动cmos制作到一起，通过n或p沟道ldmos区域相隔离。ldmos的作用是位准移动，目的是在低侧和高侧电路之间跨过高压栅来传递控制信号。位准移动电路不受高达50v/ns的快速瞬变的影响，同样也不受来自于igbt变换器典型的10v/ns噪声的干扰。

hvic的线性相电流感测
   电机电流是通过使用一个外部分流晶体管来感测的，hvic可将小的差分电压(