在电力电子设备的运行过程中，温度控制是保障设备稳定性和可靠性的关键因素之一。IGBT IPM（Intelligent Power Module，智能）作为一种重要的电力电子器件，其热关断保护功能对于防止设备因过热而损坏至关重要。本文将以 R 课堂的形式，详细介绍 IGBT IPM 的热关断保护功能（TSD）。
　　关键要点概述
　　BM6337xS 系列配备了可监控 LVIC（Low Side Gate Driver，低边栅极驱动器）温度的热关断电路。当 LVIC 的 Tj（结温）达到规定温度以上时，热关断电路将启动，会关断下桥臂各相的 IGBT，并输出 FO 信号。需要注意的是，在 TSD 已启动的情况下，由于 IGBT 的 Tj 已超过 150°C 的额定值，因此需要更换 IPM。同时，该功能监控的 Tj 为 LVIC 芯片的 Tj，无法跟上 IGBT 芯片的急剧温升，所以在 Tj 急剧上升的情况下，该功能无法有效发挥作用。
　　IGBT IPM 热关断保护功能适用范围
　　本文所介绍的热关断保护功能仅适用于 BM6337xS 系列，BM6357xS 系列未配备该功能。此外，IGBT IPM 还具备其他功能，如短路电流保护功能（SCP）、控制电源欠压误动作防止功能（UVLO）、模拟温度输出功能（VOT）、错误输出功能（FO）以及控制输入（HINU、HINV、HINW、LINU、LINV、LINW）等。
　　热关断保护功能（TSD）详细解析

　　BM6337xS 系列的热关断电路能够实时监控 LVIC 的温度。当 LVIC 的温度达到规定温度以上时，热关断电路会迅速启动，关断下桥臂各相的 IGBT，并输出 FO 信号，以此来保护设备免受过热损坏。

　　热关断保护功能的工作时序
　　内置于 LVIC 的 LVCC 热关断保护功能有着特定的工作时序，具体如下：
　　d1：在正常工作过程中，IGBT 导通时会流过输出电流 Ic。
　　d2：当 LVIC 的 Tj 上升到 TSDT 时，保护工作开始启动。
　　d3：此时会关断下侧桥臂各相的 IGBT，无论 LIN 输入状态如何都会进行关断操作。
　　d4：输出 FO 信号，持续时间为 180?s (Min)。当 TSD=H 期间为 180?s 以内时，直接输出 FO；当 TSD=H 期间为 180?s 以上时，在 TSD=H 的 Tj 下降至 TSDT－TSDHYS 的期间输出 FO（FO=L）。
　　d5：当 LVIC 的 Tj 下降到 TSDT－TSDHYS 时，保护功能释放。
　　d6：即使在 LIN=H（虚线）时被释放，直到下一个 LIN 上升沿，IGBT 仍会保持关断状态，需要通过对各相的 LIN 输入使各相逐一恢复为正常状态。

　　d7：恢复正常工作，IGBT 导通，并流过输出电流 Ic。

　　热量传递路径
　　安装 IGBT IPM 时，IGBT 芯片产生的热量有两条传导路径。一条是经由键合线传导至 LVIC 芯片；另一条是经由芯片焊盘、封装背面的散热垫以及散热器，再回到封装树脂。
　　注意事项
　　如果 TSD 功能启动并输出错误信号，需要立即停止设备运行，以免出现异常状态。
　　当因错误输出而停止运行时，如果是由冷却系统异常（如散热器松动或脱落、冷却风扇异常停止）引起的，则很可能会触发 TSD 并输出错误信号。此时，由于 IGBT 芯片的结温已超过 150°C 额定值，所以需要更换 IPM。
　　该功能所监控的结温是低边 IGBT 栅极驱动器芯片（LVIC）的温度。需要注意的是，由于无法跟上 IGBT 芯片的急剧温升，在诸如电机堵转或过电流这类结温急剧上升的情况下，该功能将无效。
　　此外，我们再来了解一下 IGBT IPM 的相关基础知识。IPM 是 “Intelligent Power Module” 的缩写，它是集成了 IGBT、MOSFET 等元器件单体（分立产品）与驱动电路、保护电路等电路的模块的统称。IGBT - IPM 是一种集成电力模块，由一个 IGBT（反激开关）和一个 IPM（智能功率模块）组成，可用于控制电机、器、变压器等电力电子设备，以实现高效、的控制。IGBT IPM 具有诸多优点，如减少了外部和焊接点，降低了系统复杂性和潜在的故障率；由于是为特定的功率元件定制优化的，通常提供更好的电气性能，如更低的导通损耗和更快的开关速度；内置有各种保护电路，具有高可靠性等。其短路电流保护功能（SCP）是通过在 IPM 外部连接分流电阻并将电阻产生的电压反馈至 CIN 引脚电路来实现的。