為了具有抗故障的魯棒性，支持主動(dòng)短路 (ASC) 的結(jié)構(gòu)有賴于：

　　• 冗余電源系統(tǒng)(通常由直流鏈接提供)，該系統(tǒng)確保驅(qū)動(dòng)板的某些關(guān)鍵功能始終啟用從而使 IGBT 保持在打開的狀態(tài)。

　　• 監(jiān)控 IGBT 的狀態(tài)以實(shí)時(shí)檢查從主邏輯電路到 IGBT 自身的 PWM 命令是否具有一致性。

　　• 在應(yīng)用生命周期中提高系統(tǒng)的可測試性，以跟蹤系統(tǒng)的潛在故障。

　　分開實(shí)施此類措施不僅會(huì)顯著增加材料清單成本，而且還會(huì)增加驅(qū)動(dòng)板 PCB 的尺寸，這在滿足汽車內(nèi)部的空間局限要求上會(huì)產(chǎn)生問題。

　　數(shù)字驅(qū)動(dòng)器：必要措施

　　為優(yōu)化逆變器結(jié)構(gòu)，應(yīng)實(shí)施兩種主要方案：

　　• 功能集成：每個(gè)新一代硅技術(shù)都可提升集成級別，意味著分立式功能可以在 ASSP 內(nèi)集成。在許多汽車系統(tǒng)中均可發(fā)現(xiàn)相關(guān)的連續(xù)集成措施，特別是在傳統(tǒng)的 ECU 上。

　　• 功能疊加：ASC 策略的實(shí)施依靠超越電隔離障礙傳輸一系列的信號。由于柵極驅(qū)動(dòng)器已經(jīng)內(nèi)置了電隔離功能，因此是在電隔離通信通道中對多個(gè)功能進(jìn)行疊加的理想選擇。

　　為實(shí)現(xiàn)功能集成與功能疊加，柵極驅(qū)動(dòng)器必須數(shù)字化，至少部分?jǐn)?shù)字化。這個(gè)措施可以通過向柵極驅(qū)動(dòng)器添加數(shù)字接口實(shí)現(xiàn)。至低壓主要邏輯電路的通信鏈接將用于在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)對器件進(jìn)行配置，提供每一驅(qū)動(dòng)器在運(yùn)行期間的狀態(tài)信息以及觸發(fā)侵入式系統(tǒng)檢測。應(yīng)注意，通信鏈接并不一定要直接控制 IGBT 的開關(guān)行為，但可以視為

　　常規(guī) PWM 命令的并行通道。鑒于此，標(biāo)準(zhǔn)中速通信接口，如串聯(lián)外圍設(shè)備接口 (SPI)，會(huì)是不錯(cuò)的選擇。

　　三種層級的診斷功能可采用上述方式集成：

　　• 柵極驅(qū)動(dòng)器層級：監(jiān)視振蕩器、電源、內(nèi)部數(shù)據(jù)完整性等。

　　• 故障注入層級：注入假設(shè)的故障(如虛擬的 DESAT 事件)，檢驗(yàn)系統(tǒng)是否能對此類事件做出正確反應(yīng)。

　　• 信號一致性檢驗(yàn)層級：通過 SPI 讀取柵極驅(qū)動(dòng)器發(fā)送和接收到的信號級別。

　　圖3 顯示了經(jīng)優(yōu)化的逆變器結(jié)構(gòu)。

　　一些分立式安全功能已分布于系統(tǒng)的各個(gè)不同組件上。在驅(qū)動(dòng)器中集成了先進(jìn)的 IGBT 狀態(tài)監(jiān)視器和柵極監(jiān)視器。這樣在逆變器工作過程中可以對 IGBT 狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。例如，通過擴(kuò)展大家熟悉的去飽和保護(hù)功能，可以對 IGBT 進(jìn)行監(jiān)視。