EV-INVERTERHDBT IGBT 启用套件入门

硬件介绍

2.1 板特性

优势：

• 加快开发速度
• 完整的平台解决方案
• 提供功能安全选项
• 优化性能

推荐产品

• GD3160隔离式SiC MOSFET或IGBT ASIL D栅极驱动器
• MPC5775E先进的电机控制ASIL D MCU
• FS65XX稳健的ASIL D SBC
• TJA1051冗余CAN总线接口
• TJA1100符合IEEE 100BASE-T1标准的汽车以太网PHY收发器接口（可选）
• 可连接至P6封装模块，进行三相评估

2.2 板说明

EV-INVERTERHDBT是参考设计IGBT支持套件，其中包含恩智浦内含物，用于开发电动汽车三相牵引电机逆变器。该系统设计用于驱动IGBT，它具有类似P6封装HybridPACK的引脚输出和规格。该套件包括两块PCB、3相母线、基本配置及支持软件。可在恩智浦安全网站上获取PCB板设计图、原理图和Gerber文件。请使用硬件装运中提供的注册代码访问安全站点。

客户须准备额外的逆变器组件。这些组件包括IGBT模块、Link电容器、母线、冷却板、安装硬件等。客户在设计和组装整套PIM时，可以选择自己的组件，与NXP EV-CONTROLEVMHD和EV-POWEREVBHDBT板配合使用。作为替代方案，整套预组装PIM参考平台由恩智浦合作伙伴Vepco Technologies提供。

2.3 板组件

EV-INVERTERHDBT IGBT支持套件概述

图1. EV-CONTROLEVMHD顶视图

图2. EV-CONTROLEVMHD底视图

图3. EV-POWEREVBHDBT顶视图

3. 配置硬件

使用EV-INVERTERHDBT IGBT支持套件组装逆变器平台，客户选择采用Vepco PIM平台或自己平台时，组装步骤有所不同。下面介绍两种选择的组装步骤。

3.1 组装硬件(选择Vepco的步骤)

本节中的组装说明适用于选择采用Vepco PIM的用户。

该组装步骤需要以下硬件:

• Vepco功率逆变器模块(PIM)
• 逆变器电源的高压接线(2线制)
• 电机连接用高压接线(3线制)
• 12v电源(逆变器)
• 高压电源(电机)
• 电机
• PEMicro Multilink硬件调试器
• Kvaser Leaf Light v2 USB – CAN接口适配器

图4. 使用Vepco PIM和EV-INVERTERHDBT IGBT支持套件的组装步骤

1. 将Vepco PIM倒置，并卸下底板。可看到安装在设备内部的EV-CONTROLEVMHD板。
2. 将14引脚的PEMicro Multilink调试器接头连接到EV- CONTROLEVMHD上的接头P1，引脚1标记对齐。使用USB电缆连接PEMicro Multilink和主机PC。PEMicro Multilink上的两个LED灯都应亮起，表示CAN总线已通电并准备进行通信。安装PEMicro软件和使用PEMicro调试器进行调试的相关信息，请参见PEMicro文档。
3. 将 Kvaser Leaf Light USB-CAN接口适配器从EV-CONTROLEVMHD板底部的23引脚连接器连接到Windows PC上的USB端口。
4. 安装软件开发工具。
5. 按照Vepco PIM文档中的说明进行以下连接：
   • 3相电机
   • 低压直流电源
   • 高压直流电源警告：直流高压电有致命危险。使用请谨慎。

3.2 组装硬件 - 非Vepco步骤

以下组装说明适用于选择自主设计逆变器控制平台而非Vepco模块的用户。本说明仅涉及电气连接。支持和连接所选平台所需的部件，由客户负责组装其物理结构(母线，安装硬件等)。

• EV-INVERTERHDBT IGBT支持套件
• P6封装IGBT模块
• 冷却板
• 与P6封装IGBT模块兼容的母线
• DC link电容器
• 逆变器电源的高压接线(2线制)
• 电机连接用高压接线(3线制)
• 用于电机旋转变压器连接的高压屏蔽电缆(2线制)
• 用于电机旋转变压器连接的低压屏蔽电缆(21线制)
• 23位Ampseal信号连接器(可选)
• 12v电源(逆变器)
• 高压电源(电机)
• 带一个公接头和一个母接头的40引脚扁平带状电缆(可选)
• 板支架 - 0.5英寸(可选)
• 电机
• PEMicro Multilink硬件调试器
• Kvaser Leaf Light v2 USB – CAN接口适配器

图5. 使用带非Vepco P6封装IGBT模块的EV-INVERTERHDBT IGBT支持套件的组装步骤

1. 将IGBT模块连接到冷却板上。
2. 将DC link电容器连接到母线。
3. 将IGBT模块上的三个正极电源接头连接到母线上的相应接头。将IGBT模块上的三个负极电源接头连接到母线上的相应接头。
4. 使用套件中提供的螺钉将输出相母线连接至IGBT模块上的三个输出接头。然后，将每条母线穿过EV-CONTROLEVMHD板上三个电机相电流传感器（U21、U22、U23）中的一个。
5. 从上一步中穿过电流传感器的三个输出相母线上拉出高压电缆，连接三相电机。Make sure that the U, V and W connections match. 用套件中提供的螺钉紧固连接，并确保塑料帽放在螺钉的顶部。
6. 将电机旋转变压器连接到EV-CONTROLEVMHD板上的23引脚接头（参见EV-CONTROLEVMHD板原理图）。连接方式如下:
   • 使用2线制大功率屏蔽电缆，将23引脚接头上的14引脚和21引脚(旋转变压器励磁信号)连接到电机上的相应接口。将屏蔽接地线连接到23引脚连接器上的引脚6
   • 使用低功耗电缆，将23引脚接头上的引脚 8、15、22 和 23（旋转变压器检测信号）连接到电机上的相应连接。将屏蔽接地线连接到23引脚接头上的引脚7
   • 使用低功耗电缆完成所有剩余连接（CANH、CANL等）
   • 连接EXT_DGND至12 V GND
7. 连接两个支持套件板。可以使用以下两种不同的方法进行连接：
   • 方法 A：直接连接40引脚接头(J1和P1)和 +12 电源接头(P6和P2)，将EV-CONTROLEVMHD板安装在EV-POWEREVBHDBT板上。确保下层板上的引脚插入上层板上的接头。使用支架在两块板之间提供结构支撑。请注意，通过这种方式连接板，EV-POWEREVBHDBT板顶部的测试点和组件无法接入
   • 方法B：用电缆连接两块板。连接方法为，在EV-CONTROLEVMHDBT板上的接头J1和EV-POWEREVBHDBT板上的接头P1之间用40引脚带状电缆连接。在此配置中，EV-POWEREVBHDBT板必须独立于EV-CONTROLEVMHD板供电(参见步骤9)。
8. 将EV-POWEREVBHDBT板连接到IGBT模块。最有效的方式是将IGBT模块表面上的引脚与EV-POWEREVBHDBT板底部的IGBT模块接头对齐，然后将两个单元安装在一起。或者，PC模块上的每个引脚都可以连接到EV-POWEREVBHDBT板上相应的接头。
9. 将低压直流电源 (12 V) 连接到EV-CONTROLEVMHD板上的P6接头。如果使用步骤6中的方法B将EV-CONTROLEVMHD板连接到EV-POWEREVBHDBT板，则必须额外连接低压直流电源和EV-POWEREVBHDBT板上的+12电源接头(P2)。两块板完成安装后，与方法A中的步骤7相同，将EV-POWEREVBHDBT直接通过EV-CONTROLEVMHD板上的 +12电源接头供电。
10. 使用2线制高压电缆，连接高压/大电流直流电源上的正极接头和母线上的正极DC link电容器接头。然后将高压/大电流直流电源上的负极接头连接到母线上的负极DC link电容器接头。警告：直流高压电有致命危险。使用请谨慎。在对直流连接供高压电(>300 V)之前，请使用限流(1.0 A)电源，并向DC供15至30 V电，确保泄漏电流不过量。

11. 将14引脚的PEMicro Multilink调试器接头连接到EV- CONTROLEVMHD上的接头P4，引脚1标记对齐。使用USB电缆连接PEMicro Multilink和主机PC。PEMicro Multilink上的两个LED灯都应亮起，表示JTAG总线已通电并准备进行通信。安装PEMicro软件和使用PEMicro调试器进行调试的相关信息，请参见PEMicro文档。
12. 将 Kvaser Leaf Light USB-CAN接口适配器连接到EV-CONTROLEVMHD板底部的23引脚连接器和Windows PC上的USB端口。
13. 安装软件开发工具。

4. 安装软件工具

4.1 S32S Design Studio IDE for Power Architecture

S32 Design Studio IDE是一套附送的汽车和超可靠MCU集成开发环境，为您的设计提供编辑、编译和调试功能。

1. 请访问S32DS-PA并单击《用户指南》。
2. 按照S32 Design Studio for Power Architecture 2.1安装指南中的说明进行操作。
3. 单击S32 Design Studio for Power Architecture V2.1图标，运行S32 Design Studio。
4. 在刷新设备之前，请确认S32 design studio for S32_SDK_S32PA_RTM_3.0.0和AMMCLIB_1.1.20已经完成更新。可单击帮助 检查S32DS扩展和更新。已更新到S32 SDK for Power Architecture 3.0.0 RTM版本及AMMCLIB v.1.1.20 for Power Architecture

   

5. 单击Run > Flash from file...

   

6. 双击GDB PEmicro Interface Debugging图标。
7. 将新配置的名称更改为MPC5775E。

   

8. 然后选择Debugger (调试器)选项卡。

   

9. 单击Device Name（设备名称）下拉菜单并选择MPC5775E。
10. 单击Apply。
11. 闪存.elf文件。

4.2 安装USB – CAN接口适配器

1. 浏览Kvaser Downloads
2. 下载最新的Windows Kvaser驱动程序并安装它们。驱动程序页面如下所示

   

3. 将USB-CAN接口适配器连接到计算机上的USB端口

   

   图6. 将USB-CAN接口适配器连接到计算机上的USB端口

4.2.1 Kvaser leaf light v2 9引脚连接器引脚输出

图7. D-SUB 9接头引脚编号

表1. 引脚排列

4.3 FreeMASTER设置

请参阅UM11551 PIM FreeMASTER GUI用户手册（已购买套件的客户可在此处获取），了解连接到PIM和使用FreeMASTER工具监视并控制逆变器应用演示的信息。