01
短路故障概述
永磁电机短路类型（相间、匝间、对地）、故障机理与危害、保护设计的重要性。
基础概念
02
短路电流计算基础
同步电抗与瞬态电抗、短路电流峰值与稳态值、直流分量衰减时间常数。
计算电抗
03
保护设计目标
响应时间要求、电流阈值设定、保护动作的可靠性（误动与拒动）。
指标可靠性
04
硬件架构设计
电流采样方案（霍尔、分流器、CT）、隔离与放大电路、比较器与逻辑电路。
硬件采样
05
软件架构设计
主循环与中断优先级、ADC采样与滤波、故障检测状态机。
软件状态机
06
电流采样与调理
采样电阻选型、运放电路设计（差分/仪表放大器）、抗混叠滤波器设计。
模拟滤波
07
阈值比较与滞环
硬件比较器电路设计、软件滞环比较算法、避免临界振荡。
比较器滞环
08
快速去饱和技术
IGBT/SiC MOSFET 退饱和检测、软关断与硬关断策略、有源钳位电路。
驱动保护
09
相电流直接检测
三相电流重构技术、单电阻采样算法、采样窗口与死区补偿。
重构算法
10
直流母线短路保护
母线电容放电回路设计、预充电电路与短路保护联动、熔断器选型。
母线熔断器
11
匝间短路检测
负序电流法、零序电压法、高频注入法、基于模型的方法。
检测负序
12
接地故障保护
漏电流检测（CT/霍尔）、绝缘监测、IT/TN系统下的保护策略。
接地绝缘
13
软件保护算法
有效值计算（RMS）、峰值检测、快速傅里叶变换（FFT）谐波分析。
算法FFT
14
状态机设计
正常运行态、故障确认态、保护动作态、故障恢复态。
状态机流程
15
故障确认与去抖
软件去抖算法、多次采样确认机制、防止误触发。
去抖确认
16
保护动作执行
PWM封锁策略（三相全关/特定相关断）、制动电阻投入、继电器断开。
执行PWM
17
故障记录与上报
故障码定义、非易失性存储（EEPROM/Flash）、通信上报（CAN/RS485）。
存储通信
18
自恢复与重启动
自动重试次数限制、冷却时间计算、安全状态切换逻辑。
恢复安全
19
冗余保护设计
硬件看门狗与软件看门狗、双通道采样比较、独立保护芯片（如TL431）。
冗余看门狗
20
电磁兼容性（EMC）考虑
采样路径的屏蔽与布线、共模干扰抑制、TVS管与压敏电阻选型。
EMC布线
21
热保护与短路保护联动
NTC/PTC测温、I²t 热模型计算、降额运行策略。
热模型降额
22
仿真验证
Matlab/Simulink 短路模型搭建、电路仿真（LTSpice）、故障注入测试。
仿真Matlab
23
实验测试平台
示波器测量要点、差分探头使用、短路发生器设计。
测试示波器
24
标准与认证
IEC 61800-5-2（安全功能）、UL 1004-1、GB/T 12668 相关条款。
标准认证
25
案例1：低压伺服驱动器
低压伺服驱动器短路保护设计（48V/10A）。
案例低压
26
案例2：高压电动汽车主驱
高压电动汽车主驱短路保护设计（400V/300A）。
案例高压
27
案例3：微型无人机电机
微型无人机电机短路保护设计（低压轻量化）。
案例无人机
28
保护参数整定
阈值标定流程、温度补偿系数、老化补偿策略。
整定补偿
29
故障树分析（FTA）
短路保护系统可靠性分析、单点故障排查、FMEA 表格。
FTA可靠性
30
未来趋势
SiC/GaN 器件下的超快保护、AI预测性保护、无线无源监测。
前沿SiC