TIDA-00771

效率高达 97% 且具有堵转电流限制的 10.8V/250W 紧凑型无刷直流电机驱动器参考设计

TIDA-00771

设计文件

概述

TIDA-00771 是适用于由 3 节锂离子电池供电(电压范围为 5V 到 12.6V)的电动工具中三相无刷直流 (BLDC) 电机的 20A RMS 驱动器。该设计是可实现基于传感器的梯形控制的 45 x 50 mm 紧凑型驱动器。该设计使用一个分立式紧凑型基于 MOSFET 的三相逆变器,可提供 20A RMS 连续(持续 1 秒的 70A 峰值)绕组电流,无需任何外部冷却装置或散热器。栅极驱动器的转换率控制和电荷泵可确保在 5V 至 12.6V 之间实现最大逆变器效率(>97%,10.8V 直流)并具有最佳 EMI 性能。逐周期过流保护功能可防止功率级出现大的堵转电流,并且板可以在高达 55°C 的环境温度下工作。小巧的外形支持在靠近电池组的位置放置板,高效率使电池的持续时间更长,70A 的峰值电流容量可在电动工具中提供高瞬时峰值扭矩。

特性
  • 运行电压范围为 5V 至 12.6V(3 节锂离子电池),并具有高达 20A 的 RMS 连续(持续 1 秒的 70A 峰值)绕组电流,无需散热器或气流
  • PCB 外形小巧:45mm x 50mm
  • 通过使用栅极驱动器的转换率控制和电荷泵功能,在 5V 至 12.6V 之间实现最佳逆变器效率(>97%,10.8V)并具有最佳 EMI 性能
  • 逐周期过流保护,响应时间小于 1us,通过 VDS 传感提供短路闩锁保护
  • 击穿保护、欠压保护、过温保护和转子堵转保护
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我们开发的全面组装电路板仅用于测试和性能验证,不可用于销售。

设计文件和产品

设计文件

下载现成的系统文件,加快您的设计过程。

ZHCU145A.PDF (6291 K)

参考设计概述和经过验证的性能测试数据

TIDRKY9.PDF (797 K)

设计布局和元件的详细原理图

TIDRKZ0.PDF (56 K)

设计元件、引用标识符和制造商/器件型号的完整列表

TIDRKZ1.ZIP (165 K)

元件放置方式设计布局的详细原理图

TIDCBZ1.ZIP (261 K)

包含设计 PCB 物理板层信息的设计文件

TIDRKZ2.PDF (2015 K)

用于生成 PCB 设计布局的 PCB 层图文件

产品

在设计中包括 TI 产品和可能的替代产品。

N 沟道 MOSFET

CSD17576Q5B采用 5mm x 6mm SON 封装的单路、2.9mΩ、30V、N 沟道 NexFET™ 功率 MOSFET

数据表: PDF | HTML
BLDC 驱动器

DRV8305具有电流分流放大器和 SPI 的最大 45V 三相智能栅极驱动器

数据表: PDF | HTML
MSP430 微控制器

MSP430G2553具有 16KB 闪存、512B SRAM、比较器、UART/SPI/I2C、计时器的 16MHz MCU

数据表: PDF
同相缓冲器和驱动器

SN74LVC126A具有三态输出的 4 通道、1.65V 至 3.6V 缓冲器

数据表: PDF | HTML
模拟温度传感器

LMT87具有 -13.6mV/°C 增益的 ±2°C 2.7V 至 5.5V 模拟输出温度传感器

数据表: PDF | HTML

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软件

技术文档

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类型 标题 下载最新的英文版本 日期
设计指南 TI 参考设计具有堵转电流限制功能的10.8V/250W 高效(97%) 紧凑型无刷直流电机驱动器参考设计 (Rev. A) 英语版 (Rev.A) 2016年 10月 12日
技术文章 How to minimize MOSFET conduction loss in battery-powered motor drives PDF | HTML 2016年 6月 29日

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