TIDA-010936

适用于集成电机驱动器的 48V/16A 小型三相 GaN 逆变器参考设计

TIDA-010936

设计文件

概述

此参考设计展示了采用三个具有集成式 GaN FET、驱动器和自举二极管的 100V、35A GaN 半桥 LMG2100R044 的高功率密度 12V 至 60V 三相功率级,专门用于电机集成式伺服驱动器和机器人应用。  
通过使用 IN241A 电流检测放大器,实现了精确的相电流检测;同时测量了直流链路电压和相电压,从而能够验证诸如 InstaSPIN-FOC™ 等先进的无传感器设计。该设计提供与 TI BoosterPack 兼容的 3.3V I/O 接口,用于连接 C2000™ MCU LaunchPad™ 开发套件或 Sitara™ 微控制器,以便快速轻松地评估我们的 GaN 技术。

特性
  • 在 40kHz PWM 下可实现高效率(峰值为 99.3%),支持在环境温度为 25°C、连续电流高达 16Arms 且无需安装散热器的情况下稳定运行         
  • 小型 GaN 半桥功率级可实现高功率密度并简化 PCB 布局
  • GaN 半桥支持在更高的 PWM 频率下运行,有助于降低直流总线电容器高度,同时使用陶瓷电容器替代电解电容器
  • 零反向恢复损耗可减少开关节点振荡         
  • 16.6ns 的低死区时间更大限度地减少相电压失真 使用 1mΩ 分流器和具有高 PWM 抑制功能的电流检测放大器,对 ±33A 范围内的相电流进行精密检测 
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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。

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ZHCUBT0.PDF (4842 K)

参考设计概述和经过验证的性能测试数据

TIDMCN9.PDF (936 K)

设计布局和元件的详细原理图

TIDMCO0.ZIP (117 K)

设计元件、引用标识符和制造商/器件型号的完整列表

TIDMCO1.PDF (407 K)

元件放置方式设计布局的详细原理图

TIDMCO3.ZIP (4743 K)

IC 元件的 3D 模型和 2D 图纸使用的文件

TIDCGN1.ZIP (941 K)

包含设计 PCB 物理板层信息的设计文件

TIDMCO2.PDF (2102 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。

AC/DC & DC/DC converters (integrated FET)

LMR38010具有 40µA IQ 的 SIMPLE SWITCHER® 80V、1.0A、2.2MHz 降压转换器

数据表: PDF | HTML
Gallium nitride (GaN) power stages

LMG2100R044具有集成驱动器和保护功能的 100V 4.4mΩ 半桥 GaN FET

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Power modules (integrated inductor)

TPSM82821具有集成电感器、采用 2 x 2.5 x 1.1mm μSIP 封装的 5.5V 输入、1A 降压模块

数据表: PDF | HTML
串联电压基准

REF3333采用 3 引脚 SC70 和 8 引脚 UQFN 封装的 3.3V、30ppm/°C 温漂、3.9µA、3 引脚 SOT-23 电压基准

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固定方向电压转换器

TXU0304四通道固定多向电平转换器

数据表: PDF | HTML
模拟电流检测放大器

INA241A具有增强型 PWM 抑制功能的 -5V 至 110V、双向、超精密电流检测放大器

数据表: PDF | HTML
模拟电流检测放大器

INA310A具有比较器的 -4V 至 110V、1.3MHz 超高精度电流检测放大器

数据表: PDF | HTML
热敏电阻

TMP61采用 0402、0603/0805 和通孔封装的 1%、10kΩ 线性热敏电阻

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设计指南 适用于电机集成式驱动器的 48V、850W 小型三相 GaN 逆变器 参考设计 PDF | HTML 英语版 PDF | HTML 2024年 2月 23日

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软件开发

软件开发套件 (SDK)
C2000WARE-MOTORCONTROL-SDK 适用于 C2000™ MCU 的 MotorControl 软件开发套件 (SDK)

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