TIDA-00909

适用于高速驱动应用的 48V/10A 高频 PWM 三相 GaN 逆变器参考设计

TIDA-00909

设计文件

概述

低电压高速驱动器和/或低电感无刷电机需要 40kHz 到 100kHz 范围内的更高逆变器开关频率,从而最大限度减少电机中的损失和扭矩波动。TIDA-00909 参考设计通过使用具有三个 80V/10A 半桥 GaN 电源模块 LMG5200 的三相逆变器来实现这一点,并使用基于分流器的相电流感应。氮化镓 (GaN) 晶体管的开关速度比硅 FET 快得多,而将 GaN FET 和驱动器集成在同一封装内可减少寄生电感并优化开关性能,由此可降低损耗,进而可缩小甚至消除散热器。TIDA-00909 提供 TI BoosterPack 兼容型接口来连接到 C2000 MCU LaunchPad™ 开发套件,从而便于评估性能。

特性
  • 三相 GaN 逆变器具有 12V 到 60V 的宽输入电压范围以及 7Arms/10Apeak 输出电流,通过高达 100kHz PWM 的测试。
  • GaN 功率级极大降低了开关损耗,因此接受高 PWM 开关频率,在 100kHz PWM 下,峰值效率高达 98.5%
  • LMG5200 GaN 半桥功率级可简化 PCB 布局,并减少寄生电感,从而优化开关性能,上升/下降时间不到 2ns。
  • 具有极低 12.5ns 死区的极低开关节点过冲和下冲可最大限度减小相电压振铃,并减少相电压失真和 EMI。
  • 基于分流器的精密相电流感应具有高精度 (0.1%)。
  • TI BoosterPack 兼容型接口具有 3.3V I/O,从而便于使用 C2000 MCU LaunchPad™ 开发套件进行性能评估。
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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。

TIDUCE7B.PDF (8383 K)

参考设计概述和经过验证的性能测试数据

TIDROK2.PDF (829 K)

设计布局和元件的详细原理图

TIDROK3.PDF (72 K)

设计元件、引用标识符和制造商/器件型号的完整列表

TIDROK4.PDF (554 K)

元件放置方式设计布局的详细原理图

TIDROK6.ZIP (5846 K)

IC 元件的 3D 模型和 2D 图纸使用的文件

TIDCCV4.ZIP (1218 K)

包含设计 PCB 物理板层信息的设计文件

TIDROK5.PDF (2813 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。

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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方向控制型电压转换器

SN74AVC8T245具有可配置电压转换和三态输出的 8 位双电源总线收发器

数据表: PDF | HTML
模拟电流检测放大器

INA240具有增强的 PWM 抑制能力的 -4V 至 80V、双向、超精密电流检测放大器

数据表: PDF | HTML
氮化镓 (GaN) IC

LMG520080V GaN 半桥功率级

数据表: PDF | HTML
温度开关

TMP302-Q1汽车类、引脚可选跳变点、1.4V 温度开关系列

数据表: PDF | HTML
线性和低压降 (LDO) 稳压器

LP38691500mA、10V、低压降稳压器

数据表: PDF | HTML
隔离式 DC/DC 转换器

LM50187.5V-100V 宽输入电压,300mA 恒定导通时间同步降压稳压器

数据表: PDF

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类型 标题 下载最新的英文版本 日期
* 设计指南 48V/10A High-Frequency PWM, 3-Phase GaN Inverter Reference Design for HS Motors (Rev. B) 2017年 4月 3日
技术文章 Five benefits of enhanced PWM rejection for in-line motor control PDF | HTML 2016年 11月 8日
技术文章 What’s next for Industry 4.0? The best new technologies shaping the future of smar PDF | HTML 2016年 11月 7日

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