ZHCUAY8A May   2023  – May 2025

 

  1.   1
  2.   说明
  3.   资源
  4.   特性
  5.   应用
  6.   6
  7. 1系统说明
    1. 1.1 术语
    2. 1.2 主要系统规格
  8. 2系统概述
    1. 2.1 方框图
    2. 2.2 设计注意事项
    3. 2.3 重点产品
      1. 2.3.1  UCC5880-Q1
      2. 2.3.2  F29H859TU-Q1
      3. 2.3.3  UCC14240-Q1
      4. 2.3.4  UCC33421-Q1
      5. 2.3.5  AMC0386-Q1
      6. 2.3.6  AMC0381D-Q1
      7. 2.3.7  TCAN1043-Q1
      8. 2.3.8  ISO1042-Q1
      9. 2.3.9  ALM2403-Q1
      10. 2.3.10 LM5158-Q1
      11. 2.3.11 LM74202-Q1
    4. 2.4 系统设计原理
      1. 2.4.1 微控制器
        1. 2.4.1.1 微控制器 – C2000™
      2. 2.4.2 隔离式辅助电源
      3. 2.4.3 电源树
        1. 2.4.3.1 简介
        2. 2.4.3.2 电源树方框图
        3. 2.4.3.3 12V 分配和控制
        4. 2.4.3.4 栅极驱动器电源
        5. 2.4.3.5 5V 电源域
        6. 2.4.3.6 电流和位置检测电源
  9. 3硬件、测试要求和测试结果
    1. 3.1 硬件要求
      1. 3.1.1 硬件板概述
        1. 3.1.1.1 控制板
        2. 3.1.1.2 MCU SOM 评估板 – C2000™
        3. 3.1.1.3 栅极驱动器和辅助电源板
        4. 3.1.1.4 直流总线电压检测
        5. 3.1.1.5 SiC 电源模块
          1. 3.1.1.5.1 XM3 SiC 电源模块
          2. 3.1.1.5.2 模块电源端子
          3. 3.1.1.5.3 模块信号端子
          4. 3.1.1.5.4 集成 NTC 温度传感器
        6. 3.1.1.6 层压总线和直流总线电容器
          1. 3.1.1.6.1 放电 PCB
    2. 3.2 测试结果
      1. 3.2.1 隔离式辅助电源
      2. 3.2.2 隔离式栅极驱动器
      3. 3.2.3 逆变器系统
  10. 4通用德州仪器 (TI) 高压评估模块 (TI HV EVM) 用户安全指南
  11. 5设计和文档支持
    1. 5.1 设计文件
      1. 5.1.1 原理图
      2. 5.1.2 BOM
      3. 5.1.3 PCB 布局建议
        1. 5.1.3.1 布局图
      4. 5.1.4 Altium 工程
      5. 5.1.5 Gerber 文件
      6. 5.1.6 装配图
    2. 5.2 工具与软件
    3. 5.3 文档支持
    4. 5.4 支持资源
    5. 5.5 商标
  12. 6修订历史记录

2.4.3.4 栅极驱动器电源

隔离式栅极驱动器单元 (GDU) (UCC5880-Q1) 的低电压域由 TPS7B6933-Q1 LDO 供电。使用 UCC14240-Q1 隔离式直流/直流模块为 GDU 的高电压域供电。选择的模块结构紧凑且易于使用。

UCC14240-Q1 生成的电压被设置为总共 19V（VCC2 = 15V，VEE2 = -4V）。高压负极是 UCC14240-Q1 的虚拟接地。

每个 UCC14240-Q1 直流/直流模块高压侧的最大功率消耗可估算为 fSWmax = 30kHz 和 CL = 100nF 时的最坏情况开关条件：

方程式 1. P2=fSWmax(VCC2-VEE2)2CL+(VCC2-VEE2)ICCq2

数据表中提供了 UCC5880-Q1 的次级静态电流，即 ICC2q = 15mA。然后计算出产生的次级功耗为 1.368W。假设效率为 50%，这对应于每个 UCC14240-Q1 的 24V 输入侧的电源电流 114mA。

这些 UCC14240-Q1 直流/直流模块需要预稳压 24V。24V 前置稳压器实现成基于 LM5158-Q1 且具有耦合电感器的 SEPIC。SEPIC 拓扑支持适当的输入电压范围。由于器件的多功能性以及随机展频特性，在这种情况下针对噪声属性使用了 LM5157 和 LM5158-Q1 转换器。

电源设计的元件值是使用用于 SEPIC 的 LM5158 快速入门计算器工具 计算得出的。表 2-2 展示了电源的主要输入参数。

表 2-2 栅极驱动电源的 SEPIC 转换器设计参数
参数 值
最小值 标称值 最大值 单位
VINPUT 8 12 16 V
fSW 435 kHz
VLOAD 24 V
ILOAD 0.35 A

每个 24V SEPIC 为三个 UCC14240-Q1 器件供电，因此列出了 ILOAD = 0.35A（请参阅图 2-5）。