ZHCUAY8 may   2023

 

  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 主要系统技术规格
  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  AM2634-Q1
      3. 2.3.3  TMS320F280039C-Q1
      4. 2.3.4  UCC14240-Q1
      5. 2.3.5  UCC12051-Q1
      6. 2.3.6  AMC3330-Q1
      7. 2.3.7  TCAN1462-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. 2.4.1.2 微控制器 – Sitara™
      2. 2.4.2 隔离式偏置电源
      3. 2.4.3 电源树
        1. 2.4.3.1 引言
        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 5 伏电源域
        6. 2.4.3.6 电流和位置检测电源
  9. 3硬件、软件、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 控制卡 – Sitara™
        3. 3.1.1.3 MCU 控制卡 – C2000™
        4. 3.1.1.4 栅极驱动器和辅助电源板
        5. 3.1.1.5 直流总线电压检测
        6. 3.1.1.6 SiC 电源模块
          1. 3.1.1.6.1 XM3 SiC 电源模块
          2. 3.1.1.6.2 模块电源端子
          3. 3.1.1.6.3 模块信号端子
          4. 3.1.1.6.4 集成 NTC 温度传感器
        7. 3.1.1.7 层压总线和直流总线电容器
          1. 3.1.1.7.1 放电 PCB
    2. 3.2 测试设置
      1. 3.2.1 软件设置
        1. 3.2.1.1 Code Composer Studio 工程
        2. 3.2.1.2 软件结构
    3. 3.3 测试步骤
      1. 3.3.1 工程设置
      2. 3.3.2 运行应用程序
    4. 3.4 测试结果
      1. 3.4.1 隔离式偏置电源
      2. 3.4.2 隔离式栅极驱动器
      3. 3.4.3 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 材料清单
      3. 5.1.3 PCB 布局建议
        1. 5.1.3.1 布局图
      4. 5.1.4 Altium 项目
      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术语
3.1.1.6.4 集成 NTC 温度传感器

内置于电源模块中的 NTC 温度传感器被检测并通过隔离式数字信号反馈至控制器。该信号是频率变化、占空比为 50% 的方波。温度传感器的位置尽可能靠近功率器件，同时保持与功率器件的电气隔离，因此可提供近似的底板温度。NTC 报告的温度与 SiC MOSFET 的结温有很大差异，不得用作精确的结温测量值。有两种方法可以通过控制器测量三个 XM3 模块的 NTC 反馈信号。第一种方法是使用增强型捕捉 (eCAP) 外设以数字方式测量直接来自差分接收器的信号频率。图 3-9 和表 3-4 提供了 NTC 信号频率与 NTC 温度之间的关系。对于第二种方法，频率信号经过滤波并转换为模拟信号，可以通过控制器上的 ADC 测量该模拟信号。当频率为 4.6kHz 时，模拟电压测量值为 0.38V；当频率为 30.1kHz 时，模拟电压测量值为 2.5V。

GUID-20230418-SS0I-XLXD-CBMP-TKVNQM314FVQ-low.svg图 3-9 NTC 温度与信号频率之间的关系
表 3-4 NTC 温度、电阻和频率的相关性
NTC 温度 (°C) NTC 电阻 (Ω) 频率输出 (kHz)
0 13491 4.6
25 4700 10.3
50 1928 17.1
75 898 22.8
100 464 26.4
125 260 28.3
150 156 29.5
175 99 30.1
GUID-20230418-SS0I-536L-VW2C-TCXJZKZZZL2V-low.svg图 3-10 使用 25°C 冷却液时 CAB450M12XM3 虚拟结温 (TVJ) 与 NTC 电阻之间的关系。

图 3-10 展示了 CAB450M12XM3 模块的 NTC 电阻（RNTC，以欧姆为单位）与虚拟结温 (TVJ) 之间的映射。可以使用以下公式来计算虚拟结温：

方程式 4. T V J =   - 87.12 × ln ⁡ R N T C +   786.14

控制器 PCB 上安装了一个额外的温度传感器，用于测量参考设计外壳内的环境温度。该温度传感器包含一个 10kΩ NTC 表面贴装热敏电阻和一个构成分压器的固定电阻器。随着温度升高，分压器中点处的电压也会升高。该电压经过低通滤波，以消除缓慢变化的温度中的任何高频噪声。可通过以下公式来实现该电压信号 VT 与热敏电阻温度（以开尔文为单位）之间的转换：

方程式 5. T = ( ln ⁡ 3.3 / V T - 1 3900 +   1 298.15 ) - 1