ZHCUBJ7 November   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 主要系统规格
  8. 2系统概述
    1. 2.1 方框图
    2. 2.2 主要产品
      1. 2.2.1 LMG3422R030
      2. 2.2.2 ISO7741
      3. 2.2.3 AMC1306M05
      4. 2.2.4 AMC1035
      5. 2.2.5 TPSM560R6H
      6. 2.2.6 TPSM82903
  9. 3系统设计原理
    1. 3.1 电源开关
      1. 3.1.1 GaN-FET 选择标准
      2. 3.1.2 HVBUS 去耦和 12V 自举电源
      3. 3.1.3 GaN_FET 导通压摆率配置
      4. 3.1.4 PWM 输入滤波器和死区时间计算
      5. 3.1.5 信号电平转换
      6. 3.1.6 LMG3422R030 故障报告
      7. 3.1.7 LMG3422R030 温度监控
    2. 3.2 相电流检测
      1. 3.2.1 分流器
      2. 3.2.2 AMC1306M05 模拟输入滤波器
      3. 3.2.3 AMC1306M05 数字接口
      4. 3.2.4 AMC1306M05 电源
    3. 3.3 DC-Link (HV_BUS) 电压检测
    4. 3.4 相电压检测
    5. 3.5 控制电源
    6. 3.6 MCU 接口
  10. 4硬件、软件、测试要求和测试结果
    1. 4.1 硬件要求
      1. 4.1.1 PCB
      2. 4.1.2 MCU 接口
    2. 4.2 软件要求
    3. 4.3 测试设置
      1. 4.3.1 注意事项
      2. 4.3.2 测试程序
    4. 4.4 测试结果
      1. 4.4.1 24V 输入控制电源
      2. 4.4.2 相电压开关节点的传播延迟 PWM
      3. 4.4.3 320VDC 总线电压时的开关节点瞬态
      4. 4.4.4 320VDC 和 16kHz PWM 时的相电压线性度和失真
      5. 4.4.5 逆变器效率和热特性
        1. 4.4.5.1 效率测量
        2. 4.4.5.2 在无散热器的情况下，320VDC 和 16kHz PWM 时的散热分析和 SOA
  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作者简介

4.4.5.2 在无散热器的情况下，320VDC 和 16kHz PWM 时的散热分析和 SOA

图 4-22 和图 4-23 显示了 27°C 环境温度下（使用 Fluke TI40）、TIDA-010255 功率级在 16kHz PWM 下以 7.1ARMS 和 7.7ARMS 输出相电流运行时的热测试。顶部 LMG3422R030 外壳温度约为 90°C（7ARMS 时）和 94.3°C（7.7ARMS 时）。六个 LMG3422R030 器件相当显眼。在 V 相上，当电流为 7.7ARMS 时，顶部 LMG3422R030 的结温通过 PWM 温度输出测得约为 98°C，而底部 LMG3422R030 则约为 91°C。由于散热焊盘和电气连接的源极引脚连接到大 GND 平面，底部 LMG3422R030 器件的温度较低。顶部 FET 散热焊盘和电气连接的源极引脚通过一个面积非常小的铜平面连接到单个开关节点，以更大限度地降低 EMI 和 PCB 寄生输出电容。

GUID-20231101-SS0I-CMDX-XRXZ-HXDTRQSVFNKX-low.jpg图 4-22 7.1ARMS 负载电流下的 TIDA-010255 PCB 热像图
GUID-20231101-SS0I-JSGF-NKVD-3PG9BRXVF5M5-low.jpg图 4-23 7.7ARMS 负载电流下的 TIDA-010255 PCB 热像图

图 4-24 概述了无散热器、320V 直流链路电压并采用自然对流散热方式的情况下，8kHz PWM 和 16kHz PWM 下 TIDA-0100255 估计的安全工作区 (SOA)。SOA 估算基于根据图 4-19 测得的功率损耗、LMG3422R030 热结温和外壳温度测量值，并带有校正因数，以考虑在 Tj = 125°C 下运行时的 RDS(on) 增加情况。

GUID-20231101-SS0I-0HWQ-DCFD-ZWVLH7QFQSGB-low.svg图 4-24 采用自然对流散热方式时的 TIDA-010025 估计安全工作区（水平放置，无散热器）