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

3.1.5 信号电平转换

GaN-FET 的开关速度快于 IGBT，并且 dV/dt 压摆率可以达到 30V/ns 甚至更高，如该设计中所配置。因此，具有 100V/ns（典型值）高共模瞬态抗扰度 (CMTI) 的数字隔离器与 ISO7741F 四通道数字隔离器类似。如果输入功率或信号丢失，ISO7741F 的后缀 F 有助于将器件的输出驱动为低电平。ISO7741F 具有一个正向通道和三个反向通道，其中正向通道用于 PWM 信号，而反向通道用于相应顶部 GaN-FET 的三个故障和温度报告信号。该器件将 3.3V I/O 信号电平转换为 5V I/O 信号，以提供给对应的顶部 GaN-FET（指浮动开关节点 GND (SW)），如图 3-3 所示。

该设计有两个选项来通过 VCC1 为顶部数字隔离器 U4 (ISO7741F) 提供 5V 电源，如图 3-3 所示。使用外部 5V LDO (U13) 时（此设计的默认配置），电阻器 R60 和电容器 C64 需要保持空白，而 R59 需要组装。如果通过 LMG3422R030 的内部 5V LDO 在 LDO5V 引脚上提供 5V 电压，则 R59 需要保持空白，而 R60 和 C64 需要组装。

GUID-20231101-SS0I-7DBM-MJD5-Z3R2TF71N7PQ-low.gif图 3-3 顶部 GaN-FET 基于数字隔离器的电平转换器原理图

ISO7730F 三通道数字隔离器与 ISO7741F 属于同一系列，可在底部和顶部 PWM 信号之间提供严格的传播匹配，同时使用 LMG4322R030 底部 GaN-FET 将来自 MCU 的 3.3V CMOS 信号转换为 5V CMOS 信号，如图 3-4 所示。

GUID-20231101-SS0I-CJZB-VPFZ-H0ZGQNNK1VV7-low.gif图 3-4 底部 GaN-FET 基于数字隔离器的电平转换器原理图