ZHCUBT0 February   2024

 

  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 设计注意事项
    3. 2.3 主要产品
      1. 2.3.1 LMG2100
      2. 2.3.2 INA241A
      3. 2.3.3 LMR38010
  9. 3系统设计原理
    1. 3.1 三相 GaN 逆变器功率级
      1. 3.1.1 ‌LMG2100 GaN 半桥功率级
    2. 3.2 使用 INA241A 的内嵌式分流器精密相电流检测
    3. 3.3 相电压和直流输入电压检测
    4. 3.4 功率级 PCB 温度监测
    5. 3.5 电源管理
      1. 3.5.1 48V 至 5V 直流/直流转换器
      2. 3.5.2 5V 至 3.3V 电源轨
    6. 3.6 用于连接主机 MCU 的接口
  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 TIDA-010936 PCB 概览
      2. 4.1.2 TIDA-010936 跳线设置
      3. 4.1.3 用于连接 C2000™ MCU LaunchPad™ 开发套件的接口
    2. 4.2 软件要求
    3. 4.3 测试设置
    4. 4.4 测试结果
      1. 4.4.1 电源管理和系统上电和断电
    5. 4.5 GaN 逆变器半桥模块开关节点电压
      1. 4.5.1 直流总线电压为 48V 时的开关节点电压瞬态响应
        1. 4.5.1.1 输出电流为 ±1A
        2. 4.5.1.2 输出电流为 ±10A
      2. 4.5.2 PWM 频率对直流总线电压纹波的影响
      3. 4.5.3 效率测量
      4. 4.5.4 热分析
      5. 4.5.5 无负载损耗测试（COSS 损耗）
  11. 5设计和文档支持
    1. 5.1 设计文件 {必填主题}
      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 光绘文件
      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
  13. 7致谢

2.2 设计注意事项

设计目标是实现一个能够在 12V 至 60V 直流输入电压（额定电压为 48V）下运行的三相 GaN 逆变器参考设计。具有宽输入电压范围的直流/直流转换器 LMR38010 生成 5V 电源轨来为 GaN-FET 电源模块和 3.3V 带隙基准供电，3.3V 电源模块为电流检测放大器、输入缓冲器和可选的 C2000 MCU LaunchPad 开发套件供电。

三个逆变器半桥均采用集成的 80V、10A GaN 半桥模块 (LMG2100R044) 来实现小尺寸和高效率。

1mΩ 相电流分流器和差分电流检测放大器 (INA241A)（增益为 50V/V，中点电压为 1.65V）由 3.3V 基准 (VREF3333) 进行设置，支持 ±33A 的满量程电流范围。热敏电阻 (TP61) 用于监测靠近 GaN 电源模块的 PCB 温度。

高侧直流链路电流检测比较器可实现基于硬件的短路保护，此外还会测量直流链路电压和相电压，并允许验证 InstaSPIN-FOC™ 等高级无传感器设计。

该设计提供与 TI BoosterPack 兼容的 3.3V I/O 接口，用于连接到 C2000™ MCU LaunchPad™ 开发套件或 Sitara™ 微控制器，以便快速轻松地评估我们 GaN 技术的表现。