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

3.2 使用 INA241A 的内嵌式分流器精密相电流检测


GUID-20240220-SS0I-39RQ-M7W7-0NSQXWQGBN7S-low.svg

图 3-3 B 相内嵌式相电流检测原理图

A 相和 B 相的相电流通过 1mΩ 分流器（例如 B 相的 R26）进行内嵌式测量，如图 3-3 所示。R26 直接连接到 LMG2100 器件的开关节点输出（SW 引脚）。该分流器通过开尔文连接和可选的差分 RC 低通滤波器（R30、R31 和 C53）连接到 INA241A3 器件的差分输入 IN+ 和 IN-。本设计不需要低通滤波器，选择了两个 0Ω 串联电阻，并且在所有三个相位上均未组装电容器 C53。INA241A3 器件具有 50V/V 的固定增益。为了将分流器上的双极输入电压转换为单极输出电压（适用于输入电压范围为 3.3V 的 ADC），INA241A3 (U6) 的中压设置为 1.65V。为了实现此转换，精密的低漂移 3.3V 基准 REF3333 通过可选的 RC 低通滤波器（R32 和 C54）连接到 REF1 引脚。REF2 引脚连接到 GND。本设计的默认设置未使用低通滤波器，R32 设置为 0Ω，与 A 相的设置相同。INA241 器件中的内部精密“除以 2”功能可在 INA241 输出引脚上产生超低漂移的精密 1.65V 偏置电压。传递函数可以按照方程式 1 进行计算。

方程式 1. IAV=IAA×1m⁡Ω×50VV+1.65V

最大相电流范围为 ±33A。相应的输出电压范围为 0V 至 3.3V，1.65V 代表 0A 相电流。