ZHCUC64B August   2024  – May 2025 DRV8162 , INA241A , ISOM8710

 

  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 参考设计概述
    2. 1.2 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
      1. 2.2.1 硬件设计
        1. 2.2.1.1 功率级栅极驱动器
          1. 2.2.1.1.1 栅极驱动器
          2. 2.2.1.1.2 保护特性
          3. 2.2.1.1.3 VGVDD 定义
          4. 2.2.1.1.4 配置 (Strap) 功能
        2. 2.2.1.2 功率级 FET
          1. 2.2.1.2.1 VGS 与 RDS(ON) 间的关系
        3. 2.2.1.3 相电流和电压检测
          1. 2.2.1.3.1 A 相和 B 相电流检测
          2. 2.2.1.3.2 C 相电流检测
          3. 2.2.1.3.3 电压感测
        4. 2.2.1.4 主机处理器接口
        5. 2.2.1.5 栅极驱动器关断路径
        6. 2.2.1.6 系统诊断测量
          1. 2.2.1.6.1 温度测量
        7. 2.2.1.7 系统电源
          1. 2.2.1.7.1 12V 电源轨
          2. 2.2.1.7.2 3.3V 电源轨
      2. 2.2.2 软件设计
    3. 2.3 重点产品
      1. 2.3.1 DRV8162L
      2. 2.3.2 INA241A
      3. 2.3.3 AMC0106M05
      4. 2.3.4 TPSM861253
      5. 2.3.5 LMR38010
      6. 2.3.6 TMP6131
      7. 2.3.7 ISOM8710
  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 PCB 概述
      2. 3.1.2 硬件配置
        1. 3.1.2.1 先决条件
        2. 3.1.2.2 默认电阻器和跳线配置
        3. 3.1.2.3 连接器
          1. 3.1.2.3.1 主机处理器接口
    2. 3.2 测试设置
    3. 3.3 测试结果
      1. 3.3.1 电源管理
        1. 3.3.1.1 上电
        2. 3.3.1.2 断电
      2. 3.3.2 栅极电压和相电压
        1. 3.3.2.1 20VDC
        2. 3.3.2.2 48VDC
        3. 3.3.2.3 60VDC
      3. 3.3.3 数字 PWM 和栅极电压
      4. 3.3.4 相电流测量
      5. 3.3.5 系统测试结果
        1. 3.3.5.1 热分析
  10. 4设计和文档支持
    1. 4.1 设计文件
      1. 4.1.1 原理图
      2. 4.1.2 BOM
    2. 4.2 工具与软件
    3. 4.3 文档支持
    4. 4.4 支持资源
    5. 4.5 商标
  11. 5关于作者
  12. 6修订历史记录
2.2.1.3.1 A 相和 B 相电流检测

对于 A 相和 B 相电流检测，由于选择用于测试系统的控制器 MCU 的 ADC 模块接受 3.3V 的最大输入电压，因此测量的电压调整至 0V 至 3.3V 范围内。当使用不同的 MCU 时，如有必要，可使用 3.0V 的电压标度。

TIDA-010956 使用 INA241 进行 A 相内嵌式相电流检测图 2-3 使用 INA241 进行 A 相内嵌式相电流检测

此设计可支持峰值为 85ARMS 或 120A 的额定电机电流。最大电流检测范围设为 165A，留出了一些裕度。根据该规格，选择了 0.2mΩ 8W 分流电阻器，并选择了固定增益为 50 的放大器。

测得的同相电流是双向的，因此计算出的电压范围将进一步扩大到 2 倍。

现在，我们可以使用 方程式 1 来计算放大器输出的电压范围。

方程式 1. Vscale = Iph ×Rshunt×Gamp×2=165A×0.2mΩ×50×2=3.3V

电压范围设置为 3.3V 的情况下，放大器的电压基准也进行设置，确保 0A 对应于电压范围的中心点。图 2-4 显示了此设计中采用的使用 TLV431 的 1.65V 偏置电压基准。

TIDA-010956 TIDA-010956 中的 TLV431 原理图图 2-4 TIDA-010956 中的 TLV431 原理图

电阻 R18 可限制流入电路的最大电流。选择了 150Ω 电阻器。R22 和 R24 决定了偏置基准电路的输出电压。将 R24 固定为 10.0kΩ，则 R22 可选为 3.3kΩ，用于 INA241A 的 1.65V 偏置基准。

确保电流检测分流电阻的功率耗散额定值可以维持系统的电流。

方程式 2. Ploss=IRMS2×Rshunt=165A2×0.2mΩ=5.445W

165A 仅在有故障的情况下才可能出现。额定电流为 85ARMS，功率损耗仅为 1.445W。8W 分流电阻器具有足够的裕度。