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设计与开发
参考设计

TIDA-01540

采用具有内置死区时间插入功能的栅极驱动器的三相逆变器参考设计

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TIDA-01540

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概述

TIDA-01540 参考设计可为增强型隔离式 10kW 三相逆变器降低系统成本并支持紧凑型设计。通过在单个封装和自举配置中使用双栅极驱动器来为栅极驱动电源生成浮动电压，可实现较低的系统成本和紧凑的外形尺寸。双栅极驱动器 UCC21520 具有可通过电阻器选项进行配置的内置死区时间插入功能。由于输入 PWM 信号的重叠，这种独特的死区时间插入功能可为三相逆变器提供击穿保护。此设计通过防止过载、短路、接地故障、直流母线欠压和过压以及 IGBT 模块硬件过热问题来提高系统的可靠性。

特性
  • 增强型隔离式逆变器，适合额定功率高达 10kW 的 200V-690V 交流驱动器
  • 增强型隔离式半桥栅极驱动器具有出色的传播延迟匹配功能，可缩短死区时间（失真更低且功率损耗更低）
  • 当 PWM 输入信号重叠时，集成式互锁、死区时间和插入功能可保护 IGBT（可编程死区时间）
  • STO 和失效防护措施可应对初级侧逻辑故障，还可使用禁用信号同时关闭向 IGBT 提供的高侧和低侧栅极驱动器输出，因此具有更高的可靠性
  • UCC21520 具有高 CMTI (100kV/µs)，因此可提供高稳健性，能够应对开关瞬变
  • UCC21520 可抑制输入脉冲和噪声瞬变（小于 5ns），从而避免 IGBT 发生误导通或关断
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设计文件和产品

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参考设计概述和经过验证的性能测试数据

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TIDRU28.PDF (538 KB)

元件放置方式设计布局的详细原理图

download Bill of materials (BOM) — TIDA-01540
TIDRU27.PDF (99 KB)

设计元件、引用标识符和制造商/器件型号的完整列表

download CAD/CAE symbol — TIDA-01540
TIDRU30A.ZIP (4705 KB)

IC 元件的 3D 模型和 2D 图纸使用的文件

download Gerber file — TIDA-01540
TIDCE53.ZIP (440 KB)

包含设计 PCB 物理板层信息的设计文件

download PCB layout — TIDA-01540
TIDRU29.PDF (3057 KB)

用于生成 PCB 设计布局的 PCB 层图文件

download Schematic — TIDA-01540
TIDRU26A.PDF (590 KB)

设计布局和元件的详细原理图

产品

在设计中包括 TI 产品和可能的替代产品。

线性和低压降 (LDO) 稳压器

TLV704 — 150mA、24V、超低 IQ、低压降 (LDO) 稳压器

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精密运算放大器 (Vos<1mV)

OPA320 — 高精度、零交叉、20MHz、0.9pA Ib、RRIO、CMOS 运算放大器

数据表: PDF | HTML
比较器

TLC372 — 双路通用 LinCMOS™ 差分比较器

数据表: PDF | HTML
隔离式放大器

AMC1311 — 2V 输入、精密电压检测增强型隔离式放大器

数据表: PDF | HTML
并联电压基准

TL431 — 可调节精密并联稳压器

数据表: PDF | HTML
线性和低压降 (LDO) 稳压器

TLV1117 — 800mA 15V 线性稳压器

数据表: PDF | HTML
隔离式放大器

AMC1301 — 用于电流检测的 ±250mV 输入、精密增强型隔离放大器

数据表: PDF | HTML
隔离式栅极驱动器

UCC21540 — 具有双输入、DT 引脚和 8V UVLO、采用 DW 或 DWK 封装的 5.7kVrms、4A/6A 双通道隔离式栅极驱动器

数据表: PDF | HTML
串联电压基准

REF2033 — 3.3V Vref、低温漂、低功耗、双输出 Vref 和 Vref/2 电压基准

数据表: PDF | HTML
隔离式栅极驱动器

UCC21520 — 采用 DW 封装且具有双引脚输入和禁用引脚的 5.7kVRMS 4A/6A 双通道隔离式栅极驱动器

数据表: PDF | HTML
与非门

SN74LVC1G10 — 单路 3 输入、1.65V 至 5.5V 与非门

数据表: PDF

开始开发

硬件开发

开发套件

LAUNCHXL-F28379D — F28379D LaunchPad™ development kit for C2000™ Delfino™ MCU

TIDA-01540 参考设计可为增强型隔离式 10kW 三相逆变器降低系统成本并支持紧凑型设计。通过在单个封装和自举配置中使用双栅极驱动器来为栅极驱动电源生成浮动电压，可实现较低的系统成本和紧凑的外形尺寸。双栅极驱动器 UCC21520 具有可通过电阻器选项进行配置的内置死区时间插入功能。由于输入 PWM 信号的重叠，这种独特的死区时间插入功能可为三相逆变器提供击穿保护。此设计通过防止过载、短路、接地故障、直流母线欠压和过压以及 IGBT 模块硬件过热问题来提高系统的可靠性。
支持的产品和硬件

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硬件开发
参考设计
TIDA-010025 — 适用于 200-480VAC 驱动器且具有光模拟输入栅极驱动器的三相逆变器参考设计 TIDA-010026 — 适用于 EnDat2.2 绝对编码器的稳健接口参考设计 TIDA-01401 — 用于绝对编码器的高 EMC 抗扰度 RS-485 接口参考设计 TIDA-01540 — 采用具有内置死区时间插入功能的栅极驱动器的三相逆变器参考设计 TIDA-01541 — 用于三相逆变器的高带宽相电流和 DC-Link 电压检测参考设计 TIDA-01629 — 适用于伺服驱动器且具有智能栅极驱动器的 48V/500W 三相逆变器参考设计 TIDA-01630 — 适用于 Tamagawa 编码器的高 EMC 抗扰度 RS485 接口参考设计 TIDA-01633 — 适用于交流/伺服驱动器的紧凑型可编程 4-20mA 和 +/-10V 模拟输出参考设计 TIDA-020001 — 汽车 144 区域局部调光背光参考设计 TIDA-060001 — SunSpec 快速关断发送和接收参考设计 TIDM-02007 — 在单个 MCU 上使用快速电流环路 (FCL) 和 SFRA 的双轴电机驱动器的参考设计 TIDM-1008 — 适用于 C2000 MCU 的 EnDat 2.2 绝对编码器主接口参考设计 TIDM-1010 — 适用于 C2000 MCU 的 BiSS-C 绝对编码器主接口参考设计 TIDM-1011 — 适用于 C2000 MCU 的 Tamagawa T-Format 绝对编码器主接口参考设计
有库存
限制：
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TI.com 上无现货

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TIDA-010025 — 适用于 200-480VAC 驱动器且具有光模拟输入栅极驱动器的三相逆变器参考设计 TIDA-010026 — 适用于 EnDat2.2 绝对编码器的稳健接口参考设计 TIDA-01401 — 用于绝对编码器的高 EMC 抗扰度 RS-485 接口参考设计 TIDA-01540 — 采用具有内置死区时间插入功能的栅极驱动器的三相逆变器参考设计 TIDA-01541 — 用于三相逆变器的高带宽相电流和 DC-Link 电压检测参考设计 TIDA-01629 — 适用于伺服驱动器且具有智能栅极驱动器的 48V/500W 三相逆变器参考设计 TIDA-01630 — 适用于 Tamagawa 编码器的高 EMC 抗扰度 RS485 接口参考设计 TIDA-01633 — 适用于交流/伺服驱动器的紧凑型可编程 4-20mA 和 +/-10V 模拟输出参考设计 TIDA-020001 — 汽车 144 区域局部调光背光参考设计 TIDA-060001 — SunSpec 快速关断发送和接收参考设计 TIDM-02007 — 在单个 MCU 上使用快速电流环路 (FCL) 和 SFRA 的双轴电机驱动器的参考设计 TIDM-1008 — 适用于 C2000 MCU 的 EnDat 2.2 绝对编码器主接口参考设计 TIDM-1010 — 适用于 C2000 MCU 的 BiSS-C 绝对编码器主接口参考设计 TIDM-1011 — 适用于 C2000 MCU 的 Tamagawa T-Format 绝对编码器主接口参考设计
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* 设计指南 采用具有内置死区时间插入功能的栅极驱动器的三相逆变器参考 设计 英语版 2017-12-7
应用手册 Designing With the Improved TL431LI (Rev. A) 2019-6-28

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