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设计与开发
参考设计

TIDA-01599

适用于工业驱动器且经过 TÜV SÜD 评估的安全转矩关闭 (STO) 参考设计 (IEC 61800-5-2)

设计文件

TIDA-01599

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概述

此参考设计概述了具有 CMOS 输入隔离式 IGBT 栅极驱动器的三相逆变器中使用的安全转矩关闭 (STO) 子系统。该 STO 子系统采用双通道架构 (1oo2)，硬件容错能力为 1 (HFT=1)。它是按照失电跳闸概念实现的。当双路 STO 输入（STO_1 和 STO_2）变为低电平有效时，将通过负载开关切断六个隔离式 IGBT 栅极驱动器的初级侧和次级侧相应电源，从而停止控制电机并为其供电。此 STO 参考设计 (1oo2) 经过 TÜV SÜD 评估，通常符合 SIL 3 和 PL e/Cat.3.

特性
  • 经过 TÜV SÜD 评估、符合 SIL 3 (IEC 61508) 和 PL e/Cat.3 (ISO 13849) 的双通道 STO架构 (1oo2)
  • 可提供 TÜV 报告、安全概念说明和定性系统 FMEA，进一步帮助设计人员实现 STO 子系统
  • STO 子系统适用于具有 CMOS 输入隔离式 IGBT 栅极驱动器（如 ISO5852S、UCC21750 或 UCC5350）的三相逆变器
  • ISO1211 符合 IEC 61131-2 标准且具有 ±60V 输入容差和反极性保护的 24V 隔离式输入接收器
  • 连接 MCU (SIL 1)，为 STO 子系统中的负载开关提供诊断
  • 可通过 RDY 引脚监控 ISO5852S 的输入和输出电源 UVLO，并可通过 UCC21750 集成式模拟至 PWM 隔离传感器提供额外的监控功能
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设计文件和产品

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下载现成的系统文件，加快您的设计过程。

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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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TIDRVA4A.PDF (339 KB)

元件放置方式设计布局的详细原理图

download Bill of materials (BOM) — TIDA-01599
TIDRVA3A.PDF (163 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-01599
TIDRVA6A.ZIP (2253 KB)

IC 元件的 3D 模型和 2D 图纸使用的文件

download Gerber file — TIDA-01599
TIDCEF0A.ZIP (363 KB)

包含设计 PCB 物理板层信息的设计文件

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TIDRVA5A.PDF (1305 KB)

用于生成 PCB 设计布局的 PCB 层图文件

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TIDRVA2A.PDF (857 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。

隔离式栅极驱动器

ISO5852S — 具有分离输出、STO 和保护功能的 5.7kVrms、2.5A/5A 单通道隔离式栅极驱动器

数据表: PDF | HTML
隔离式栅极驱动器

UCC5350 — 具有米勒钳位或分离输出以及 8V 或 12V UVLO 的 5A/5A 单通道隔离式栅极驱动器

数据表: PDF | HTML
负载开关

TPS22919 — 具有可调节输出放电功能的 5.5V、1.5A、90mΩ 负载开关

数据表: PDF | HTML
数字隔离器

ISO7710 — EMC 性能优异的单通道、增强型数字隔离器

数据表: PDF | HTML
隔离式栅极驱动器

ISO5452 — 具有分离输出、STO 和保护功能的 5.7kVrms、2.5A/5A 单通道隔离式栅极驱动器

数据表: PDF | HTML
IO-Link 和数字 I/O

TIOS1013 — 具有集成浪涌保护功能和 3.3V LDO 输出的数字传感器输出驱动器

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高侧开关

TPS27S100 — 具有可调节电流限制的 40V、80mΩ、4A、单通道工业高侧开关

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隔离式数字输入

ISO1211 — 用于数字输入模块的单通道隔离式 24V 至 60V 数字输入接收器

数据表: PDF | HTML
隔离式栅极驱动器

UCC21750 — 适用于 IGBT/SiC FET 且具有 DESAT 和内部米勒钳位的 5.7kVrms ±10A 单通道隔离式栅极驱动器

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开始开发

硬件开发

开发套件

LAUNCHXL-F28027 — C2000 Piccolo LaunchPad

此参考设计概述了具有 CMOS 输入隔离式 IGBT 栅极驱动器的三相逆变器中使用的安全转矩关闭 (STO) 子系统。该 STO 子系统采用双通道架构 (1oo2)，硬件容错能力为 1 (HFT=1)。它是按照失电跳闸概念实现的。当双路 STO 输入（STO_1 和 STO_2）变为低电平有效时，将通过负载开关切断六个隔离式 IGBT 栅极驱动器的初级侧和次级侧相应电源，从而停止控制电机并为其供电。此 STO 参考设计 (1oo2) 经过 TÜV SÜD 评估，通常符合 SIL 3 和 PL e/Cat.3.
支持的产品和硬件

支持的产品和硬件

硬件开发
参考设计
TIDA-00366 — 具有电流、电压和温度保护功能的增强型隔离式三相逆变器参考设计 TIDA-01415 — 100W、高分辨率、16 位颜色可调、0.15% 可调光 RGBW LED 灯具参考设计 TIDA-01599 — 适用于工业驱动器且经过 TÜV SÜD 评估的安全转矩关闭 (STO) 参考设计 (IEC 61800-5-2) TIDA-01600 — 适用于伺服驱动器和机器人的智能制动控制和诊断参考设计 TIDA-01621 — 适用于伺服驱动器和机器人且具有电流调节功能的智能制动闸控制器参考设计
有库存
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TI.com 上无现货

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TIDA-00366 — 具有电流、电压和温度保护功能的增强型隔离式三相逆变器参考设计 TIDA-01415 — 100W、高分辨率、16 位颜色可调、0.15% 可调光 RGBW LED 灯具参考设计 TIDA-01599 — 适用于工业驱动器且经过 TÜV SÜD 评估的安全转矩关闭 (STO) 参考设计 (IEC 61800-5-2) TIDA-01600 — 适用于伺服驱动器和机器人的智能制动控制和诊断参考设计 TIDA-01621 — 适用于伺服驱动器和机器人且具有电流调节功能的智能制动闸控制器参考设计
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设计工具和仿真

仿真模型

TIDM042 — TIDA-01599 Simulation Files

支持的产品和硬件

支持的产品和硬件

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发布日期: 2018-8-28
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* 设计指南 适用于工业驱动器且经过 TUEV 评估的安全转矩关闭 (STO) 参 考设计 (IEC 61800-5-2) (Rev. B) PDF | HTML 英语版 (Rev.B) PDF | HTML 2022-11-21
功能安全信息 FMEA STO Concept TIDA-01599 2022-5-17
功能安全信息 Overview STO Concept TIDA-01599 PDF | HTML 2022-4-19
功能安全信息 STO Concept TUEV Report TF97657T Rev.1.1 2022-2-24
功能安全信息 Design Smaller Safe Torque Off (STO) Systems Using 3-Phase Smart Gate Drivers PDF | HTML 2021-3-4
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