TIDA-01599

适用于交流逆变器和伺服驱动器的冗余双通道安全转矩关闭 (STO) 参考设计

TIDA-01599

设计文件

概述

此参考设计使用双通道隔离式安全转矩关闭 (STO) 信号控制逆变器为电机提供电源,从而在变速驱动器中实现 STO 功能(符合 IEC61800-5-2 标准)。这是通过独立对隔离式栅极驱动器 IC 进行通电/断电(通过 VCC1 和 VCC2 上的负载开关)来实现的。该参考设计还为检测各种故障提供诊断覆盖,从而有助于提高安全失效分数。 

该设计使用 ISO1212 作为隔离式 24V 数字输入接收器,符合 IEC 61131-2 1 类特性标准,可接受两个 STO 信号。不同于采用具有不精确电流限制电路的分立式组件的传统光耦合器解决方案,ISO1212 器件提供一个具有精确电流限制和更长寿命的简单低功耗解决方案。负载开关的可调节电流限制功能可提高系统的可靠性。栅极驱动器 ISO5852S 的就绪引脚有助于监控电源轨。

特性
  • 实现安全转矩关闭 (STO),以达到 IEC 61800-5-2 指定的停止类别 0
  • 双通道 STO 信号具有多个选项,可防止在电机中生成转矩:
    • 从栅极驱动器 IC 断开电源(在低压域和高压域)
    • 生成终止在 MCU 内生成 PWM 的硬件跳闸信号
  • 自诊断覆盖范围,包括监控安全脉冲和检测电路中的各种故障
  • ±60V 输入容差,具有反极性保护功能,有助于确保在发生故障时为 STO 引脚提供保护
  • 高侧智能开关实现准确的输出电流监控
  • 检测栅极驱动器的输入和输出欠压锁定 (UVLO) 并提供就绪 (RDY) 引脚指示

我们开发的全面组装电路板仅用于测试和性能验证,不可用于销售。

设计文件和产品

设计文件

下载现成的系统文件,加快您的设计过程。

ZHCU410.PDF (6752 K)

参考设计概述和经过验证的性能测试数据

TIDRVA2.PDF (265 K)

设计布局和元件的详细原理图

TIDRVA3.PDF (67 K)

设计元件、引用标识符和制造商/器件型号的完整列表

TIDRVA4.PDF (207 K)

元件放置方式设计布局的详细原理图

TIDRVA6.ZIP (2483 K)

IC 元件的 3D 模型和 2D 图纸使用的文件

TIDCEF0.ZIP (208 K)

包含设计 PCB 物理板层信息的设计文件

TIDRVA5.PDF (968 K)

用于生成 PCB 设计布局的 PCB 层图文件

产品

在设计中包括 TI 产品和可能的替代产品。

ESD 和浪涌保护 IC

TVS330033V 平缓钳位浪涌保护器件

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与门

SN74HC7001具有施密特触发输入的 4 通道、4 输入、2V 至 6V 与门

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负载开关

TPS228600.73Ω、5V 超低泄漏负载开关

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降压模块(集成电感器)

LMZ14201采用引线式表面贴装 TO 封装的 SIMPLE SWITCHER® 6V 至 42V、1A 电源模块

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隔离式数字输入

ISO1212用于数字输入模块的双通道隔离式 24V 至 60V 数字输入接收器

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隔离式栅极驱动器

ISO5852S5.7kVrms, 2.5A/5A single-channel isolated gate driver w/ split output, STO & protection features

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高侧开关

TPS27S10040-V, 80-mΩ, 4-A, 1-ch, Industrial high-side switch with adjustable current limit

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技术文档

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类型 标题 下载最新的英文版本 日期
电子书 电子书:工业机器人设计工程师指南 下载英文版本 2020年 3月 25日
电子书 E-book: An engineer’s guide to industrial robot designs.. 2020年 3月 25日
设计指南 用于在变速驱动器中实现安全转矩关闭的冗余双通道参考设计 下载英文版本 2018年 1月 2日

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