TIDM-02009

经过 ASIL D 等级功能安全认证的高速牵引和双向直流/直流转换参考设计

TIDM-02009

设计文件

概述

此参考设计演示了如何通过一个 TMS320F28388D 实时 C2000™ MCU 控制 HEV/EV 牵引逆变器和双向直流/直流转换器。牵引控制利用基于软件的旋转变压器转数字转换器 (RDC),使电机转速高达 20,000RPM。直流/直流转换器结合了峰值电流模式控制 (PCMC) 技术、相移全桥 (PSFB) 拓扑以及同步整流 (SR) 机制。牵引逆变器级采用碳化硅 (SiC) 功率级,由 UCC5870-Q1 智能栅极驱动器驱动。利用比较器子系统 (CMPSS) 中先进的 PWM 模块和内置斜坡补偿功能,可生成 PCMC 波形。该系统基于 ASIL 分解的功能安全概念已通过 TÜV SÜD 认证,说明整个系统的安全完整性等级可达 ISO 26262 ASIL D 等级,符合典型的安全目标。

特性
  • 具有 SiC 功率级的电动汽车牵引逆变器可高速运行(转速高达 20,000RPM)
  • 具有 SiC 初级 FET 的双向高压至低压相移全桥 (PSFB) 直流/直流转换器
  • 基于软件的旋转变压器转数字转换器 (RDC) 支持电机高速运行
  • 使用一个 TMS320F28388D 对牵引逆变器和直流/直流转换器进行集成控制
  • 基于 ASIL 分解的功能安全概念经 TÜV SÜD 认证符合 ASIL D 等级
  • 峰值电流模式控制 (PCMC),无需外部支持电路即可实现 PCMC 功能,采用同步整流 (SR) 切换机制

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。

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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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设计布局和元件的详细原理图

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设计元件、引用标识符和制造商/器件型号的完整列表

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元件放置方式设计布局的详细原理图

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IC 元件的 3D 模型和 2D 图纸使用的文件

TIDCFZ8.ZIP (12316 K)

包含设计 PCB 物理板层信息的设计文件

TIDM820.ZIP (12350 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。

C2000 实时微控制器

TMS320F28388D具有连接管理器、2 个 C28x+CLA CPU、1.5MB 闪存、FPU64、CLB、ENET、EtherCAT 的 C2000™ 32 位 MCU

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CAN、LIN 收发器和 SBC

TCAN1042-Q1具有灵活数据速率的汽车类故障保护 CAN 收发器

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CAN、LIN 收发器和 SBC

TCAN4550-Q1具有集成 CAN FD 控制器和收发器的汽车类系统基础芯片 (SBC)

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低侧驱动器

UCC27524A-Q1具有 5V UVLO 和负输入电压处理能力的汽车 5A/5A 双通道栅极驱动器

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功率运算放大器

ALM2402F-Q1汽车类双通道高输出电流运算放大器

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变压器驱动器

SN6501-Q1适用于隔离电源的汽车类低噪声、350mA、410kHz 变压器驱动器

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基于 Arm 的微控制器

TMS570LS122716/32 位 RISC 闪存 MCU,Cortex R4F,通过 Q100 车规认证,EMAC

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降压转换器(集成开关)

LM73605-Q1通过汽车级认证的 3.5V 至 36V、5A 同步降压电压转换器

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隔离式放大器

AMC1302-Q1用于电流检测的汽车类 ±50mV 输入、高精度增强型隔离放大器

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隔离式放大器

AMC1311-Q1用于电压感应的汽车类 2V 输入、高 CMTI、增强型隔离放大器

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隔离式栅极驱动器

UCC21530-Q1适用于 IGBT/SiC MOSFET 且具有 EN 和 DT 引脚、采用 DWK 封装的汽车类 5.7kVrms、4A/6A 双通道隔离式栅极驱动器

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隔离式栅极驱动器

UCC5870-Q1适用于 IGBT/SiC MOSFET 的汽车类 3.75kVrms 30A 单通道功能安全隔离式栅极驱动器

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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
* 设计指南 ASIL D 安全认证的高速牵引和双向直流/直流转换 2021年 5月 5日
证书 TIDM-02009 EU Declaration of Conformity (DoC) 2021年 3月 10日

相关设计资源

硬件开发

子卡
TMDSCNCD28388D F28388D controlCARD 评估模块

软件开发

软件开发套件 (SDK)
C2000WARE-DIGITALPOWER-SDK 适用于 C2000 MCU 的 DigitalPower 软件开发套件 (SDK)

参考设计

参考设计
TIDA-01527 带有 C2000™ 微控制器且精度为 ±0.1° 的分立式旋转变压器前端参考设计

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