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設計與開發
參考設計

TIDA-00210

適用於雙極步進驅動的 75V/10A 受保護全橋式功率級參考設計

設計檔案

TIDA-00210

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概覽

步進驅動器適用於許多應用，運作範圍通常為 12VDC 至 48VDC。TI 提供豐富的步進馬達驅動器解決方案系列，並具有業界標準步進/方向和平行控制介面。

對於需要較高扭矩與功率的應用，通常會使用 48VDC 以上的電壓，最高 100VDC。TIDA-00210 提供此類步進驅動器的解決方案。TIDA-00210 使用兩組以 TIDA-00365 為基礎的受保護全橋功率級，並採用並聯架構配置。每個全橋可在額定 75VDC 和 10Arms 相位電流下運作，並具備雙極高壓側電流感測功能，利用具備整合式放大器的 100V 全橋閘極驅動器 SM72295 和四個具備超低閘極電荷的 100V NexFET 功率 MOSFET，以及具備低熱電阻的小型 SON5x6 封裝。功率級對於溫度過高、過電流，以及馬達端子與馬達端子對地之間的短路提供完整保護。板載電源為閘極驅動器和訊號鏈提供 12V 和 3.3V 軌。主機處理器介面為 3.3V I/O，可連接主機 MCU（如 C2000 Piccolo）進行步進馬達控制。

特點
  • 受保護的全橋功率級，輸入電壓高達 100VDC（75VDC 額定值），相位電流為 10Arms。
  • 使用 SM72295 100V 全橋閘極驅動器與用於高壓側雙極相位電流感測的整合式放大器降低 BOM，最高可支援 256 微步進。
  • 16kHz PWM 時的效率為 95%，額定負載具有極低切換損耗，也可支援更高的 PWM 頻率。得益於 TI NexFET 功率 MOSFET，在 25C 環境和額定負載下不需要散熱器。
  • 得益於 NexFET 快速開啟和關閉切換時間 (25ns)，已針對低 EMI 進行了全橋最佳化，而且在切換節點電壓上無過衝的情況。
  • 針對相位對相位、相位對 GND 以及 UVLO 之間的溫度過高、過電流及短路情況提供硬體保護。閾值可在硬體中自訂配置。
  • 3.3V 主機處理器介面可讓 C2000 等 MCU 實作自訂步進馬達控制。互補式 PWM 輸入和雙極高壓側電流感測緩衝 0-3.3V 類比輸出，可精準地控制相位電流。相位對 GND 電壓回饋訊號可用於反 EMF 感測和失速偵測。啟用訊號可讓 MCU 開啟與關閉功率級。
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設計檔案與產品

設計檔案

下載立即可用的系統檔案以加速您的設計流程。

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TIDUBU1A.PDF (4723 KB)

參考設計概觀與已驗證的性能測試資料

download Assembly drawing — TIDA-00210
TIDRM19.PDF (287 KB)

元件配置的詳細設計佈線圖概觀

download Bill of materials (BOM) — TIDA-00210
TIDRM18.PDF (146 KB)

設計元件、參考指示項與製造商/零件編號的完整清單

download CAD/CAE symbol — TIDA-00210
TIDRM21.ZIP (9445 KB)

IC 元件的 3D 模型或 2D 圖所使用的檔案

download Gerber file — TIDA-00210
TIDCC88.ZIP (1394 KB)

包含 PCB 設計中實體電路板層相關資訊的設計檔案

download PCB layout — TIDA-00210
TIDRM20.PDF (2149 KB)

產生 PCB 設計佈線圖所使用的 PCB 層圖表檔案

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TIDRM17.PDF (793 KB)

設計佈線圖與元件的詳細電路圖

產品

設計與潛在替代方案中包括 TI 產品。

線性與低壓差 (LDO) 穩壓器

LM317L — 100-mA、35-V、可調整線性電壓穩壓器

產品規格表: PDF | HTML
半橋式驅動器

SM72295 — 具整合式電流感測放大器的 3-A、100-V 全橋閘極驅動器

產品規格表: PDF
比較器

LM2901V — 增強電壓的四路差動比較器

產品規格表: PDF | HTML
DC/DC 轉換器

LM5018 — 7.5-100V 大範圍 VIN 300mA 固定導通時間同步降壓穩壓器

產品規格表: PDF | HTML
D 型正反器

SN74LVC1G175 — 具有非同步清除功能的單路 D 型正反器

產品規格表: PDF | HTML
分流電壓參考

ATL431 — 2.5-V 低 IQ 可調整精密分流穩壓器

產品規格表: PDF | HTML
類比溫度感測器

LMT89 — 具有 -11.77-mV/°C 增益的 ±2.5°C 類比輸出溫度感測器

產品規格表: PDF | HTML
MOSFET

CSD19534Q5A — 100-V、N 通道 NexFET™ 功率 MOSFET、單 SON 5 mm x 6 mm、15.1 mOhm

產品規格表: PDF | HTML

開始開發

硬體開發

開發板

LAUNCHXL-F28069M — InstaSPIN-MOTION (and InstaSPIN-FOC) enabled C2000 Piccolo LaunchPad

步進驅動器適用於許多應用，運作範圍通常為 12VDC 至 48VDC。TI 提供豐富的步進馬達驅動器解決方案系列，並具有業界標準步進/方向和平行控制介面。

對於需要較高扭矩與功率的應用，通常會使用 48VDC 以上的電壓，最高 100VDC。TIDA-00210 提供此類步進驅動器的解決方案。TIDA-00210 使用兩組以 TIDA-00365 為基礎的受保護全橋功率級，並採用並聯架構配置。每個全橋可在額定 75VDC 和 10Arms 相位電流下運作，並具備雙極高壓側電流感測功能，利用具備整合式放大器的 100V 全橋閘極驅動器 SM72295 和四個具備超低閘極電荷的 100V (...)
支援產品和硬體

支援產品和硬體

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TIDA-00202 — HIPERFACE 位置編碼器介面參考設計 TIDA-00210 — 適用於雙極步進驅動的 75V/10A 受保護全橋式功率級參考設計 TIDA-00365 — 適用於有刷 DC 驅動器的 75V/10A 受保護全橋式功率級參考設計 TIDA-00909 — 適用於高速驅動應用的 48V/10A 高頻 PWM 三相 GaN 逆變器參考設計 TIDA-00913 — 具有基於分流直列式馬達相電流感測功能的 48V 三相逆變器參考設計 TIDA-00916 — 適用於無人機 ESC 的無感測器高速 FOC 參考設計 TIDA-01527 — 具有 C2000™ 微處理器和 ±0.1° 準確度的離散式解析器前端參考設計 TIDA-01636 — 輸電軌道雜訊分析器參考設計
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TI.com 無法提供

LAUNCHXL-F28069M — InstaSPIN-MOTION (and InstaSPIN-FOC) enabled C2000 Piccolo LaunchPad

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適用 TI 的評估品項標準條款與條件。

技術文件

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* 設計指南 75V 10A Protected Full Bridge Power Stage Bipolar Stepper Drives Design Guide (Rev. A) 2016/9/28
應用說明 Designing with the ATL431LI 2018/11/27

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支援與培訓

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