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設計與開發
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

設計檔案

TIDA-00909

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概覽

低電壓、高速驅動和/或低電感無刷馬達需要在 40kHz 至 100kHz 範圍內有更高的逆變器切換頻率，以將馬達的損耗和扭矩漣波降到最低。TIDA-00909 參考設計使用 3 相變流器和三個 80V/10A 半橋式 GaN 電源模組 LMG5200 來實現此目標，並採用分流式相位電流感測。氮化鎵 (GaN) 電晶體的切換速度遠快於矽 FET，並將 GaN FET 和驅動器整合在相同封裝中，以此降低寄生電感並將切換性能最佳化，進而減少損耗，縮小尺寸或消除對散熱器的需求。TIDA-00909 提供 TI BoosterPack 相容介面，可連接至 C2000 MCU LaunchPad™ 開發套件，以輕鬆進行性能評估。

特點
  • 具 12V 至 60V 寬輸入電壓範圍和 7Arm/10A 峰值輸出電流的 3 相位 GaN 逆變器，已經過高達 100kHz PWM 的測試。
  • GaN 功率級可大幅減少切換損耗，允許高 PWM 切換頻率，且在 100kHz PWM 時的峰值效率高達 98.5%
  • LMG5200 GaN 半橋功率級可簡化 PCB 佈局並降低寄生電感，以實現最佳化切換性能和不到 2ns 的上升/下降時間。
  • 開關節點電壓的過衝和欠衝幅度非常低，死區僅為 12.5ns，這最大程度地降低了相位電壓振鈴，並減少相位電壓失真和 EMI。
  • 具高準確度的精密分流式相位電流感測 (0.1%)。
  • 具有 3.3V I/O 的 TI BoosterPack 相容介面，可輕鬆使用 C2000 MCU LaunchPad™ 開發套件進行性能評估。
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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。

download 設計指南 — TIDA-00909
TIDUCE7B.PDF (8383 KB)

參考設計概觀與已驗證的性能測試資料

download Assembly drawing — TIDA-00909
TIDROK4.PDF (554 KB)

元件配置的詳細設計佈線圖概觀

download Bill of materials (BOM) — TIDA-00909
TIDROK3.PDF (72 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-00909
TIDROK6.ZIP (5847 KB)

IC 元件的 3D 模型或 2D 圖所使用的檔案

download Gerber file — TIDA-00909
TIDCCV4.ZIP (1219 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-00909
TIDROK5.PDF (2814 KB)

產生 PCB 設計佈線圖所使用的 PCB 層圖表檔案

download Schematic — TIDA-00909
TIDROK2.PDF (830 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

LP38691 — 500-mA、10-V、低壓差電壓穩壓器

產品規格表: PDF | HTML
氮化鎵 (GaN) 功率級

LMG5200 — 80V GaN 半橋功率級

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
類比電流感測放大器

INA240 — 具強化型 PWM 抑制的 -4 至 80V、雙向、超精密電流感測放大器

產品規格表: PDF | HTML
電壓轉換器

SN74AVC8T245 — 具有可配置電壓電平移位變化與 3 態輸出的 8 位元雙電源供應匯流排收發器

產品規格表: PDF | HTML
溫度開關

TMP302-Q1 — 汽車、針腳可選跳脫點 1.4V 溫度開關系列

產品規格表: PDF | HTML
串聯電壓參考

REF3333 — 3.3-V、30-ppm/°C 漂移、3.9-µA、3 接腳 SOT-23、3 接腳 SC70、8 接腳 UQFN 電壓參考

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

低電壓、高速驅動和/或低電感無刷馬達需要在 40kHz 至 100kHz 範圍內有更高的逆變器切換頻率，以將馬達的損耗和扭矩漣波降到最低。TIDA-00909 參考設計使用 3 相變流器和三個 80V/10A 半橋式 GaN 電源模組 LMG5200 來實現此目標，並採用分流式相位電流感測。氮化鎵 (GaN) 電晶體的切換速度遠快於矽 FET，並將 GaN FET 和驅動器整合在相同封裝中，以此降低寄生電感並將切換性能最佳化，進而減少損耗，縮小尺寸或消除對散熱器的需求。TIDA-00909 提供 TI BoosterPack 相容介面，可連接至 C2000 MCU LaunchPad™ (...)
支援產品和硬體

支援產品和硬體

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參考設計
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 上缺貨
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。

軟體開發

支援軟體

TIDCCV5 — TIDA-00909_InstaSPIN-FOC_F28069M Software

支援產品和硬體

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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
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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

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