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設計與開發
參考設計

TIDA-010255

適用於機器人和伺服驅動器的 230VAC、2kW 三相 GaN 逆變器參考設計

設計檔案

TIDA-010255

設計檔案

概覽

此參考設計展示了高效率 320VDC 輸入三相功率級，採用六個快速切換 GaN FET，具有集成驅動器、保護和溫度報告以及熱側微控制器控制功能，尤其適合馬達整合式伺服驅動與機器人應用。通過隔離式 ΔΣ 調變器實現精確的相位電流感測。DC 鏈路電壓是以非隔離式小型 Δ Σ 調變器進行測量，類比相位電壓回饋選項可驗證 InstaSPIN-FOC™ 等先進的無感測器設計。為了便於評估，此設計提供 3.3V I/O 介面訊號和一個用於 C2000™ 微控制器 controlCARD 的 180 針腳連接器，以及用於連接其他微控制器 (例如 Sitara™ AM2631) 的標準介面。

特點
  • 在 16kHz PWM 和 320V DC 鏈路電壓下，峰值功率效率為 99.4%，有助於縮小散熱器尺寸
  • 具有整合式驅動器和保護功能的 600V、30mΩ GaN FET 可提高可靠性並降低系統成本
  • 晶片內建溫度感測器可精準監控晶粒溫度，以最大限度地擴大安全工作區 (SOA)
  • 零反向復原損失可減少切換節點振盪，而 120ns 的低失效時間最大限度地減少了相位電壓失真
  • 使用 1mΩ 分流器和隔離式 Δ-Σ 調變器實現 ±50A 線性範圍的精準相位電流感測
  • 透過與 3.3V I/O 介接，可以輕鬆評估用於採用 C2000™、Sitara™ 或其他微控制器的馬達驅動的 TI GaN 技術
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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-010255
PDF | HTML
TIDUF28.PDF (2195 KB)

參考設計概觀與已驗證的性能測試資料

download Assembly drawing — TIDA-010255
TIDMC66.PDF (698 KB)

元件配置的詳細設計佈線圖概觀

download Bill of materials (BOM) — TIDA-010255
TIDMC65.PDF (169 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-010255
TIDMC68.ZIP (4239 KB)

IC 元件的 3D 模型或 2D 圖所使用的檔案

download Gerber file — TIDA-010255
TIDCGJ5.ZIP (1474 KB)

包含 PCB 設計中實體電路板層相關資訊的設計檔案

download Schematic — TIDA-010255
TIDMC64.PDF (977 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。

隔離式 ADC

AMC1306M05 — ±50mV 輸入、精密電流感測強化型隔離調變器

產品規格表: PDF | HTML
電源模組 (整合式電感器)

TPSM560R6H — 採用 5-mm x 5.5-mm x 4-mm QFN 封裝的 4.2-V 至 60-V 輸入、1-V 至 16-V 輸出、0.6-A 降壓模組

產品規格表: PDF | HTML
電源模組 (整合式電感器)

TPSM82903 — 具有整合式電感器的 3-V 至 17-V、3-A 高效率、低 IQ 同步降壓轉換器模組

產品規格表: PDF | HTML
精確 ADC

AMC1035 — 具有 ±1V 雙極輸入和 2.5V 參考輸出的精密 Delta-Sigma 調變器

產品規格表: PDF | HTML
氮化鎵 (GaN) 功率級

LMG3422R030 — 具有整合式驅動器、防護和溫度報告功能的 600-V 30-mΩ GaN FET

產品規格表: PDF | HTML
數位隔離器

ISO7741 — 穩健 EMC、四通道、3/1、強化型數位隔離器

產品規格表: PDF | HTML
數位隔離器

ISO7730 — 耐用 EMC、三通道、3/0、強化型數位隔離器

產品規格表: PDF | HTML

開始開發

硬體開發

子卡

TMDSCNCD28379D — F28379D development kit for C2000™ Delfino MCU controlCARD™

此參考設計展示了高效率 320VDC 輸入三相功率級，採用六個快速切換 GaN FET，具有集成驅動器、保護和溫度報告以及熱側微控制器控制功能，尤其適合馬達整合式伺服驅動與機器人應用。通過隔離式 ΔΣ 調變器實現精確的相位電流感測。DC 鏈路電壓是以非隔離式小型 Δ Σ 調變器進行測量，類比相位電壓回饋選項可驗證 InstaSPIN-FOC™ 等先進的無感測器設計。為了便於評估，此設計提供 3.3V I/O 介面訊號和一個用於 C2000™ 微控制器 controlCARD 的 180 針腳連接器，以及用於連接其他微控制器 (例如 Sitara™ AM2631) 的標準介面。

EVM使用指南: PDF | HTML
支援產品和硬體

支援產品和硬體

硬體開發
參考設計
TIDA-00914 — 具有小型 Δ-Σ 調變器的強化型隔離式相位電流感測參考設計 TIDA-010255 — 適用於機器人和伺服驅動器的 230VAC、2kW 三相 GaN 逆變器參考設計 TIDA-01349 — 使用單封裝六通道數位隔離器，且適用於逆變器的 IPM 介面參考設計 TIDA-01420 — 適用於工業驅動器的基本隔離式三相精巧型功率級參考設計 TIDA-01456 — 適用於 200-480V AC 工業驅動器的精巧型非隔離式三相逆變器參考設計 TIDA-01606 — 11-kW、雙向三相三級 (T 型) 逆變器和 PFC 參考設計 TIDM-1000 — 採用 C2000 MCU 的 Vienna 整流器式三相功率因數校正參考設計 TIDM-HV-1PH-DCAC — 具有電壓來源和併聯模式的單相逆變器參考設計
有庫存
限制：
TI.com 上缺貨
TI.com 無法提供

TMDSCNCD28379D — F28379D development kit for C2000™ Delfino MCU controlCARD™

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TIDA-00914 — 具有小型 Δ-Σ 調變器的強化型隔離式相位電流感測參考設計 TIDA-010255 — 適用於機器人和伺服驅動器的 230VAC、2kW 三相 GaN 逆變器參考設計 TIDA-01349 — 使用單封裝六通道數位隔離器，且適用於逆變器的 IPM 介面參考設計 TIDA-01420 — 適用於工業驅動器的基本隔離式三相精巧型功率級參考設計 TIDA-01456 — 適用於 200-480V AC 工業驅動器的精巧型非隔離式三相逆變器參考設計 TIDA-01606 — 11-kW、雙向三相三級 (T 型) 逆變器和 PFC 參考設計 TIDM-1000 — 採用 C2000 MCU 的 Vienna 整流器式三相功率因數校正參考設計 TIDM-HV-1PH-DCAC — 具有電壓來源和併聯模式的單相逆變器參考設計
適用 TI 的評估品項標準條款與條件。

設計工具與模擬

3D DMD 機械幾何

TIDMC67 — TIDA-010255 PCB

支援產品和硬體

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發行日期: 2023/11/28
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* 設計指南 High-Eff. 230-VAC 2-kW 3-phase GaN Inverter RefDes for Servo Drives and Robotics PDF | HTML 2023/11/28
證書 TIDA-010255 EU RoHS Declaration of Conformity (DoC) 2023/4/4

相關設計資源

軟體開發

軟體開發套件 (SDK)
C2000WARE-MOTORCONTROL-SDK — 適用於 C2000™ MCU 的 MotorControl 軟體開發套件 (SDK)

支援與培訓

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