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設計與開發
參考設計

TIDA-01599

TÜV SÜD 評估工業驅動器的安全扭矩關閉 (STO) 參考設計 (IEC 61800-5-2)

設計檔案

TIDA-01599

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概覽

本參考設計概述具有 CMOS 輸入隔離式 IGBT 閘極驅動器的三相逆變器的安全扭矩關閉 (STO) 子系統。STO 子系統採用雙通道架構 (1oo2)，硬體容錯範圍爲 1 (HFT=1)。實作時遵循去能脫扣概念。當雙 STO 輸入 (STO_1 和 STO_2) 變低電位作動時，六個隔離 IGBT 柵極驅動器的一次和二次側對應電源供電將透過負載開關切斷。如此可消除控制馬達並為馬達通電的可能性。STO 參考設計 (1oo2) 已由 TÜV SÜD 進行評估，一般適用於 SIL 3 和 PL e/Cat。3.

特點
  • TÜV SÜD 評估的雙通道 STO 架構 (1oo2) 適用於 SIL 3 (IEC 61508) 和 PL e/Cat。3 (ISO 13849)
  • TÜV 報告、安全概念說明和定性系統 FMEA 可進一步幫助設計人員實作 STO 子系統
  • 具有 CMOS 輸入隔離式 IGBT 閘極驅動器的三相逆變器的 STO 子系統，如 ISO5852S、UCC21750 或 UCC5350
  • 具有反極性防護且符合 IEC 61131-2 和 ±60-V 輸入公差的 24-V 隔離式輸入接收器 ISO1211
  • 與 MCU (SIL 1) 介接，用於 STO 子系統中負載開關的診斷範圍
  • 可選擇透過 RDY 針腳監控 ISO5852S 的輸入和輸出電源 UVLO，以及使用 UCC21750 整合式類比轉 PWM 隔離式感測器的額外監控功能
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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-01599
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TIDUDS9B.PDF (2996 KB)

參考設計概觀與已驗證的性能測試資料

download Assembly drawing — TIDA-01599
TIDRVA4A.PDF (339 KB)

元件配置的詳細設計佈線圖概觀

download Bill of materials (BOM) — TIDA-01599
TIDRVA3A.PDF (163 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-01599
TIDRVA6A.ZIP (2253 KB)

IC 元件的 3D 模型或 2D 圖所使用的檔案

download Gerber file — TIDA-01599
TIDCEF0A.ZIP (363 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-01599
TIDRVA5A.PDF (1305 KB)

產生 PCB 設計佈線圖所使用的 PCB 層圖表檔案

download Schematic — TIDA-01599
TIDRVA2A.PDF (857 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。

隔離式閘極驅動器

ISO5852S — 具有分離輸出、STO 和保護功能的 5.7kVrms、2.5A/5A 單通道絕緣式閘極驅動器

產品規格表: PDF | HTML
隔離式閘極驅動器

UCC5350 — 具有米勒箝位或分離輸出和 8V 或 12V UVLO 的 5A/5A 單通道隔離式閘極驅動器

產品規格表: PDF | HTML
負載開關

TPS22919 — 具有可調整輸出放電的 5.5V、1.5A、90mΩ 負載開關

產品規格表: PDF | HTML
數位隔離器

ISO7710 — 耐用 EMC、單通道強化型數位隔離器

產品規格表: PDF | HTML
隔離式閘極驅動器

ISO5452 — 具有分離輸出、STO 和保護功能的 5.7kVrms、2.5A/5A 單通道絕緣式閘極驅動器

產品規格表: PDF | HTML
IO-Link 和數位 I/O

TIOS1013 — 具整合式突波防護和 3.3-V LDO 輸出的數位感測器輸出驅動器

產品規格表: PDF | HTML
高壓側開關

TPS27S100 — 具有可調整電流限制的 40-V、80-mΩ、4-A、1 通道、工業高壓側開關

產品規格表: PDF | HTML
隔離式數位輸入

ISO1211 — 適用於數位輸入模組的單通道隔離 24-V 至 60-V 數位輸入接收器

產品規格表: PDF | HTML
隔離式閘極驅動器

UCC21750 — 適用於 IGBT/SiCFET 且具 DESAT 和內部米勒鉗位的 5.7kVrms ± 10A、單通道絕緣式閘極驅動器

產品規格表: PDF | HTML

開始開發

硬體開發

開發套件

LAUNCHXL-F28027 — C2000 Piccolo LaunchPad

本參考設計概述具有 CMOS 輸入隔離式 IGBT 閘極驅動器的三相逆變器的安全扭矩關閉 (STO) 子系統。STO 子系統採用雙通道架構 (1oo2)，硬體容錯範圍爲 1 (HFT=1)。實作時遵循去能脫扣概念。當雙 STO 輸入 (STO_1 和 STO_2) 變低電位作動時，六個隔離 IGBT 柵極驅動器的一次和二次側對應電源供電將透過負載開關切斷。如此可消除控制馬達並為馬達通電的可能性。STO 參考設計 (1oo2) 已由 TÜV SÜD 進行評估，一般適用於 SIL 3 和 PL e/Cat。3.
支援產品和硬體

支援產品和硬體

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參考設計
TIDA-00366 — 具有電流、電壓和溫度保護功能的強化型隔離式三相逆變器參考設計 TIDA-01415 — 100W、高解析度、16 位元色彩可調、0.15% 可調光 RGBW LED 照明燈具參考設計 TIDA-01599 — TÜV SÜD 評估工業驅動器的安全扭矩關閉 (STO) 參考設計 (IEC 61800-5-2) TIDA-01600 — 適用於伺服驅動器與機器人的智慧型煞車控制與診斷參考設計 TIDA-01621 — 具有電流調節且適用於伺服驅動與機器人的智慧型保持煞車控制器參考設計
有庫存
限制：
TI.com 上缺貨
TI.com 無法提供

LAUNCHXL-F28027 — C2000 Piccolo LaunchPad

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參考設計
TIDA-00366 — 具有電流、電壓和溫度保護功能的強化型隔離式三相逆變器參考設計 TIDA-01415 — 100W、高解析度、16 位元色彩可調、0.15% 可調光 RGBW LED 照明燈具參考設計 TIDA-01599 — TÜV SÜD 評估工業驅動器的安全扭矩關閉 (STO) 參考設計 (IEC 61800-5-2) TIDA-01600 — 適用於伺服驅動器與機器人的智慧型煞車控制與診斷參考設計 TIDA-01621 — 具有電流調節且適用於伺服驅動與機器人的智慧型保持煞車控制器參考設計
適用 TI 的評估品項標準條款與條件。

設計工具與模擬

模擬型號

TIDM042 — TIDA-01599 Simulation Files

支援產品和硬體

支援產品和硬體

硬體開發
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發行日期: 2018/8/28
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技術文件

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* 設計指南 TUEV-Assessed STO Reference Design for Industrial Drives (IEC 61800-5-2) (Rev. B) PDF | HTML 2022/11/11
功能安全資訊 FMEA STO Concept TIDA-01599 2022/5/17
功能安全資訊 Overview STO Concept TIDA-01599 PDF | HTML 2022/4/19
功能安全資訊 STO Concept TUEV Report TF97657T Rev.1.1 2022/2/24
功能安全資訊 Design Smaller Safe Torque Off (STO) Systems Using 3-Phase Smart Gate Drivers PDF | HTML 2021/3/4
電子書 E-book: An engineer’s guide to industrial robot designs 2020/2/12

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