ZHCUBJ7 November   2023

 

  1.   1
  2.   说明
  3.   资源
  4.   特性
  5.   应用
  6.   6
  7. 1系统说明
    1. 1.1 主要系统规格
  8. 2系统概述
    1. 2.1 方框图
    2. 2.2 主要米6体育平台手机版_好二三四
      1. 2.2.1 LMG3422R030
      2. 2.2.2 ISO7741
      3. 2.2.3 AMC1306M05
      4. 2.2.4 AMC1035
      5. 2.2.5 TPSM560R6H
      6. 2.2.6 TPSM82903
  9. 3系统设计原理
    1. 3.1 电源开关
      1. 3.1.1 GaN-FET 选择标准
      2. 3.1.2 HVBUS 去耦和 12V 自举电源
      3. 3.1.3 GaN_FET 导通压摆率配置
      4. 3.1.4 PWM 输入滤波器和死区时间计算
      5. 3.1.5 信号电平转换
      6. 3.1.6 LMG3422R030 故障报告
      7. 3.1.7 LMG3422R030 温度监控
    2. 3.2 相电流检测
      1. 3.2.1 分流器
      2. 3.2.2 AMC1306M05 模拟输入滤波器
      3. 3.2.3 AMC1306M05 数字接口
      4. 3.2.4 AMC1306M05 电源
    3. 3.3 DC-Link (HV_BUS) 电压检测
    4. 3.4 相电压检测
    5. 3.5 控制电源
    6. 3.6 MCU 接口
  10. 4硬件、软件、测试要求和测试结果
    1. 4.1 硬件要求
      1. 4.1.1 PCB
      2. 4.1.2 MCU 接口
    2. 4.2 软件要求
    3. 4.3 测试设置
      1. 4.3.1 注意事项
      2. 4.3.2 测试程序
    4. 4.4 测试结果
      1. 4.4.1 24V 输入控制电源
      2. 4.4.2 相电压开关节点的传播延迟 PWM
      3. 4.4.3 320VDC 总线电压时的开关节点瞬态
      4. 4.4.4 320VDC 和 16kHz PWM 时的相电压线性度和失真
      5. 4.4.5 逆变器效率和热特性
        1. 4.4.5.1 效率测量
        2. 4.4.5.2 在无散热器的情况下,320VDC 和 16kHz PWM 时的散热分析和 SOA
  11. 5设计和文档支持
    1. 5.1 设计文件
      1. 5.1.1 原理图
      2. 5.1.2 BOM
      3. 5.1.3 PCB 布局建议
        1. 5.1.3.1 布局图
      4. 5.1.4 Altium 工程
      5. 5.1.5 Gerber 文件
      6. 5.1.6 装配图
    2. 5.2 工具与软件
    3. 5.3 文档支持
    4. 5.4 支持资源
    5. 5.5 商标
  12. 6作者简介

PWM 输入滤波器和死区时间计算

建议在 LMG3422R030 IN 引脚上添加一个输入低通滤波器,以帮助提高对瞬态开关噪声的抗扰度。此设计使用 3MHz 输入低通滤波器,其中顶部为 R10 (100Ω) 和 C10 (560pF),底部为 R20 和 C48。为了实现良好的传播延迟匹配,建议使用容差为 5% 或更佳的电容器。时间常数,尤其是电容,高于 LMG3422R030 数据表推荐的 100Ω 和 22pF,从而进一步提高了系统在超高开关电流下的瞬态噪声抗扰度。在测试期间根据系统需求进行调整。

本设计中导通和关断的有效传播延迟是 LMG3422R030 的 1.9V(典型值)正向输入阈值电压和 1V(典型值)负向输入阈值电压的函数。方程式 1方程式 2 显示了假设存在 5V CMOS 逻辑 PWM 信号时的有效信号延迟。

方程式 1. tD_IN(ON)=-ln1-VIN,IT+5 V×C10×R10=27 ns
方程式 2. tD_IN(OFF)=-lnVIN,IT-5V×C10×R10=90 ns

除了根据方程式 1方程式 2 确定的通过输入滤波器的 PWM 信号延迟外,LMG3422R030 还具有导通延迟和关断延迟,具体取决于配置的压摆率。在 30V/ns 压摆率配置下,LMG3422R030 的典型导通延迟约为 75ns,而关断延迟约为 44ns。因此,PWM 信号到开关节点电压的有效导通延迟约为 102ns,有效关断延迟约为 134ns。由于有效导通延迟比关断延迟短 32ns,因此在配置由 MCU 的 PWM 模块生成的互补 PWM 死区时间时,必须考虑到这一点。

在此设计中,TMS320F28379D MCU 配置为生成 150ns PWM 死区时间,从而产生约 120ns (118ns) 的典型有效死区时间。这提供了足够的裕度来处理总体有效导通和关断延迟的变化。

可以使用 C10 (100pF) 和 C48 (100pF) 来实现具有 10ns 时间常数的较小 PWM 滤波器,但未使用该设计进行测试。具有 10ns 时间常数的较小 PWM 滤波器会将传播延迟 tD_IN(ON) 降至约 4.7ns,并将 tD_IN(OFF) 降至约 16ns,从而进一步缩短有效死区时间。

GUID-20231101-SS0I-LK1T-WVB0-P4R40RWPRRJP-low.gif图 3-2 LMG3422R030 位于顶部和底部的半桥 V 相原理图