ZHCUBT0 February   2024

 

  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 设计注意事项
    3. 2.3 主要米6体育平台手机版_好二三四
      1. 2.3.1 LMG2100
      2. 2.3.2 INA241A
      3. 2.3.3 LMR38010
  9. 3系统设计原理
    1. 3.1 三相 GaN 逆变器功率级
      1. 3.1.1 ‌LMG2100 GaN 半桥功率级
    2. 3.2 使用 INA241A 的内嵌式分流器精密相电流检测
    3. 3.3 相电压和直流输入电压检测
    4. 3.4 功率级 PCB 温度监测
    5. 3.5 电源管理
      1. 3.5.1 48V 至 5V 直流/直流转换器
      2. 3.5.2 5V 至 3.3V 电源轨
    6. 3.6 用于连接主机 MCU 的接口
  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 TIDA-010936 PCB 概览
      2. 4.1.2 TIDA-010936 跳线设置
      3. 4.1.3 用于连接 C2000™ MCU LaunchPad™ 开发套件的接口
    2. 4.2 软件要求
    3. 4.3 测试设置
    4. 4.4 测试结果
      1. 4.4.1 电源管理和系统上电和断电
    5. 4.5 GaN 逆变器半桥模块开关节点电压
      1. 4.5.1 直流总线电压为 48V 时的开关节点电压瞬态响应
        1. 4.5.1.1 输出电流为 ±1A
        2. 4.5.1.2 输出电流为 ±10A
      2. 4.5.2 PWM 频率对直流总线电压纹波的影响
      3. 4.5.3 效率测量
      4. 4.5.4 热分析
      5. 4.5.5 无负载损耗测试(COSS 损耗)
  11. 5设计和文档支持
    1. 5.1 设计文件 [必填主题]
      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 光绘文件
      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
  13. 7致谢

48V 至 5V 直流/直流转换器

该直流/直流降压转换器专为 12V 至 60V 的输入电压范围而设计,具有至少 80V 的输入电压能力。输出电压设置为 5V。直流/直流降压转换器反馈电路旨在实现最小的输出电压纹波和至少 1A 的输出电流。

电源完全是使用 WEBENCH® 电路设计和选择仿真服务设计的,使用以下参数规格:

表 3-1 参数规格
参数典型值最小值、最大值
直流链路电压48V10V、80V
输出电压5V±5%
输出电压纹波< 50mVPP尽可能低
输出电流500mA1A
温度范围–40°C 至 85°C (125°C)

基于这些参数,选择了 LMR38010 器件来满足设计规格。图 3-7 显示了 WEBENCH 建议。


GUID-20240220-SS0I-L6D6-FZGW-Q2R9K3WF81NZ-low.svg

图 3-7 LMR38010 WEBENCH 仿真电路

为了尽可能减小尺寸,开关频率设置为 617kHz (Rt = 42.2kHz),因此仅需 22μH 电感器。图 3-8 中显示了 43.5V 输入的电压纹波。当电流 >0.1A 时,输出纹波小于 15mV。


GUID-20240221-SS0I-N3TN-4CZX-RSJZHJCKZ23S-low.png

图 3-8 5V 输出电压纹波

基于这一仿真情况,对此设计进行了一些小改动以完善最终原理图。添加一个与 R71 并联的可选电阻 R68,即可保持 LDO 5.5V 输出的灵活性,从而生成较低的 5V 纹波。5.5V 电压也可以通过 J7 从外部输入。


GUID-20240220-SS0I-Z9CP-M6WD-VS25NR7ZT8HC-low.svg

图 3-9 48V 至 5V 直流/直流降压转换器