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

热分析

本设计的热分析是在 27°C 实验室温度、48V 直流输入、40kHz 频率以及驱动大功率电机的条件下完成的。此测试未使用散热器或风扇。


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图 4-24 TIDA-010936 在 15.6ARMS、40kHz PWM 下的热像图

由于 LMG2100 将裸片暴露在顶部,因此 LMG2100 的管壳温度非常接近裸片温度。建议结温最高为 125°C。在此测试中,GaN 器件在 15.6ARMS 相电流下达到了 117°C。


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图 4-25 TIDA-010936 在 10ARMS、40kHz、60kHz 和 80kHz PWM 下的热像图

在 60kHz PWM 和 10ARMS 输出电流下,全部三相 GaN 均具有 60°C 的管壳温度。在 40kHz 和 80kHz 以及 10A 输出电流下,管壳温度几乎没有的差异。