TIDM-02012 是一款高压 5kW 参考设计，专为由中等性能 C2000™ F28003x 实时 MCU 控制的混合动力汽车 (HEV) 和电动汽车 (EV) eCompressor 应用而构建。此参考设计旨在使用 400V 和 800V 直流总线进行评估，适应电池电压更高的市场趋势。基于 controlCARD 的设计使用户能够评估多个 MCU 选项，还可进行扩展以支持 C2000™ 米6体育平台手机版_好二三四系列中的其他器件（包括未来根据路线图开发的器件），从而满足不断增长的网络安全、功能安全和其他汽车市场需求。

• 无传感器 FOC 使用在成本优化型 C2000 实时微控制器上运行的 InstaSPIN FAST 观测器。
• 此参考设计提供的硬件和软件已经过测试，而且可随时使用，有助于加快开发，从而缩短米6体育平台手机版_好二三四上市时间。
• 增量软件构建可分步验证不同的软件模块，还可验证支持弱磁控制、MTPA、过调制和振动补偿的可选软件功能。
• 宽速度范围运行，从 5Hz 开始。
• 支持 CAN FD 和 LIN 接口，使用片上比较器实现电机过流保护。

• 汽车 HVAC 压缩机

数十年来，内燃机（ICE）一直在为汽车以及加热和冷却系统提供动力。随着汽车行业电气化并过渡到具有小型内燃机的混合动力汽车 (HEV) 或完全没有发动机的纯电动汽车 (EV)，暖通空调 (HVAC) 系统将使用 PMSM 电机从高压电源驱动 eCompressor。eCompressor 可用于支持冷却（空调）、加热（热泵），并进行动力总成中其他系统（如电池包和牵引驱动器）的热管理。

如今，HEV/EV 中的 eCompressor 必须满足不断增加的需求，包括低成本、更小尺寸、更少振动和噪声、更高功率级别和更高能效。此参考设计演示了如何在不使用位置传感器的情况下使用磁场定向控制 (FOC) 来控制 eCompressor 电机。整个系统可帮助用户减少物料清单中关键组件的数量，提高效率，减少振动和噪声，并节省开发时间。此参考设计基于 TMS320F28003x 实时控制器系列，可扩展为基于 controlCARD 外形的米6体育平台手机版_好二三四系列中的未来 MCU。

支持包括 CAN FD 和 LIN 在内的汽车通用通信接口，以简化客户评估过程。支持多分流器和单分流器电流检测模式，以供具有不同设计目标的客户使用此设计进行评估。选择隔离式栅极驱动器以支持 400V 和 800V 直流总线电压，因为行业趋势是朝着更高的电压电平发展。

图 2-1 所示为该参考设计的方框图，并突出显示了主要 TI 元件。

此设计使用中等性能 C2000™ F28003x 实时 MCU 驱动 HEV 和 EV eCompressor。具有高抗噪性能的电流和电压检测流程对于精确的电机驱动而言是必不可少的。以下部分详细介绍了该设计中使用的检测和驱动电路。硬件设计文件位于 TIDM-02012。

本参考设计采用了以下重点米6体育平台手机版_好二三四。以下各节介绍为该参考设计选择器件时应考虑的主要特性。如需了解有关重点器件的更多详细信息，请参阅其各自的米6体育平台手机版_好二三四数据表。

TMS320F28003x 是 C2000 实时微控制器系列中的一款器件，该系列可扩展、超低延迟器件旨在提高电力电子设备的效率，包括但不限于：高功率密度、高开关频率，并支持使用 GaN 和 SiC 技术。使用 C2000™ 实时微控制器的基本开发指南 应用手册基于 TI 的 32 位 C28x DSP 内核，可针对从片上闪存或 SRAM 运行的浮点或定点代码提供 120MHz 的信号处理性能。浮点单元 (FPU)、三角函数加速器 (TMU) 和 VCRC（循环冗余校验）扩展指令集进一步增强了 C28x CPU 的性能，从而加快了实时控制系统关键常用算法的速度。CLA 是一款与 C28x CPU 并行执行的独立 32 位浮点数学加速器，支持分担大量常见任务。

F28003x 支持高达 384KB (192KW) 的闪存，这些闪存分为三个 128KB (64KW) 存储体，支持并行编程和执行。高达 69KB (34.5KW) 的片上 SRAM 也可用于补充闪存。

高性能模拟模块集成在 F28003x 实时微控制器 (MCU) 上，并与处理单元和 PWM 单元紧密耦合，以提供更好的实时信号链性能。16 个 PWM 通道均支持与频率无关的分辨率模式，可控制从三相逆变器到功率因数校正和高级多级电源拓扑的各种功率级。

UCC21530-Q1 是一款隔离式双通道栅极驱动器，具有 4A 峰值拉电流和 6A 峰值灌电流。该栅极驱动器的设计可驱动高达 5MHz 的 IGBT、Si MOSFET 和 SiC MOSFET，具有出色的传播延迟和脉宽失真。

输入侧通过 5.7kV_RMS 增强型隔离层与两个输出驱动器隔离，其共模瞬态抗扰度 (CMTI)至少为 100V/ns 。两个次级侧驱动器之间的内部功能隔离支持高达 1850V 的工作电压。

该驱动器可配置为两个低侧驱动器、两个高侧驱动器或一个死区时间 (DT) 可编程的半桥驱动器。EN 引脚拉至低电平时会同时关闭两个输出，悬空或拉高时可使器件恢复正常运行。作为一种失效防护机制，初级侧逻辑故障会强制两个输出为低电平。

OPA607-Q1 器件是一款解补偿通用 CMOS 运算放大器，最小稳定增益为 6V/V，具有 3.8nV/√Hz 的低噪声和 50MHz 的 GBW。OPAx607-Q1 器件具有低电压温漂 (dVOS/dT) 和高带宽特性，因此非常适合低成本通用应用，如低侧电流检测和 TIA（跨阻放大器）。高阻抗 CMOS 输入使得 OPAx607-Q1 放大器非常适合连接具有高输出阻抗的传感器（例如压电式传感器）。

LM25184-Q1 是一款初级侧调节 (PSR) 反激式转换器，在 4.5V 至 42V 的宽输入电压范围内具有高效率，可通过初级侧反激式电压对隔离输出电压采样。高集成度可实现简单可靠的高密度设计，其中只有一个元件穿过隔离层。通过采用边界导电模式 (BCM) 开关，可实现紧凑的磁解决方案以及优于 ±1.5% 的负载和线路调节性能。集成的 65V 功率 MOSFET 能够提供高达 15W 的输出功率并提高应对线路瞬变的余量。

LM25184-Q1 简化了隔离式直流/直流电源的实现，且可通过可选功能优化目标终端设备的性能。该器件通过一个电阻器来设置输出电压，同时使用可选的电阻器通过抵消反激式二极管的压降热系数来提高输出电压精度。其他功能包括内部固定或外部可编程软启动、用于可调节线路 UVLO 的精密使能输入（带迟滞功能）、间断模式过载保护和带自动恢复功能的热关断保护。

TCAN1044A-Q1 是一款高速控制器局域网 (CAN) 收发器，符合 ISO 11898-2:2016 高速 CAN 规范的物理层要求。此类收发器具有经过认证的电磁兼容性 (EMC)，是数据速率高达 5 兆位/秒 (Mbps) 的传统 CAN 和 CAN FD 网络的理想选择。这些器件可以在更简单的网络中实现高达 8Mbps 的运行速度。TCAN1044AV-Q1 包括通过 V_IO 引脚实现的内部逻辑电平转换功能，允许将收发器 I/O 直接连接到 1.8V、2.5V、3.3V 或 5V 逻辑电平。该收发器支持低功耗待机模式，并且可通过符合 ISO 11898-2:2016 所定义唤醒模式 (WUP) 的 CAN 来唤醒。