TIDA-010936

适用于集成电机驱动器的 48V/16A 小型三相 GaN 逆变器参考设计

TIDA-010936

设计文件

概述

此参考设计展示了采用三个具有集成式 GaN FET、驱动器和自举二极管的 100V、35A GaN 半桥 LMG2100R044 的高功率密度 12V 至 60V 三相功率级,专门用于电机集成式伺服驱动器和机器人应用。  
通过使用 IN241A 电流检测放大器,实现了精确的相电流检测;同时测量了直流链路电压和相电压,从而能够验证诸如 InstaSPIN-FOC™ 等先进的无传感器设计。该设计提供与 TI BoosterPack 兼容的 3.3V I/O 接口,用于连接 C2000™ MCU LaunchPad™ 开发套件或 Sitara™ 微控制器,以便快速轻松地评估我们的 GaN 技术。

特性
  • 在 40kHz PWM 下可实现高效率(峰值为 99.3%),支持在环境温度为 25°C、连续电流高达 16Arms 且无需安装散热器的情况下稳定运行         
  • 小型 GaN 半桥功率级可实现高功率密度并简化 PCB 布局
  • GaN 半桥支持在更高的 PWM 频率下运行,有助于降低直流总线电容器高度,同时使用陶瓷电容器替代电解电容器
  • 零反向恢复损耗可减少开关节点振荡         
  • 16.6ns 的低死区时间更大限度地减少相电压失真 使用 1mΩ 分流器和具有高 PWM 抑制功能的电流检测放大器,对 ±33A 范围内的相电流进行精密检测 
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我们开发的全面组装电路板仅用于测试和性能验证,不可用于销售。

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设计文件

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参考设计概述和经过验证的性能测试数据

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设计布局和元件的详细原理图

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设计元件、引用标识符和制造商/器件型号的完整列表

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元件放置方式设计布局的详细原理图

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IC 元件的 3D 模型和 2D 图纸使用的文件

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在设计中包括 TI 米6体育平台手机版_好二三四和可能的替代米6体育平台手机版_好二三四。

AC/DC 和 DC/DC 转换器(集成 FET)

LMR38010具有 40µA IQ 的 SIMPLE SWITCHER® 80V、1.0A、2.2MHz 降压转换器

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串联电压基准

REF3333采用 3 引脚 SC70 和 8 引脚 UQFN 封装的 3.3V、30ppm/°C 温漂、3.9µA、3 引脚 SOT-23 电压基准

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固定方向电压转换器

TXU0304四通道固定多向电平转换器

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模拟电流检测放大器

INA241A具有增强型 PWM 抑制功能的 -5V 至 110V、双向、超精密电流检测放大器

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模拟电流检测放大器

INA310A具有比较器的 -4V 至 110V、1.3MHz 超高精度电流检测放大器

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氮化镓 (GaN) 功率级

LMG2100R044具有集成驱动器和保护功能的 100V 4.4mΩ 半桥 GaN FET

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热敏电阻

TMP61采用 0402、0603/0805 和通孔封装的 1%、10kΩ 线性热敏电阻

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电源模块(集成电感器)

TPSM82821具有集成电感器、采用 2 x 2.5 x 1.1mm μSIP 封装的 5.5V 输入、1A 降压模块

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类型 标题 下载最新的英文版本 日期
设计指南 适用于电机集成式驱动器的 48V、850W 小型三相 GaN 逆变器 参考设计 PDF | HTML 英语版 PDF | HTML 2024年 2月 23日

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