TIDA-00909

适用于高速驱动应用的 48V/10A 高频 PWM 三相 GaN 逆变器参考设计

TIDA-00909

设计文件

概述

低电压高速驱动器和/或低电感无刷电机需要 40kHz 到 100kHz 范围内的更高逆变器开关频率,从而最大限度减少电机中的损失和扭矩波动。TIDA-00909 参考设计通过使用具有三个 80V/10A 半桥 GaN 电源模块 LMG5200 的三相逆变器来实现这一点,并使用基于分流器的相电流感应。氮化镓 (GaN) 晶体管的开关速度比硅 FET 快得多,而将 GaN FET 和驱动器集成在同一封装内可减少寄生电感并优化开关性能,由此可降低损耗,进而可缩小甚至消除散热器。TIDA-00909 提供 TI BoosterPack 兼容型接口来连接到 C2000 MCU LaunchPad™ 开发套件,从而便于评估性能。

特性
  • 三相 GaN 逆变器具有 12V 到 60V 的宽输入电压范围以及 7Arms/10Apeak 输出电流,通过高达 100kHz PWM 的测试。
  • GaN 功率级极大降低了开关损耗,因此接受高 PWM 开关频率,在 100kHz PWM 下,峰值效率高达 98.5%
  • LMG5200 GaN 半桥功率级可简化 PCB 布局,并减少寄生电感,从而优化开关性能,上升/下降时间不到 2ns。
  • 具有极低 12.5ns 死区的极低开关节点过冲和下冲可最大限度减小相电压振铃,并减少相电压失真和 EMI。
  • 基于分流器的精密相电流感应具有高精度 (0.1%)。
  • TI BoosterPack 兼容型接口具有 3.3V I/O,从而便于使用 C2000 MCU LaunchPad™ 开发套件进行性能评估。
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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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AC/DC 和 DC/DC 转换器(集成 FET)

LM50187.5V-100V 宽输入电压,300mA 恒定导通时间同步降压稳压器

数据表: PDF
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

数据表: PDF | HTML
方向控制型电压转换器

SN74AVC8T245具有可配置电压转换和三态输出的 8 位双电源总线收发器

数据表: PDF | HTML
模拟电流检测放大器

INA240具有增强的 PWM 抑制能力的 -4V 至 80V、双向、超精密电流检测放大器

数据表: PDF | HTML
氮化镓 (GaN) 功率级

LMG520080V GaN 半桥功率级

数据表: PDF | HTML
温度开关

TMP302-Q1汽车类、引脚可选跳变点、1.4V 温度开关系列

数据表: PDF | HTML
线性和低压降 (LDO) 稳压器

LP38691500mA、10V、低压降稳压器

数据表: PDF | HTML

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类型 标题 下载最新的英文版本 日期
* 设计指南 48V/10A High-Frequency PWM, 3-Phase GaN Inverter Reference Design for HS Motors (Rev. B) 2017年 4月 3日
技术文章 Five benefits of enhanced PWM rejection for in-line motor control PDF | HTML 2016年 11月 8日
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