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设计与开发
参考设计

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

设计文件

TIDA-00909

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概述

低压、高速驱动器和/或低电感无刷电机需要 40kHz 至 100kHz 范围内的更高逆变器开关频率，以最大限度降低电机损耗和转矩纹波。TIDA-00909 参考设计通过采用由三个 80V/10A 半桥 GaN 电源模块 LMG5200 构成的三相逆变器，并结合基于分流器的相电流检测，实现了这一目标。氮化镓 (GaN) 晶体管的开关速度比硅 FET 快得多，并且将 GaN FET 和驱动器集成在同一封装中可以减少寄生电感、优化开关性能并降低损耗，从而减小或省去散热器。TIDA-00909 具有与 TI BoosterPack 兼容的接口，可以连接到 C2000 MCU LaunchPad™ 开发套件，以便轻松评估性能。

特性
  • 具有 12V 至 60V 宽输入电压范围和 7Arms/10A 峰值输出电流的三相 GaN 逆变器已通过高达 100kHz PWM 的测试。
  • GaN 功率级的开关损耗大幅降低，支持高 PWM 开关频率，在 100kHz PWM 下，峰值效率可达 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，实现小于 2ns 的上升/下降时间。
  • 极低的开关节点电压过冲与下冲，配合仅 12.5ns 的死区时间，可最大限度降低相电压振铃，同时减少相电压失真和 EMI。
  • 基于分流器的精密相电流检测，精度高达 0.1%。
  • 兼容 TI BoosterPack 的接口具有 3.3V I/O，便于使用 C2000 MCU LaunchPad™ 开发套件进行性能评估。
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设计文件和产品

设计文件

下载现成的系统文件，加快您的设计过程。

download 设计指南 — TIDA-00909
TIDUCE7B.PDF (8383 KB)

参考设计概述和经过验证的性能测试数据

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TIDROK4.PDF (554 KB)

元件放置方式设计布局的详细原理图

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TIDROK3.PDF (72 KB)

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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IC 元件的 3D 模型和 2D 图纸使用的文件

download Gerber file — TIDA-00909
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包含设计 PCB 物理板层信息的设计文件

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TIDROK5.PDF (2814 KB)

用于生成 PCB 设计布局的 PCB 层图文件

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设计布局和元件的详细原理图

产品

在设计中包括 TI 产品和可能的替代产品。

线性和低压降 (LDO) 稳压器

LP38691 — 500mA、10V、低压降稳压器

数据表: PDF | HTML
氮化镓 (GaN) 功率级

LMG5200 — 80V GaN 半桥功率级

数据表: PDF | HTML
DC/DC converters

LM5018 — 7.5-100V 宽输入电压，300mA 恒定导通时间同步降压稳压器

数据表: PDF
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、超精密电流感测放大器

数据表: PDF | HTML
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
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
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

开始开发

硬件开发

评估板

LAUNCHXL-F28069M — 启用了 InstaSPIN-MOTION（和 InstaSPIN-FO）的 C2000 Piccolo LaunchPad

低压、高速驱动器和/或低电感无刷电机需要 40kHz 至 100kHz 范围内的更高逆变器开关频率，以最大限度降低电机损耗和转矩纹波。TIDA-00909 参考设计通过采用由三个 80V/10A 半桥 GaN 电源模块 LMG5200 构成的三相逆变器，并结合基于分流器的相电流检测，实现了这一目标。氮化镓 (GaN) 晶体管的开关速度比硅 FET 快得多，并且将 GaN FET 和驱动器集成在同一封装中可以减少寄生电感、优化开关性能并降低损耗，从而减小或省去散热器。TIDA-00909 具有与 TI BoosterPack 兼容的接口，可以连接到 C2000 MCU LaunchPad™ (...)
支持的产品和硬件

支持的产品和硬件

硬件开发
参考设计
TIDA-00202 — HIPERFACE 位置编码器接口参考设计 TIDA-00210 — 用于双极步进驱动器的 75V/10A 受保护的全桥功率级参考设计 TIDA-00365 — 适用于有刷直流驱动器的 75V/10A 受保护的全桥功率级参考设计 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-00913 — 具有基于分流电阻的直列电机相电流检测功能的 48V 三相逆变器参考设计 TIDA-00916 — 用于无人机 ESC 的无传感器高速 FOC 参考设计 TIDA-01527 — 采用 C2000™ 微控制器且精度为 ±0.1° 的分立式旋转变压器前端参考设计 TIDA-01636 — 电源轨噪声分析仪参考设计
有库存
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软件开发

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