TIDA-00915

适用于集成型驱动器的三相、1.25kW、200V 交流小型 GaN 逆变器参考设计

TIDA-00915

设计文件

概述

此参考设计是一个三相逆变器,其在环境温度为 50°C 时连续额定功率为 1.25kW,在 85°C 时为 550W,用于驱动 200V 交流伺服电机。此设计具有 600V LMG3411R150 氮化镓 (GaN) 功率模块,并将一个集成式 FET 和栅极驱动器安装在 1.95mm 绝缘金属基板 (IMS) 上,以实现高效的热耗散。隔离和控制电路安装在单独的 FR-4 板上 - 设计尺寸为 80mm × 46mm × 37mm,包括散热器、控制电路、隔离电路和功率级。这种超小的外形尺寸,再加上无需风扇仅靠自然对流的冷却能力,使得该驱动器能够轻松地与电机集成。在包括机器人、数控机床等的 6 轴电机应用中,可将所需的机柜空间减少高达 50%,将电缆长度缩短多达 90 米。

特性
  • 600V、6A LMG3411R150 GaN 能够实现 150W/in3 的功率密度,在 50°C 环境条件下功率高达 1.25kW,在 85°C 环境条件下功率高达 550W
  • 兼具超小外形尺寸和无需风扇的自然对流冷却能力,能轻松将驱动器与电机集成,从而节省地面空间和布线成本
  • 开关转换非常快 (< 5ns) 且开关节点电压振铃非常小,从而降低 EMI
  • 高效功率级(在 32kHz PWM 下峰值效率 >99%)可减小散热器尺寸
  • 提供栅极欠压、器件过流和过热保护
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设计文件和产品

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

TIDRQU5A.ZIP (320 KB)

元件放置方式设计布局的详细原理图

TIDRQU4A.ZIP (125 KB)

设计元件、引用标识符和制造商/器件型号的完整列表

TIDRQU7A.ZIP (2682 KB)

IC 元件的 3D 模型和 2D 图纸使用的文件

TIDCDE8A.ZIP (1499 KB)

包含设计 PCB 物理板层信息的设计文件

TIDRQU6A.ZIP (1663 KB)

用于生成 PCB 设计布局的 PCB 层图文件

TIDRQU3A.ZIP (695 KB)

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。

与门

SN74AHC1G08单通道、2 输入、2V 至 5.5V 高速 (9ns) 与门

数据表: PDF | HTML
数字隔离器

ISO7721EMC 性能优异的双通道、1/1、增强型数字隔离器

数据表: PDF | HTML
并联电压基准

TL431可调节精密并联稳压器

数据表: PDF | HTML
线性和低压降 (LDO) 稳压器

TLV1117800mA 15V 线性稳压器

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氮化镓 (GaN) 功率级

LMG3411R150具有集成驱动器和逐周期过流保护功能的 600V 150mΩ GaN

数据表: PDF | HTML
与门

SN74LVC1G11单通道、3 输入、1.65V 至 5.5V、32mA 驱动强度与门

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开始开发

硬件开发

子卡

TMDSCNCD280049C — F280049C evaluation module for C2000™ MCU controlCARD™

此参考设计是一个三相逆变器,其在环境温度为 50°C 时连续额定功率为 1.25kW,在 85°C 时为 550W,用于驱动 200V 交流伺服电机。此设计具有 600V LMG3411R150 氮化镓 (GaN) 功率模块,并将一个集成式 FET 和栅极驱动器安装在 1.95mm 绝缘金属基板 (IMS) 上,以实现高效的热耗散。隔离和控制电路安装在单独的 FR-4 板上 - 设计尺寸为 80mm × 46mm × 37mm,包括散热器、控制电路、隔离电路和功率级。这种超小的外形尺寸,再加上无需风扇仅靠自然对流的冷却能力,使得该驱动器能够轻松地与电机集成。在包括机器人、数控机床等的 6 (...)
EVM用户指南: PDF | HTML
支持的产品和硬件

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PMP21495 6.6kW、双向、双有源电桥 CLLLC 谐振转换器参考设计 PMP21999 具有 PCB 绕组变压器的 6.6kW、双向 CLLLC 谐振转换器参考设计 PMP23126 具有有源钳位、功率密度大于 270W/in3 的 3kW 相移全桥参考设计 PMP23249 650V 30mΩ GaN FET 子卡参考设计 PMP41006 由 C2000™ 和 GaN 实现 CCM 图腾柱 PFC 和电流模式 LLC 的 1kW 参考设计 PMP41043 由 C2000 和 GaN 实现 CCM 图腾柱 PFC 和电流模式 LLC 的 1.6kW 参考设计 TIDA-00915 适用于集成型驱动器的三相、1.25kW、200V 交流小型 GaN 逆变器参考设计 TIDA-010059 使用霍尔效应电流传感器、适用于 230VAC 电机驱动器的同相电流感应参考设计 TIDA-010062 1kW、80+ titanium、GaN CCM 图腾柱无桥 PFC 和半桥 LLC(具有 LFU)参考设计 TIDA-010086 数字控制成本优化型 10A 电池化成和测试参考设计 TIDA-010203 采用 C2000 和 GaN 的 4kW 单相图腾柱 PFC 参考设计 TIDA-010210 基于 GaN 的 11kW 双向三相 ANPC 参考设计 TIDA-010231 适用于光伏应用电弧检测的模拟前端参考设计 TIDM-02000 使用 C2000™ 实时 MCU 的峰值电流模式控制相移全桥参考设计 TIDM-02002 针对 HEV/EV 车载充电器的双向 CLLLC 谐振、双有源电桥 (DAB) 参考设计 TIDM-02008 采用 C2000™ MCU 的双向高密度 GaN CCM 图腾柱 PFC TIDM-1007 高效率 GaN CCM 图腾柱无桥功率因数校正 (PFC) 参考设计 TIDM-1022 谷底开关升压功率因数校正 (PFC) 参考设计
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* 设计指南 适用于集成型驱动器的三相、1.25kW、200V 交流小型 GaN 逆变器参考设计 (Rev. A) 英语版 (Rev.A) 2019-10-28
应用手册 Designing With the Improved TL431LI (Rev. A) 2019-6-28
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