TIDA-00915

統合ドライブ向け、3 相、1.25kW、200VAC、小フォーム ファクタ、GaN インバータのリファレンス デザイン

TIDA-00915

設計ファイル

概要

このリファレンス デザインは、200V AC サーボ モーター駆動用の 3 相インバータで、周囲温度 50℃ 時に 1.25kW の連続電力定格、周囲温度 85 時に 550W です。このリファレンス デザインは、放熱効率を高めるために内蔵 FET とゲート ドライバを 1.95mm の絶縁金属基板 (IMS) ボードに取り付けた LMG3411R150 600V 窒化ガリウム (GaN) パワー モジュールを採用しています。絶縁回路と制御回路を個別の FR-4 基板に実装しており、ヒートシンク、制御段、絶縁段、電力段を含めたリファレンス デザインの寸法は 80mm × 46mm × 37mm です。この極小フォーム ファクタは、自然対流ファンレス冷却と相まって、ドライブとモータの統合を容易にし、ロボットや CNC 工作機械などの 6 軸モータ アプリケーションに必要なキャビネット スペースを最大 50% 低減し、ケーブル長を最大 90m 短縮します。

特長
  • 600V、6A の LMG3411R150 GaN を使用すると、周囲温度 50℃時に最大 1.25kW を供給し 150W/立方インチ (9.15W/in3) の電力密度を達成できるほか、周囲温度 85℃時に最大 550W を供給できます。
  • 超小型フォーム ファクタを、ファンレスの自然対流冷却という特性と組み合わせた結果、ドライブの統合を通じて、モーターの設置面積と配線コストの節減に貢献できます。
  • 5ns 未満の非常に高速なスイッチング遷移時間と、スイッチ ノード電圧リンギングの最小化により、EMI が減少
  • 高効率の電力段 (PWM が 32kHz 時に 99% 超過のピーク効率) により、ヒートシンクのサイズが小型化されます
  • ゲートの低電圧、デバイスの過電流、過熱から保護
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設計ファイルと製品

設計ファイル

すぐに使用できるシステム ファイルをダウンロードすると、設計プロセスを迅速化できます。

JAJU269A.null (null KB)

リファレンス デザインの概要と検証済みの性能テスト データ

TIDRQU5A.ZIP (320 KB)

コンポーネントの配置を明示する詳細な設計レイアウト

TIDRQU4A.ZIP (125 KB)

設計に使用したコンポーネント、参照指定子、メーカー名や型番などを記入した詳細なリスト

TIDRQU7A.ZIP (2682 KB)

IC コンポーネントの 3D モデルまたは 2D 図面に使用するファイル

TIDCDE8A.ZIP (1499 KB)

PCB 設計の基板層に関する情報を記載した設計ファイル

TIDRQU6A.ZIP (1663 KB)

PCB 設計レイアウトを生成するための PCB 基板層のプロット ファイル

TIDRQU3A.ZIP (695 KB)

設計レイアウトとコンポーネントを示した詳細な回路図

製品

設計や代替製品候補に TI 製品を含めます。

AND ゲート

SN74AHC1G081 チャネル、2 入力、2V ~ 5.5V、高速 (9ns)、AND ゲート

データシート: PDF | HTML
デジタル アイソレータ

ISO7721信頼性の高い EMC 特性、デュアル チャネル、1/1、強化絶縁型デジタル アイソレータ

データシート: PDF | HTML
シャント電圧リファレンス

TL431調整可能な高精度シャント レギュレータ

データシート: PDF | HTML
リニア レギュレータと低ドロップアウト (LDO) レギュレータ

TLV1117800mA、15V、リニア電圧レギュレータ

データシート: PDF | HTML
窒化ガリウム (GaN) 電力段

LMG3411R150ドライバとサイクルごとの過電流保護機能内蔵、600V、150mΩ GaN

データシート: PDF | HTML
AND ゲート

SN74LVC1G111 チャネル、3 入力、1.65V ~ 5.5V、32mA のドライブ能力、AND ゲート

データシート: PDF | HTML

開発の開始

ハードウェア開発

ドーター・カード

TMDSCNCD280049C — F280049C evaluation module for C2000™ MCU controlCARD™

このリファレンス デザインは、200V AC サーボ モーター駆動用の 3 相インバータで、周囲温度 50℃ 時に 1.25kW の連続電力定格、周囲温度 85 時に 550W です。このリファレンス デザインは、放熱効率を高めるために内蔵 FET とゲート ドライバを 1.95mm の絶縁金属基板 (IMS) ボードに取り付けた LMG3411R150 600V 窒化ガリウム (GaN) パワー モジュールを採用しています。絶縁回路と制御回路を個別の FR-4 基板に実装しており、ヒートシンク、制御段、絶縁段、電力段を含めたリファレンス デザインの寸法は 80mm × 46mm × (...)
EVMユーザー ガイド: PDF | HTML
サポート対象の製品とハードウェア

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ハードウェア開発
リファレンス・デザイン
PMP21495 6.6kW、双方向、デュアル アクティブ ブリッジ CLLLC 共振コンバータのリファレンス デザイン PMP21999 PCB 巻線トランスフォーマを使用する 6.6kW、双方向 CLLLC 共振コンバータのリファレンス デザイン PMP23126 アクティブ クランプ搭載、270W/立方インチ (16.48W/立方 cm) を上回る電力密度、3kW 位相シフト フルブリッジのリファレンス デザイン PMP23249 650V 30mΩ の GaN FET 向けドーター カードのリファレンス デザイン PMP41006 C2000™ と GaN 採用、CCM トーテムポール PFC と電流モード LLC を使用した 1kW のリファレンス デザイン PMP41043 C2000 と GaN 採用、CCM トーテムポール PFC と電流モード LLC を使用した 1.6kW のリファレンス デザイン TIDA-00915 統合ドライブ向け、3 相、1.25kW、200VAC、小フォーム ファクタ、GaN インバータのリファレンス デザイン TIDA-010059 ホール エフェクト電流センサを使用した、230VAC モーター ドライブ向けの相電流センスのリファレンス デザイン TIDA-010062 LFU 対応、1kW、80+ Titanium、GaN CCM トーテム ポール ブリッジレス PFC およびハーフ ブリッジ LLC のリファレンス デザイン TIDA-010086 デジタル制御によるコスト最適化された10Aバッテリの形成とテスト リファレンス デザイン TIDA-010203 C2000 と GaN を使用する 4kW 単相トーテムポール PFC のリファレンス デザイン TIDA-010210 GaN ベース、11kW、双方向、3 相 ANPC (アクティブ中性点クランプ型) のリファレンス デザイン TIDA-010231 光起電力アプリケーション内のアーク検出向けアナログ フロント エンドのリファレンス デザイン TIDM-02000 C2000™リアルタイムMCUを使用したピーク電流モード制御位相シフト フルブリッジ リファレンス デザイン TIDM-02002 HEV/EV のオンボード チャージャ向け、双方向 CLLLC 共振デュアル アクティブ ブリッジ(DAB)のリファレンス デザイン TIDM-02008 C2000 ™ マイコンを使用した双方向高密度 GaN CCM トーテムポール PFC TIDM-1007 高効率 GaN CCM トーテムポール ブリッジレス力率補正 (PFC) のリファレンス デザイン TIDM-1022 バレー スイッチング、昇圧、力率補正 (PFC) のリファレンス デザイン
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技術資料

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* 設計ガイド 3相、1.25 kW、200 VAC、小型フォームファクタ、GaNインバーターのリファレンスデザイン (Rev. A 翻訳版) 英語版 (Rev.A) 2020/01/29
アプリケーション・ノート Designing With the Improved TL431LI (Rev. A) 2019/06/28
アプリケーション・ノート Thermal Comparison of FR-4 and Insulated Metal Substrate PCB for GaN Inverter 2019/06/24
アプリケーション・ノート High Voltage Half Bridge Design Guide for LMG3410 Smart GaN FET (Rev. A) 2018/11/10
技術記事 GaN reliability standards reach milestone PDF | HTML 2017/09/18
ホワイト・ペーパー GaN power module performance advantage in DC/DC converters 2015/03/02

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