JAJU889 may   2023

 

  1.   1
  2.   概要
  3.   リソース
  4.   特長
  5.   アプリケーション
  6.   6
  7. 1システムの説明
    1. 1.1 主なシステム仕様
  8. 2システム概要
    1. 2.1 ブロック図
    2. 2.2 設計上の考慮事項
    3. 2.3 主な使用製品
      1. 2.3.1  UCC5880-Q1
      2. 2.3.2  AM2634-Q1
      3. 2.3.3  TMS320F280039C-Q1
      4. 2.3.4  UCC14240-Q1
      5. 2.3.5  UCC12051-Q1
      6. 2.3.6  AMC3330-Q1
      7. 2.3.7  TCAN1462-Q1
      8. 2.3.8  ISO1042-Q1
      9. 2.3.9  ALM2403-Q1
      10. 2.3.10 LM5158-Q1
      11. 2.3.11 LM74202-Q1
    4. 2.4 システム設計理論
      1. 2.4.1 マイクロコントローラ
        1. 2.4.1.1 マイクロコントローラ – C2000™
        2. 2.4.1.2 マイクロコントローラ – Sitara™
      2. 2.4.2 絶縁バイアス電源
      3. 2.4.3 電源ツリー
        1. 2.4.3.1 はじめに
        2. 2.4.3.2 電源ツリーのブロック図
        3. 2.4.3.3 12V の分配と制御
        4. 2.4.3.4 ゲート・ドライブ電源
        5. 2.4.3.5 5V 電源ドメイン
        6. 2.4.3.6 電流および位置センシング電源
  9. 3ハードウェア、ソフトウェア、テスト要件、テスト結果
    1. 3.1 ハードウェア要件
      1. 3.1.1 ハードウェア・ボードの概要
        1. 3.1.1.1 制御ボード
        2. 3.1.1.2 MCU 制御カード – Sitara™
        3. 3.1.1.3 MCU 制御カード – C2000™
        4. 3.1.1.4 ゲート・ドライバとバイアス電源ボード
        5. 3.1.1.5 DC バス電圧センス
        6. 3.1.1.6 SiC パワー・モジュール
          1. 3.1.1.6.1 XM3 SiC パワー・モジュール
          2. 3.1.1.6.2 モジュールの電源端子
          3. 3.1.1.6.3 モジュールの信号端子
          4. 3.1.1.6.4 内蔵 NTC 温度センサ
        7. 3.1.1.7 ラミネート・バス・コンデンサと DC バス・コンデンサ
          1. 3.1.1.7.1 放電 PCB
    2. 3.2 テスト構成
      1. 3.2.1 ソフトウェア設定
        1. 3.2.1.1 Code Composer Studio プロジェクト
        2. 3.2.1.2 ソフトウェアの構造
    3. 3.3 テスト方法
      1. 3.3.1 プロジェクトの設定
      2. 3.3.2 アプリケーションの実行
    4. 3.4 テスト結果
      1. 3.4.1 絶縁バイアス電源
      2. 3.4.2 絶縁型ゲート・ドライバ
      3. 3.4.3 インバータ・システム
  10. 4テキサス・インスツルメンツの高電圧評価基板 (TI HV EVM) におけるユーザーの安全のための一般的な指針
  11. 5設計とドキュメントのサポート
    1. 5.1 設計ファイル
      1. 5.1.1 回路図
      2. 5.1.2 BOM
      3. 5.1.3 PCB レイアウトに関する推奨事項
        1. 5.1.3.1 レイアウトのプリント
      4. 5.1.4 Altium プロジェクト
      5. 5.1.5 ガーバー・ファイル
      6. 5.1.6 アセンブリの図面
    2. 5.2 ツールとソフトウェア
    3. 5.3 ドキュメントのサポート
    4. 5.4 サポート・リソース
    5. 5.5 商標
  12. 6用語

2.4.3.4 ゲート・ドライブ電源

絶縁型ゲート・ドライバ・ユニット (GDU) (UCC5880-Q1) の低電圧ドメインには、TPS7B6933-Q1 LDO から電源を供給します。GDU の高電圧 (HV) ドメインには、UCC14240-Q1 絶縁型 DC/DC モジュールを使用して電源を供給します。これらのモジュールは、小型であることと使いやすいことから選択されています。

UCC14240-Q1 で生成される電圧は、合計 19V に設定されます (VCC2 = 15V および VEE2 = -4V)。高電圧の負極は、UCC14240-Q1 の仮想グランドです。

各 UCC14240-Q1 DC/DC モジュールの高電圧側の最大消費電力は、fSWmax = 30kHz、CL = 100nF のワーストケース・スイッチング条件として推定できます。

式 1. P2=fSWmax(VCC2-VEE2)2CL+(VCC2-VEE2)ICCq2

UCC5880-Q1 の 2 次側静止電流は、データシートに ICC2q = 15mA と記載されています。これにより、2 次側の消費電力は 1.368W と計算されます。効率が 50% だとすると、これは各 UCC14240-Q1 の 24V 入力側で 114mA の消費電流に相当します。

これらの UCC14240-Q1 DC/DC モジュールは、事前安定化された 24V を必要とします。24V のプリレギュレータは、結合インダクタを持つ LM5158-Q1 ベースの SEPIC として実装されています。SEPIC トポロジは、適切な入力電圧範囲をサポートしています。LM5157/8-Q1 コンバータは、汎用性の高さとランダム・スペクトラム拡散機能によるノイズ耐性から、この設計に使用されています。

電源設計の部品値は、SEPIC 用の LM5158 クイック・スタート・カリキュレータ・ツールを使用して計算されています。 表 2-2 に、電源の主な入力パラメータを示します。

表 2-2 ゲート・ドライブ電源用 SEPIC コンバータの設計パラメータ
パラメータ 値
最小値 標準値 最大値 単位
VINPUT 8 12 16 V
fsw 435 kHz
VLOAD 24 V
ILOAD 0.35 A

各 24V SEPIC は、3 個の UCC14240-Q1 に電源を供給するため、ILOAD = 0.35A と記載されています (図 2-5を参照)。