TIDA-010936

適用於整合式馬達驅動的 48V/16A 小型三相 GaN 逆變器參考設計

TIDA-010936

設計檔案

概覽

此參考設計展示了高功率密度 12V 至 60V 三相功率級,其使用三個 LMG2100R044 100V、35A 氮化鎵 (GaN) 半橋,且具有整合式 GaN FET、驅動器和自舉二極體,專為馬達整合式伺服驅動器與機器人應用所設計。使用 IN241A 電流感測放大器或 AMC0106M05 功能性隔離 ΔΣ 調變器,可實現精準的相位電流感測。同時測量直流鏈路與相位電壓,以驗證先進的無感測器設計,例如 InstaSPINFOC™。此設計提供相容於 TI BoosterPack™ 的 3.3V I/O 介面,可連接至 C2000™ MCU LaunchPad™ 開發套件或 Sitara™ 微控制器,以便快速輕鬆地評估 TI 的 GaN 技術。

特點
  • 小型 LMG2100R044 GaN 半橋功率級可實現高功率密度和簡單的 PCB 配置
  • 在 40kHz PWM 下具備高效率(99.3% 峰值),無需散熱器即可在 25°C 環境下運作,且實現最高 16ARMS 的連續電流
  • LMG2100R044 裝置可在較高 PWM 頻率下運作,藉由以陶瓷電容器取代電解電容器,有助於縮小直流匯流排電容器尺寸和高度
  • 零反向復原損失可減少切換節點振盪
  • 16.6ns 的低失效時間可將相位電壓失真降到最低
  • 精準相位電流感測選項,使用 1mΩ 分流器,搭配具有高 PWM 抑制能力的 INA241A 放大器或 AMC0106M05 功能隔離調變器
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已開發完全組裝的電路板,僅供測試與性能驗證,且為非賣品。

設計檔案與產品

設計檔案

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TIDUF68A.PDF (4559 KB)

參考設計概觀與已驗證的性能測試資料

TIDMCO1A.PDF (580 KB)

元件配置的詳細設計佈線圖概觀

TIDMCO0A.PDF (346 KB)

設計元件、參考指示項與製造商/零件編號的完整清單

TIDMCO3A.ZIP (3053 KB)

IC 元件的 3D 模型或 2D 圖所使用的檔案

TIDCGN1A.ZIP (986 KB)

包含 PCB 設計中實體電路板層相關資訊的設計檔案

TIDMCO2A.PDF (2273 KB)

產生 PCB 設計佈線圖所使用的 PCB 層圖表檔案

TIDMCN9A.PDF (945 KB)

設計佈線圖與元件的詳細電路圖

產品

設計與潛在替代方案中包括 TI 產品。

熱敏電阻

TMP61採用 0402、0603/0805 及穿孔封裝的 1%、10-kΩ 線性熱敏電阻

產品規格表: PDF | HTML
電壓轉換器

TXU0304四通道固定多向位準移位器

產品規格表: PDF | HTML
隔離式 ADC

AMC0106M25適用電流感測的 ±250mV 輸入功能隔離 ΔΣ 調變器

產品規格表: PDF | HTML
類比電流感測放大器

INA241A具有強化型 PWM 抑制的 -5-V 至 110-V 雙向超精密電流感測放大器

產品規格表: PDF | HTML
隔離式 ADC

AMC0106M05適用電流感測的 ±50mV 輸入功能隔離 ΔΣ 調變器

產品規格表: PDF | HTML
氮化鎵 (GaN) 功率級

LMG2100R044具有整合式驅動器和防護功能的 100-V 4.4-mΩ 半橋 GaN FET

產品規格表: PDF | HTML
AC/DC 和 DC/DC 轉換器 (整合式 FET)

LMR38010具 40-µA IQ 的 SIMPLE SWITCHER® 80-V、1.0-A、2.2-MHz 降壓轉換器

產品規格表: PDF | HTML
類比電流感測放大器

INA310A具有比較器的 -4-V 至 110-V、1.3-MHz、超精密電流感應放大器

產品規格表: PDF | HTML
串聯電壓參考

REF33333.3-V、30-ppm/°C 漂移、3.9-µA、3 接腳 SOT-23、3 接腳 SC70、8 接腳 UQFN 電壓參考

產品規格表: PDF | HTML
電源模組 (整合式電感器)

TPSM82821具有整合式電感器、採用 2 x 2.5 x 1.1 mm μSIP 封裝的 5.5V 輸入、1A 降壓模組

產品規格表: PDF | HTML

技術文件

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類型 標題 下載最新的英文版本 日期
* 設計指南 48V, 16A Small Form Factor Three-Phase GaN Inverter Reference Design for Integrated Motor Drives (Rev. A) PDF | HTML 2025/3/25

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軟體開發套件 (SDK)
C2000WARE-MOTORCONTROL-SDK 適用於 C2000™ MCU 的 MotorControl 軟體開發套件 (SDK)

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