JAJU923 February   2024

 

  1.   1
  2.   概要
  3.   参照情報
  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 設計の考慮事項
    3. 2.3 主な使用製品
      1. 2.3.1 LMG2100
      2. 2.3.2 INA241A
      3. 2.3.3 LMR38010
  9. 3システム設計理論
    1. 3.1 3 相 GaN インバータの電力段
      1. 3.1.1 LMG2100 GaN ハーフブリッジ電力段
    2. 3.2 INA241A によるインライン シャントの高精度位相電流センシング
    3. 3.3 位相電圧および DC 入力電圧のセンシング
    4. 3.4 電力段の PCB 温度監視
    5. 3.5 パワー マネージメント
      1. 3.5.1 48V から 5V への DC/DC コンバータ
      2. 3.5.2 5V～3.3V レール
    6. 3.6 ホスト MCU へのインターフェイス
  10. 4ハードウェア、ソフトウェア、テスト要件、テスト結果
    1. 4.1 ハードウェア要件
      1. 4.1.1 TIDA-010936 の PCB の概要
      2. 4.1.2 TIDA-010936 のジャンパ設定
      3. 4.1.3 C2000™ MCU LaunchPad™ 開発キットへのインターフェイス
    2. 4.2 ソフトウェア要件
    3. 4.3 テスト設定
    4. 4.4 テスト結果
      1. 4.4.1 パワー マネージメントおよびシステムのパワーアップとパワーダウン
    5. 4.5 GaN インバータ ハーフブリッジ モジュールのスイッチ ノード電圧
      1. 4.5.1 48V DC バスでのスイッチ ノード電圧過渡応答
        1. 4.5.1.1 ±1A 時の出力電流
        2. 4.5.1.2 ±10A 時の出力電流
      2. 4.5.2 PWM 周波数の DC バス電圧リップルへの影響
      3. 4.5.3 効率の測定
      4. 4.5.4 熱解析
      5. 4.5.5 無負荷時の損失テスト (COSS 損失)
  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 {必須トピック}
      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 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著者について
  13. 7謝辞

3.2 INA241A によるインライン シャントの高精度位相電流センシング


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図 3-3 位相 B のインライン位相電流センシングの回路図

位相 A と位相 B の位相電流は、図 3-3 に示すように、1mΩ シャント、たとえば位相 B の R26 を介してインラインで測定されます。R26 は、LMG2100 デバイスのスイッチノード出力 (SW ピン) に直接接続されています。シャントは、ケルビン接続と、オプションの差動 RC ローパス フィルタ (R30、R31、C53) を介して、INA241A3 デバイスの差動入力 IN+ と IN- に接続されています。この設計ではローパス フィルタは不要であり、2 つの直列抵抗に 0Ω を選択しており、コンデンサ C53 は 3 相すべてで実装されていません。INA241A3 デバイスの固定ゲインは 50V/V です。シャントにかかるバイポーラ入力電圧を、3.3V の入力電圧範囲を持つ ADC に適したユニポーラ出力電圧に変換するために、INA241A3 (U6) の中電圧は 1.65V に設定されます。この変換を行うために、高精度で低ドリフトの 3.3V 基準 REF3333 がオプションの RC ローパス フィルタ (R32 と C54) を介して REF1 ピンに接続されています。REF2 ピンは GND に接続されています。この設計のデフォルト設定では、ローパス フィルタは使用されず、R32 は 位相 A と同じで 0Ω に設定されています。INA241 デバイスの内部に搭載された高精度の 2 分周機能により、INA241 の OUT ピンには 高精度で超低ドリフトの 1.65V バイアス電圧が生成されます。伝達関数は、式 1 のように計算できます。

式 1. IAV=IAA×1m⁡Ω×50VV+1.65V

位相電流の最大範囲は ±33A です。対応する出力電圧範囲は 0V～3.3V で、1.65V の場合は 0A の位相電流になります。