JAJU941B August   2024  – May 2025 DRV8162 , INA241A , ISOM8710

 

  1.   1
  2.   説明
  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 リファレンス デザインの概要
    2. 1.2 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
      1. 2.2.1 ハードウェア設計
        1. 2.2.1.1 出力段ゲート ドライバ
          1. 2.2.1.1.1 ゲート ドライバ
          2. 2.2.1.1.2 保護機能
          3. 2.2.1.1.3 VGVDD の定義
          4. 2.2.1.1.4 ストラップ機能
        2. 2.2.1.2 出力段 FET
          1. 2.2.1.2.1 VGS と RDS(ON) との関係
        3. 2.2.1.3 相電流および電圧センシング
          1. 2.2.1.3.1 A 相および B 相の電流検出
          2. 2.2.1.3.2 C 相の電流検出
          3. 2.2.1.3.3 電圧検出
        4. 2.2.1.4 ホストプロセッサインターフェイス
        5. 2.2.1.5 ゲート ドライブのシャットダウン パス
        6. 2.2.1.6 システム診断測定
          1. 2.2.1.6.1 温度測定
        7. 2.2.1.7 システムの電源
          1. 2.2.1.7.1 12V レール
          2. 2.2.1.7.2 3.3V レール
      2. 2.2.2 ソフトウェア設計
    3. 2.3 主な使用製品
      1. 2.3.1 DRV8162L
      2. 2.3.2 INA241A
      3. 2.3.3 AMC0106M05
      4. 2.3.4 TPSM861253
      5. 2.3.5 LMR38010
      6. 2.3.6 TMP6131
      7. 2.3.7 ISOM8710
  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 PCB の概要
      2. 3.1.2 ハードウェアの構成
        1. 3.1.2.1 前提条件
        2. 3.1.2.2 デフォルトの抵抗およびジャンパ構成
        3. 3.1.2.3 コネクタ
          1. 3.1.2.3.1 ホストプロセッサインターフェイス
    2. 3.2 テスト設定
    3. 3.3 テスト結果
      1. 3.3.1 パワー マネージメント
        1. 3.3.1.1 パワーアップ
        2. 3.3.1.2 パワーダウン
      2. 3.3.2 ゲート電圧と相電圧
        1. 3.3.2.1 20 VDC
        2. 3.3.2.2 48 VDC
        3. 3.3.2.3 60 VDC
      3. 3.3.3 デジタル PWM およびゲート電圧
      4. 3.3.4 相電流の測定
      5. 3.3.5 システムのテスト結果
        1. 3.3.5.1 熱解析
  10. 4設計とドキュメントのサポート
    1. 4.1 デザイン ファイル
      1. 4.1.1 回路図
      2. 4.1.2 BOM
    2. 4.2 ツールとソフトウェア
    3. 4.3 ドキュメントのサポート
    4. 4.4 サポート・リソース
    5. 4.5 商標
  11. 5著者について
  12. 6改訂履歴
2.2.1.3.1 A 相および B 相の電流検出

システム評価用に選定されたコントローラ MCU の ADC モジュールは最大入力電圧が 3.3V であるため、A 相および B 相の電流検出において、測定された電圧は 0V〜3.3V の範囲にスケーリングされます。別の MCU を使用する場合は、必要に応じて3.0V の電圧スケールを使用できます。

TIDA-010956 A 相の INA241 を使用するインライン位相電流検出図 2-3 A 相の INA241 を使用するインライン位相電流検出

この設計は、ピーク時に 85ARMS または 120A の定格モーター電流に対応します。多少のマージンを考慮し、電流検出の最大範囲は 165A に設定されています。この仕様では、0.2mΩ、8W のシャント抵抗を選択し、固定ゲインが 50 のアンプを選択しています。

測定される同相電流は双方向であるため、算出された電圧範囲はさらに 2 倍にスケーリングされます。

ここで式 1を使用してアンプ出力の電圧範囲を計算できます。

式 1. Vscale = Iph ×Rshunt×Gamp×2=165A×0.2mΩ×50×2=3.3V

スケールを 3.3V に設定することで、0A が電圧スケールの中央に対応するように、アンプの電圧リファレンスも設定されます。図 2-4に、この設計に採用されている TLV431 を使用した 1.65V のバイアス電圧リファレンスを示します。

TIDA-010956 TIDA-010956 の TLV431 の回路図図 2-4 TIDA-010956 の TLV431 の回路図

抵抗 R18 は、回路に流れる最大電流を制限します。150Ω の抵抗を選択します。R22 と R24 は、バイアス基準回路の出力電圧を決定します。R24 を 10.0kΩ に固定すると、INA241A のバイアス基準電圧の 1.65V では、R22 を 3.3kΩ として選択できます。

電流検出シャント抵抗の消費電力定格がシステムの電流を維持できることを確認します。

式 2. Ploss=IRMS2×Rshunt=165A2×0.2mΩ=5.445W

165A は、フォルト状態の場合にのみ発生する可能性があります。公称電流定格は 85ARMS で、電力損失はわずか 1.445W です。8W のシャント抵抗には十分なマージンがあります。