TIDA-00210

75 V/10 A, geschütztes Vollbrücken-Leistungsstufen-Referenzdesign für bipolare Schrittmotorantriebe

TIDA-00210

Designdateien

Überblick

Schrittmotorantriebe werden in vielen Anwendungen verwendet, die typischerweise von 12 VDC bis 48 VDC betrieben werden. TI bietet eine umfassende Reihe an Schrittmotorantriebslösungen mit Schritt-/Richtungs- und parallelen Steuerschnittstellen nach Industriestandard.

Für Anwendungen, die ein höheres Drehmoment und eine höhere Leistung erfordern, werden oft Spannungen über 48 VDC bis zu 100 VDC verwendet. TIDA-00210 bietet eine Lösung für solche Schrittmotorantriebe. TIDA-00210 verwendet zwei geschützte Vollbrücken-Leistungsstufen basierend auf TIDA-00365 in Parallelkonfiguration. Jede Vollbrücke wird mit nominalen 75 VDC und 10 Arms Phasenstrom betrieben. Sie bieten bipolare Highside-Strommessung auf der Basis eines 100-V-SM72295-Vollbrücken-Gate-Treibers mit integrierten Verstärkern, vier 100-V-NexFET-Leistungs-MOSFETs mit extrem niedriger Gate-Ladung und einem kleinen SON5x6-Gehäuse mit niedrigem Wärmewiderstand. Die Leistungsstufe ist vollständig gegen Übertemperatur, Überstrom und Kurzschluss zwischen den Motoranschlüssen und zwischen Motoranschlüssen und Masse. Auf der Platine integrierte Stromversorgungen bieten eine 12-V- und eine 3,3-V-Schiene für Gate-Treiber und Signalkette. Die Host-Prozessor-Schnittstelle verfügt über 3,3 V E/A, um eine Host-MCU wie C2000 Piccolo zur Steuerung des Schrittmotorantriebs zu verbinden.

Merkmale
  • Geschützte Vollbrücken-Leistungsstufe mit einer Eingangsspannung von bis zu 100 VDC (75 VDC nominal) und einem Phasenstrom von 10 Arms.
  • Stücklistenreduzierung durch 100-V-SM72295-Vollbrücken-Gate-Treiber mit integrierten Verstärkern für die bipolare Highside-Phasenstrommessung, der bis zu 256 Mikroschritte unterstützt.
  • 95 % Wirkungsgrad bei 16 kHz PWM, Nennlast mit sehr geringen Schaltverlusten, um auch höhere PWM-Frequenzen zu unterstützen. Bei 25 C Umgebungstemperatur und Nennlast ist dank NexFET-Leistungs-MOSFET von TI kein Kühlkörper erforderlich.
  • Vollbrücke, optimiert für niedrige EMI-Werte dank der schnellen Ein- und Ausschaltschaltzeit von NexFET, 25 ns ohne Überschwingen bei Schaltknotenspannungen.
  • Hardware, die gegen Übertemperatur, Überstrom und Kurzschluss zwischen Phase-Phase und Phase-zu-GND sowie UVLO geschützt ist. Schwellenwerte sind in HW benutzerdefiniert konfigurierbar.
  • Die 3,3-V-Host-Prozessor-Schnittstelle ermöglicht es einer MCU wie C2000, eine benutzerdefinierte Schrittmotorsteuerung zu implementieren. Die komplementären PWM-Eingänge und der gepufferte Analogausgang mit bipolarer Highside-Strommessung und 0–3,3 V ermöglichen eine präzise Phasenstromregelung. Phase-zu-GND-Spannungsrückkopplungssignale ermöglichen Gegen-EMF-Erfassung und Stillstandserkennung. Ein Aktivierungssignal ermöglicht es der MCU, die Leistungsstufe ein- und auszuschalten.
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Eine voll bestückte Platine wurde nur für Test- und Leistungsvalidierung entwickelt. Sie wird nicht zum Verkauf angeboten.

Designdateien und Produkte

Designdateien

Laden Sie sich sofort einsetzbare Systemdateien herunter, um Ihren Designprozess zu beschleunigen.

TIDUBU1A.PDF (4723 KB)

Überblick über Referenzdesigns und verifizierte Leistungstestdaten

TIDRM19.PDF (287 KB)

Detaillierter Überblick über das Design-Layout zur Bestimmung der Position der Komponenten

TIDRM18.PDF (146 KB)

Vollständige Liste mit Designkomponenten, Referenz-Bezeichnern und Hersteller-/Teilenummern

TIDRM21.ZIP (9445 KB)

Dateien für 3D-Modelle oder 2D-Zeichnungen von IC-Komponenten

TIDCC88.ZIP (1394 KB)

Designdatei mit Informationen zur physikalischen Platinenschicht der Design-Platine

TIDRM20.PDF (2149 KB)

Leiterplattenschicht-Plotdatei zur Erstellung des Design-Layouts der Leiterplatte

TIDRM17.PDF (793 KB)

Detailliertes Schaltplandiagramm für Design-Layout und Komponenten

Produkte

Enthält TI-Produkte in der Entwicklung und mögliche Alternativen.

Linear- und Low-Dropout-Regler (LDO)

LM317LEinstellbarer linearer Spannungsregler, 100 mA, 35 V

Datenblatt: PDF | HTML
Halbbrückentreiber

SM72295Vollbrücken-Gate-Treiber für 3 A, 100 V mit integriertem Strommessverstärker

Datenblatt: PDF
Komparatoren

LM2901VDifferenzieller Vierfach-Komparator, Enhanced Voltage

Datenblatt: PDF | HTML
AC/DC- und DC/DC-Wandler (integrierter FET)

LM5018Synchroner Abwärtsregler (Buck), 7,5−100 V, großer Vin-Bereich, 300 mA, konstant aktiv

Datenblatt: PDF | HTML
D-Typ-Flipflops

SN74LVC1G175Einfach-Flipflop vom Typ D mit asynchronem Clear

Datenblatt: PDF | HTML
Shunt-Spannungsreferenzen

ATL431Einstellbarer Präzisions-Shunt-Regler, 2,5 V, mit niedrigem Ruhestrom

Datenblatt: PDF | HTML
Analoge Temperatursensoren

LMT89Temperatursensor (±2,5 °C Abweichung) mit Analogausgang und -11,77 mV/°C Verstärkung

Datenblatt: PDF | HTML
MOSFETs

CSD19534Q5A100 V, N-Kanal-NexFET™-Leistungs-MOSFET, Einzel-SON 5 mm x 6 mm, 15,1 mOhm

Datenblatt: PDF | HTML

Technische Dokumentation

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= Von TI ausgewählte Top-Dokumentation
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Alle anzeigen 2
Typ Titel Neueste englische Version herunterladen Datum
* Designleitfaden 75V 10A Protected Full Bridge Power Stage Bipolar Stepper Drives Design Guide (Rev. A) 28.09.2016
Anwendungshinweis Designing with the ATL431LI 27.11.2018

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Referenzdesigns

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