TIDA-00436

36 V/1 kW, bürstenloser DC-Motorantrieb mit Stillstandsstrombegrenzung von <1 us Reaktionszeit – Ref

TIDA-00436

Designdateien

Überblick

This reference design is a power stage for brushless motors in battery-powered garden and power tools rated up to 1 kW, operating from a 10-cell lithium-ion battery with a voltage range from 36 to 42 V. The design uses 60V, N-channel NexFETsTM featuring a very low drain-to-source resistance (RDS_ON ) of 1.8 mΩ in a SON5x6 SMD package, which results in a very small PCB form factor of 57 × 59 mm. The three-phase gate-driver is used to drive a three-phase MOSFET bridge, which can operate from 6 to 60 V and supports programmable gate current with maximum setting of 2.3-A sink / 1.7-A source. The C2000™ Piccolo™ LaunchPad™ LAUNCHXL-F28027 is used along with this power stage and 120 degree trapezoidal control of BLDC motor with Hall sensors is implemented in software. The cycle by cycle current limit feature in the gate-driver protects the board from excessive current that is caused during motor stalls, by limiting the maximum current allowed in the power stage to a safe level.

Merkmale
  • 1-kW Power Stage with Hall sensor based Trapezoidal Control for Brushless DC Motor implemented on TMS320F28027 MCU.
  • Designed to Operate from 10-Cell Li-Ion Battery Voltage Ranging from 30-V to 42-V
  • Delivers up to 32-ARMS Continuous Motor Current With an Airflow of 400 LFM
  • Small PCB Form Factor of 57mm x 59 mm using CSD18540Q5B 60-V/400-Apeak, 1.8-mΩ RDS_ON, SON5x6 package MOSFETs for Power Stage
  • Uses DRV8303 Three-Phase Gate Driver, Which can Operate from 6 to 60-V Input, Supporting Programmable Gate Current With Maximum Setting of 2.3-A Sink / 1.7-A Source
  • Hardware Cycle-by-Cycle Overcurrent limit  with Configurable Threshold for motor stall protection
  • Provision for Sense Feedback of Individual Phase Voltage, DC Bus Voltage, DC Bus current sense and Low-Side Current sense on Each Phase for Sensorless Control
  • TPS54061 based 3.3-V/0.15-A Step-Down Buck Converter for Powering MCU
  • Designed to Operate at an Ambient Temperature of–20°C to 55°C
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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

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TIDU852B.PDF (10447 KB)

Überblick über Referenzdesigns und verifizierte Leistungstestdaten

TIDRDH5.PDF (346 KB)

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

TIDRDH4.PDF (27 KB)

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

TIDRDH7.ZIP (7004 KB)

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

TIDC976.ZIP (538 KB)

Designdatei mit Informationen zur physikalischen Platinenschicht der Design-Platine

TIDRDH6.ZIP (1094 KB)

Leiterplattenschicht-Plotdatei zur Erstellung des Design-Layouts der Leiterplatte

TIDRDH3.PDF (717 KB)

Detailliertes Schaltplandiagramm für Design-Layout und Komponenten

Produkte

Enthält TI-Produkte in der Entwicklung und mögliche Alternativen.

ESD-Schutzdioden

TPD4S009Vierfach-ESD-Schutzdiode mit VCC-Pin für Highspeed-Schnittstellen, 0,8 pF, 5,5 V, ±8 kV

Datenblatt: PDF | HTML
Universal-Operationsverstärker

OPA2374Dual-RRIO-Operationsverstärker, 5,5 V, 6,5 MHz

Datenblatt: PDF | HTML
C2000-Echtzeit-Mikrocontroller

TMS320F28027C2000™ 32-Bit-MCU mit 60 MHz, 64 KB Flash

Datenblatt: PDF
C2000-Echtzeit-Mikrocontroller

TMS320F28027-Q1C2000™-MCU für den Automobilbereich, 32 Bit, mit 60 MHz, 64 KB Flash

Datenblatt: PDF
MOSFETs

CSD18540Q5B60 V, N-Kanal-NexFET™-Leistungs-MOSFET, Einzel-SON 5 mm x 6 mm, 2,2 mOhm

Datenblatt: PDF | HTML
Analoge Temperatursensoren

LMT841,5-V-fähiger, 10-µA-Temperatursensor mit Analogausgang in SC70- und TO-92-Gehäusen

Datenblatt: PDF | HTML
BLDC-Treiber

DRV8303Maximal dreiphasiger intelligenter Gate-Treiber für 65 V mit Strom-Shunt-Verstärkern und SPI

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

TPS54061Synchroner Abwärtswandler, 4,7 bis 60 V Eingangsspannung, 200 mA, mit geringem Ruhestrom

Datenblatt: PDF | HTML

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Software

Firmware

TIDCD71 — TIDA00436_Firmware

Unterstützte Produkte und Hardware

Unterstützte Produkte und Hardware

Hardware-Entwicklung
Referenzdesign
TIDA-00436 36 V/1 kW, bürstenloser DC-Motorantrieb mit Stillstandsstrombegrenzung von <1 us Reaktionszeit – Ref
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TIDCD71 TIDA00436_Firmware

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Aktuelle Version
Version: 01.00.00.00
Veröffentlichungsdatum: 12.02.2017
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Hardware-Entwicklung
Referenzdesign
TIDA-00436 36 V/1 kW, bürstenloser DC-Motorantrieb mit Stillstandsstrombegrenzung von <1 us Reaktionszeit – Ref

Versionsinformationen

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Technische Dokumentation

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Typ Titel Neueste englische Version herunterladen Datum
* Designleitfaden 36-V, 1-kW BLDC Motor Drive With Stall Current Limit of Less Than 1-µs Response (Rev. B) 12.05.2016

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