TIDA-010936

48 V/16 A Referenzdesign für dreiphasige GaN-Inverter mit kleinem Formfaktor für integrierte Moto

TIDA-010936

Designdateien

Überblick

Dieses Referenzdesign veranschaulicht eine 3-Phasen-Leistungsstufe mit hoher Leistungsdichte von 12 V bis 60 V unter Verwendung von drei LMG2100R044-GaN-Halbbrücken (Galliumnitrid, 100 V, 35 A) mit integrierten GaN-FETs, Treiber und Bootstrap-Diode speziell für motorintegrierte Servoantriebe und Robotikanwendungen. Eine genaue Phasenstrommessung wird durch den Strommessverstärker IN241A oder den funktionell isolierten Delta-Sigma-Modulator AMC0106M05 erreicht. Darüber hinaus werden auch der DC-Link und die Phasenspannungen gemessen, was die Validierung fortschrittlicher sensorloser Designs, wie zum Beispiel des InstaSPINFOC™, ermöglicht. Das Design bietet eine mit dem TI BoosterPack™ kompatible 3,3-V-E/A-Schnittstelle zum Anschluss an ein C2000™ MCU LaunchPad™-Entwicklungskit oder einen Sitara™-Mikrocontroller zur schnellen und einfachen Leistungsbewertung der GaN-Technologie von TI.

Merkmale
  • GaN-Halbbrücken-Leistungsstufe LMG2100R044 mit kleinem Formfaktor ermöglicht eine hohe Leistungsdichte und vereinfacht das Platinenlayout
  • Hoher Wirkungsgrad (99,3 % Spitzenleistung) bei 40 kHz PWM ermöglicht den Betrieb bei 25 °C Umgebungstemperatur und bis zu 16 ARMS Dauerstrom ohne Kühlkörper
  • Der Baustein LMG2100R044 ermöglicht den Betrieb bei höheren PWM-Frequenzen. Dadurch kann die Größe und Höhe des DC-Bus-Kondensators verringert werden, indem Elektrolyt- durch Keramikkondensatoren ersetzt werden.
  • Dadurch, dass keine Sperrverzögerungsverluste entstehen, werden die Schwingungen des Schaltknotens gemindert
  • Die geringe Totzeit von 16,6 ns minimiert Phasenspannungsverzerrungen
  • Optionen zur präzisen Phasenstrommessung unter Verwendung eines 1-mΩ-Shunts, entweder mit einem INA241A-Verstärker mit hoher PWM-Unterdrückung oder einem funktionell isolierten AMC0106M05-Modulator
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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.

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TIDUF68A.PDF (4559 KB)

Überblick über Referenzdesigns und verifizierte Leistungstestdaten

TIDMCO1A.PDF (580 KB)

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

TIDMCO0A.PDF (346 KB)

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

TIDMCO3A.ZIP (3053 KB)

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

TIDCGN1A.ZIP (986 KB)

Designdatei mit Informationen zur physikalischen Platinenschicht der Design-Platine

TIDMCO2A.PDF (2273 KB)

Leiterplattenschicht-Plotdatei zur Erstellung des Design-Layouts der Leiterplatte

TIDMCN9A.PDF (945 KB)

Detailliertes Schaltplandiagramm für Design-Layout und Komponenten

Produkte

Enthält TI-Produkte in der Entwicklung und mögliche Alternativen.

Thermistoren

TMP61Linearer Thermistor, 1 % und 10 kΩ , in Gehäuse 0402, 0603/0805 und Through Hole

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Spannungsumsetzer

TXU0304Fester, multidirektionaler Vierkanal-Pegelumsetzer

Datenblatt: PDF | HTML
Isolierte ADCs

AMC0106M25Funktionaler isolierter Delta-Sigma-Modulator mit ±250 mV Eingängen zur Strommessung

Datenblatt: PDF | HTML
Analoge Strommessverstärker

INA241ABidirektionaler, ultrapräziser Strommessverstärker, −5 V bis 110 V, mit verbesserter PWM-Unterdrücku

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Isolierte ADCs

AMC0106M05Funktionaler isolierter Delta-Sigma-Modulator mit ±50 mV Eingängen zur Strommessung

Datenblatt: PDF | HTML
Galliumnitrid (GaN)-Leistungsstufen

LMG2100R044100-V-Halbbrücken-GaN-FET, 4,4 mΩ, mit integriertem Treiber und Schutz

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AC/DC- und DC/DC-Wandler (integrierter FET)

LMR38010SIMPLE SWITCHER®-Abwärts-Spannungswandler mit 80 V, 1,0 A, 2,2 MHz und 40 μA IQ

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Analoge Strommessverstärker

INA310AUltrapräziser Strommessverstärker, 4 bis 110 V, 1,3 MHz mit Komparator

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Serienspannungsreferenzen

REF3333Spannungsreferenz, 3,3 V, 30 ppm/°C Drift, 3,9 µA, 3-poliges SOT-23, 3-poliges SC70, 8-poliges UQFN

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Stromversorgungsmodule (integrierter Induktor)

TPSM82821Abwärtsmodul, 5,5 V Eingangsspannung, 1 A, mit integrierter Induktivität im μSIP-Gehäuse mit 2 x 1,1

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Technische Dokumentation

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Typ Titel Neueste englische Version herunterladen Datum
* Designleitfaden 48V, 16A Small Form Factor Three-Phase GaN Inverter Reference Design for Integrated Motor Drives (Rev. A) PDF | HTML 25.03.2025

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Software-Entwicklungskit (SDK)
C2000WARE-MOTORCONTROL-SDK MotorControl Software Development Kit (SDK) für C2000™-MCUs

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