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TIDA-00436

Diseño de referencia de la unidad de motor CC sin escobillas de 36 V/1 kW con límite de corriente de

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TIDA-00436

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Información general

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.

Funciones
  • 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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Se desarrolló una placa completamente integrada únicamente para pruebas y validación de rendimiento y no está disponible para la venta.

Archivos de diseño y productos

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Descargue archivos de sistema listos para usar para acelerar su proceso de diseño.

download Guía de diseño — TIDA-00436
TIDU852B.PDF (10447 KB)

Descripción general del diseño de referencia y datos de las pruebas de rendimiento verificadas

download Assembly drawing — TIDA-00436
TIDRDH5.PDF (346 KB)

Descripción detallada del diseño para la instalación de componentes

download Bill of materials (BOM) — TIDA-00436
TIDRDH4.PDF (27 KB)

Lista completa de componentes de diseño, designadores de referencia y números de fabricantes/piezas

download CAD/CAE symbol — TIDA-00436
TIDRDH7.ZIP (7004 KB)

Archivos para modelos 3D o dibujos 2D de componentes de IC

download Gerber file — TIDA-00436
TIDC976.ZIP (538 KB)

Fichero de diseño que contiene información sobre la capa física de la PCB de diseño

download PCB layout — TIDA-00436
TIDRDH6.ZIP (1094 KB)

Archivo de trazado de capas de PCB para generar el trazado del diseño de PCB

download Schematic — TIDA-00436
TIDRDH3.PDF (717 KB)

Diagrama esquemático detallado del diseño y los componentes

Productos

Incluye productos de TI en el diseño y posibles alternativas.

Diodos de protección ESD

TPD4S009 — Diodo de protección ESD cuádruple de 0.8 pF, 5.5 V y ±8 kV con pin VCC para interfaces de alta ve

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Amplificadores de propósito general

OPA2374 — Amplificador operacional RRIO doble de 5,5 V y 6,5 MHz

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Microcontroladores en tiempo real C2000

TMS320F28027 — MCU C2000™ de 32 bits con 60 MHz y Flash de 64 KB

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Microcontroladores en tiempo real C2000

TMS320F28027-Q1 — MCU C2000™ de 32 bits para automoción con 60 MHz y Flash de 64 KB

Hoja de datos: PDF
MOSFET

CSD18540Q5B — MOSFET de potencia NexFET™ de 60 V y canal N, SON simple de 5 mm x 6 mm, 2,2 mOhm

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Sensores de temperatura analógicos

LMT84 — Sensor de temperatura de salida analógica con capacidad de 1.5 V y 10 uA en SC70 y TO-92

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Controladores BLDC

DRV8303 — Controlador de puerta trifásico de 65 V máx. con amplificadores de derivación de corriente y SPI

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Convertidores de CA/CC y CC/CC (FET integrado)

TPS54061 — Convertidor reductor síncrono con entrada de 4.7 V a 60 V y 200 mA con IQ baja

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Productos y hardware compatibles

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Fecha de publicación: 12/02/2017
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* Guía de diseño 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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