TIDA-010276

Diseño de referencia de inversor de GaN trifásico de 36 V y 50 A para control de motores de corrient

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Información general

Este diseño demuestra una etapa de potencia de transistor de efecto de campo (FET) de nitruro de galio (GaN) de 36 V y 50 A para accionar un motor de CC trifásico sin escobillas en herramientas inalámbricas que funcionan desde una batería de iones de litio de 5 celdas hasta un paquete de baterías de 10 celdas. Este diseño de referencia utiliza el FET de GaN LMG3100R017 con accionamiento GaN-FET integrado para mejorar la eficiencia y el rendimiento del sistema de control del motor. Además, el diseño ofrece una interfaz de E/S de 3.3 V compatible con el módulo enchufable BoosterPack™ de TI que puede conectarse a un kit de desarrollo MCU C2000™ LaunchPad™ o un kit de desarrollo MCU MSPM0 LaunchPad para una evaluación rápida y sencilla del rendimiento de nuestra tecnología GaN de TI.

Funciones

El FET de GaN LMG3100R017 de 6.50 mm x 4.0 mm con controlador integrado permite una alta densidad de potencia y un diseño de la PCB sencillo
La PWM de alta eficiencia (> pico del 99 %) de 20 kHz permite el funcionamiento a 25 °C de corriente ambiente hasta 50 A máxima sin disipador de calor, y una PWM con una eficiencia del 98.5 % a 80 kHz en una corriente máxima de 50 A
El medio puente GaN permite el funcionamiento a frecuencias PWM más altas para ayudar a reducir el tamaño y la altura del condensador del bus de CC mediante la sustitución de los electrolíticos por condensadores cerámicos
Las pérdidas de recuperación inversa cero reducen las oscilaciones del nodo de conmutación.
El bajo tiempo muerto de <20 ns minimiza las distorsiones de tensión de fase
Admite el control de motores de alta velocidad con alta frecuencia PWM
Utiliza el muestreo de corriente de lado bajo y añade muestreo de tensión de fase para facilitar la verificación del control orientado al campo (FOC) sin sensores o el control trapezoidal sin sensores

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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

Archivos de diseño

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

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Guía de diseño — TIDA-010276

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TIDUF86A.PDF (2286 KB)

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

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Assembly drawing — TIDA-010276

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Descripción detallada del diseño para la instalación de componentes

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Bill of materials (BOM) — TIDA-010276

TIDMDS8.PDF (340 KB)

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

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CAD/CAE symbol — TIDA-010276

TIDMDT1B.ZIP (4823 KB)

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

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Gerber file — TIDA-010276

TIDCGV2.ZIP (1070 KB)

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

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PCB layout — TIDA-010276

TIDMDT0.PDF (2584 KB)

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

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Schematic — TIDA-010276

TIDMDS7A.PDF (1097 KB)

Diagrama esquemático detallado del diseño y los componentes

Productos

Incluye productos de TI en el diseño y posibles alternativas.

Reguladores lineales y de baja salida (LDO)

TPS7B81 — Regulador de tensión de caída baja (LDO) de 150 mA, sin batería (40 V) e IQ ultrabaja, con activació

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Termistores

TMP61 — Termistor lineal del 1 %, 10 kΩ en encapsulados 0402, 0603/0805 y de orificio pasante

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

LMR38010 — Convertidor reductor SIMPLE SWITCHER® de 80 V, 1,0 A, 2,2 MHz con IQ de 40 µA

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Amplificadores de propósito general

OPA4323 — Amplificador operacional RRIO cuádruple, de 5.5 V, 20 MHz, de paso por cero y bajo ruido (6 nV/√Hz)

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Etapas de potencia de nitruro de galio (GaN)

LMG3100R017 — FET de GaN de 100 V y 1.7 mΩ con controlador integrado

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Documentación técnica

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	Tipo	Título		Descargar la versión más reciente en inglés	Fecha
*	Guía de diseño	36V 50A Three-Phase GaN Inverter Reference Design for BLDC Motor Control (Rev. A)	PDF \| HTML		21/07/2025

Recursos de diseño

Desarrollo de hardware

Kit de desarrollo

LAUNCHXL-F2800137 — Kit de desarrollo TMS320F2800137 LaunchPad™ para MCU en tiempo real C2000™

Placa de evaluación

LP-MSPM0G3507 — Kit de desarrollo MSPM0G3507 LaunchPad™ para MCU Arm® Cortex®-M0+ de 80 MHz

Desarrollo de software

GUI para el módulo de evaluación (EVM)

MOTORSTUDIO — GUI Motor Studio para ajustar y evaluar controladores de motor BLDC

Kit de desarrollo de software (SDK)

C2000WARE-MOTORCONTROL-SDK — Kit de desarrollo de software (SDK) MotorControl para MCU C2000™

Soporte y capacitación

Foros de TI E2E™ con asistencia técnica de los ingenieros de TI

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