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TIDA-010936

Diseño de referencia de inversor GaN trifásico de factor de forma pequeño de 48 V/16 A para accio

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TIDA-010936

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Información general

Este diseño de referencia demuestra una etapa de potencia trifásica de 12 V a 60 V de alta densidad de potencia que utiliza tres semipuentes de nitruro de galio (GaN) LMG2100R044 de 100 V y 35 A con FET de GaN integrados, controlador y diodo de arranque específicamente para servoaccionamientos integrados en motores y aplicaciones robóticas. La detección precisa de la corriente de fase se logra mediante el amplificador de detección de corriente IN241A o el modulador sigma-delta funcionalmente aislado AMC0106M05. También se miden las tensiones de fase y de enlace de CC, lo que permite la validación de diseños avanzados sin sensor, como el InstaSPINFOC™. El diseño ofrece una interfaz de E/S de 3.3 V compatible con BoosterPack™ de TI para conectarse a un kit de desarrollo de MCU C2000™ LaunchPad™ o a un microcontrolador Sitara™ para una evaluación rápida y sencilla del rendimiento de la tecnología GaN de TI.

Funciones
  • La etapa de potencia de medio puente de GaN LMG2100R044 de tamaño reducido permite una alta densidad de potencia y un diseño sencillo de la placa de circuito impreso.
  • Alta eficiencia (99.3 % pico) a 40 kHz PWM permite el funcionamiento a 25 °C ambiente hasta 16 ARMS de corriente continua sin disipador de calor
  • El dispositivo LMG2100R044 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 condensadores electrolíticos por condensadores cerámicos
  • Las pérdidas de recuperación inversa cero reducen las oscilaciones del nodo de conmutación.
  • El bajo tiempo muerto de 16.6 ns minimiza las distorsiones de tensión de fase
  • Opciones de detección de corriente de fase de precisión mediante una derivación de 1 mΩ con un amplificador INA241A con alto rechazo PWM o un modulador aislado funcional AMC0106M05
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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-010936
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TIDUF68A.PDF (4559 KB)

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

download Assembly drawing — TIDA-010936
TIDMCO1A.PDF (580 KB)

Descripción detallada del diseño para la instalación de componentes

download Bill of materials (BOM) — TIDA-010936
TIDMCO0A.PDF (346 KB)

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

download CAD/CAE symbol — TIDA-010936
TIDMCO3A.ZIP (3053 KB)

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

download Gerber file — TIDA-010936
TIDCGN1A.ZIP (986 KB)

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

download PCB layout — TIDA-010936
TIDMCO2A.PDF (2273 KB)

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

download Schematic — TIDA-010936
TIDMCN9A.PDF (945 KB)

Diagrama esquemático detallado del diseño y los componentes

Productos

Incluye productos de TI en el diseño y posibles alternativas.

Termistores

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

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Conversión de tensión

TXU0304 — Conmutador de nivel multidireccional fijo de cuatro canales

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ADC aislados

AMC0106M25 — Modulador delta-sigma con entrada de ±250mV y aislamiento funcional para detección de corriente

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Amplificadores analógicos de detección de corriente

INA241A — Amplificador de detección de corriente bidireccional ultrapreciso de -5 V a 110 V con rechazo PWM me

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ADC aislados

AMC0106M05 — Modulador delta-sigma con entrada de ±50mV y aislamiento funcional para detección de corriente

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Etapas de potencia de nitruro de galio (GaN)

LMG2100R044 — Transistor de efecto de campo (FET) de GaN de medio puente de 100 V y 4.4 mΩ con controlador y prote

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Convertidores de CC/CC

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

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Amplificadores analógicos de detección de corriente

INA310A — Amplificador de detección de corriente ultrapreciso de -4 V a 110 V, de 1.3 MHz con comparador

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Referencias de tensión en serie

REF3333 — Referencia de tensión de 3.3 V, deriva de 30 ppm/°C y 3.9 µA en SOT-23 de 3 pines, SC70 de 3 pines y

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Módulos de potencia (inductor integrado)

TPSM82821 — Módulo reductor de 1 A con entrada de 5.5 V con inductor integrado en μSIP de 2 × 2.5 × 1.1 mm

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Inicio de desarrollo

Desarrollo de hardware

Placa de evaluación

BOOSTXL-LMG2100-MD — Módulo de evaluación boost LMG2100

Este diseño de referencia demuestra una etapa de potencia trifásica de 12 V a 60 V de alta densidad de potencia que utiliza tres semipuentes de nitruro de galio (GaN) LMG2100R044 de 100 V y 35 A con FET de GaN integrados, controlador y diodo de arranque específicamente para servoaccionamientos (...)
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LAUNCHXL-F28P65X — C2000™ real-time MCU F28P65x LaunchPad™ development kit

Este diseño de referencia demuestra una etapa de potencia trifásica de 12 V a 60 V de alta densidad de potencia que utiliza tres semipuentes de nitruro de galio (GaN) LMG2100R044 de 100 V y 35 A con FET de GaN integrados, controlador y diodo de arranque específicamente para servoaccionamientos (...)
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Se aplican los Términos y condiciones estándar de TI para los elementos de evaluación.

Documentación técnica

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

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