TIDA-010936

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

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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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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TIDUF68A.PDF (4559 KB)

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

TIDMCO1A.PDF (580 KB)

Descripción detallada del diseño para la instalación de componentes

TIDMCO0A.PDF (346 KB)

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

TIDMCO3A.ZIP (3053 KB)

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

TIDCGN1A.ZIP (986 KB)

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

TIDMCO2A.PDF (2273 KB)

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

TIDMCN9A.PDF (945 KB)

Diagrama esquemático detallado del diseño y los componentes

Productos

Incluye productos de TI en el diseño y posibles alternativas.

Termistores

TMP61Termistor lineal del 1 %, 10 kΩ en encapsulados 0402, 0603/0805 y de orificio pasante

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Conversión de tensión

TXU0304Conmutador de nivel multidireccional fijo de cuatro canales

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ADC aislados

AMC0106M25Modulador delta-sigma con entrada de ±250mV y aislamiento funcional para detección de corriente

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Amplificadores analógicos de detección de corriente

INA241AAmplificador de detección de corriente bidireccional ultrapreciso de -5 V a 110 V con rechazo PWM me

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ADC aislados

AMC0106M05Modulador 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)

LMG2100R044Transistor 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 CA/CC y CC/CC (FET integrado)

LMR38010Convertidor 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

INA310AAmplificador 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

REF3333Referencia 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)

TPSM82821Módulo 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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Documentación técnica

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Tipo Título Descargar la versión más reciente en inglés Fecha
* 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

Recursos de diseño

Desarrollo de hardware

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BOOSTXL-LMG2100-MD Módulo de evaluación boost LMG2100 LAUNCHXL-F28P65X Kit de desarrollo de LaunchPad™ F28P65x de MCU en tiempo real C2000™

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