TIDA-00210

バイポーラ・ステッパ・ドライブ向け 75V/10A 保護フルブリッジ出力段のリファレンス・デザイン

TIDA-00210

設計ファイル

概要

Stepper drives are used in many applications operating typically from 12VDC to 48VDC. TI offers a rich family of stepper motor driver solutions with industry standard step/direction and parallel control interfaces.

For applications which require higher torque and power, often voltages above 48VDC, up to 100VDC are used. The TIDA-00210 provides a solution for such stepper drives. The TIDA-00210 uses two protected full-bridge power stages based on TIDA-00365 in parallel configuration. Each full-bridge operates nominal 75VDC and 10Arms phase current and features bipolar high-side current sensing leveraging a 100V full-bridge gate driver SM72295 with integrated amplifiers and four 100V NexFET power MOSFETs with ultra-low gate charge and small SON5x6 package with low thermal resistance. The power stage is fully protected against over-temperature, over-current and short-circuit between the motor terminals and motor terminals to ground. Onboard power supplies provide a 12V and a 3.3V rail for the gate driver and signal chain. The host processor interface is 3.3V I/O to connect a host MCU like C2000 Piccolo for stepper motor control.

特長
  • Protected full-bridge power stage with input voltage up to 100VDC (75VDC nominal) and 10Arms phase current.
  • BOM reduction using SM72295 100V full-bridge gate driver with integrated amplifiers used for high-side bipolar phase current sensing, supporting up to 256 micro steps.
  • 95% efficiency at 16 kHz PWM, nominal load with very low switching losses to support higher PWM frequencies too. No heatsink required at 25C ambient and nominal load thanks to TI NexFET power MOSFET.
  • Full-bridge optimized for low EMI thanks to NexFET’s fast turn-on and turn-off switching time, 25ns with no overshoot on switch-node voltages.
  • Hardware protected against over-temperature, over-current and short circuit between phase to phase and phase to GND, as well as UVLO. Thresholds are custom configurable in HW.
  • 3.3V host processor interface allow MCU like C2000 to implement custom stepper motor control. The complementary PWM inputs and bipolar high-side current sense buffered 0-3.3V analog output allow for precise phase current control. Phase to GND voltage feedback signals allow for back EMF sensing and stall detection. An Enable signals allows the MCU to turn-on and turn-off the power stage.

組み立てられたボードは、テストと性能検証のみの目的で開発されたものであり、販売していません。

設計ファイルと製品

設計ファイル

すぐに使用できるシステム・ファイルをダウンロードすると、設計プロセスを迅速化できます。

TIDUBU1A.PDF (4723 K)

リファレンス・デザインの概要と検証済みの性能テスト・データ

TIDRM17.PDF (793 K)

設計レイアウトとコンポーネントを示した詳細な回路図

TIDRM18.PDF (146 K)

設計に使用したコンポーネント、参照指定子、メーカー名や型番などを記入した詳細なリスト

TIDRM19.PDF (286 K)

コンポーネントの配置を明示する詳細な設計レイアウト

TIDRM21.ZIP (9445 K)

IC コンポーネントの 3D モデルまたは 2D 図面に使用するファイル

TIDCC88.ZIP (1393 K)

PCB 設計の基板層に関する情報を記載した設計ファイル

TIDRM20.PDF (2148 K)

PCB 設計レイアウトを生成するための PCB 基板層のプロット・ファイル

製品

設計や代替製品候補に TI 製品を含めます。

ハーフ・ブリッジ・ドライバ

SM72295電流センス・アンプ内蔵、3A、100V フルブリッジ・ゲート・ドライバ

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D タイプ・フリップ・フロップ

SN74LVC1G175非同期クリア付き、シングル D タイプ・フリップ・フロップ

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N チャネル MOSFET

CSD19534Q5A5mm x 6mm のシングル SON 封止、15.1mΩ、100V、N チャネル NexFET™ パワー MOSFET

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アナログ温度センサ

LMT89-11.77mV/℃ のゲイン、±2.5℃、アナログ出力温度センサ

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コンパレータ

LM2901V拡張電圧範囲、クワッド差動コンパレータ

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シャント電圧リファレンス

ATL4312.5V、低静止電流 (IQ)、調整可能な高精度シャント・レギュレータ

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リニア・レギュレータと低ドロップアウト (LDO) レギュレータ

LM317L100mA、35V、調整可能なリニア電圧レギュレータ

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絶縁型 DC/DC コンバータとモジュール

LM50187.5 ~ 100V の広い入力電圧範囲、300mA、コンスタント・オンタイム同期整流降圧レギュレータ

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技術資料

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すべて表示 2
種類 タイトル 英語版のダウンロード 日付
* 設計ガイド 75V 10A Protected Full Bridge Power Stage Bipolar Stepper Drives Design Guide (Rev. A) 2016年 9月 28日
アプリケーション・ノート Designing with the ATL431LI 2018年 11月 27日

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サポートとトレーニング

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