TIDA-00436

36V、32A 出力段、BLDC モータ用、サイクル単位停止電流リミッタ付き

TIDA-00436

設計ファイル

概要

このリファレンス・デザインは、10 セルのリチウムイオン・バッテリを電源として 36V ~ 42V の電圧範囲で動作するバッテリ駆動の園芸用器具や電動工具に搭載されている定格 1kW 以下のブラシレス・モーター向けの出力段です。このリファレンス・デザインは、ドレイン - ソース間抵抗(RDS_ON)が 1.8mΩ と非常に小さく、5 x 6mm SON の SMD パッケージに封止された 60V の N チャネル NexFET(TM) を採用しており、57 × 59 mm という超小型の PCB フォーム・ファクタを実現しています。3 相ゲート・ドライバを使用して 3 相 MOSFET ブリッジを駆動します。このドライバは 6V ~ 60V で動作し、2.3A シンク / 1.7A ソースの最大設定でプログラマブルなゲート電流をサポートします。C2000™ Piccolo™ LaunchPad™ LAUNCHXL-F28027 をこの出力段とともに使用し、ホール・センサと組み合わせて BLDC モーターの 120 度台形波制御をソフトウェアで実装しています。ゲート・ドライバに搭載されているサイクルごとの電流制限機能により、出力段で許容される最大電流を安全な水準に制限し、モーター停止に起因する超過電流からボードを保護します。

特長
  • TMS320F28027 マイコンを使用し実装したブラシレス DC モーター向けに、ホール・センサ・ベースの台形波制御を採用した 1kW の出力段
  • 10 セルのリチウムイオン・バッテリから供給される、30V ~ 42V の電圧で動作
  • 400 LFM のエアフローで、最大 32A RMS の連続モーター電流を供給
  • 60V / 400A のピーク性能と、1.8mΩ の RDS_ON を実現すると同時に 5x6mm の SON パッケージに封止された MOSFET である CSD18540Q5B を出力段に採用して、57 × 59mm という小型フォーム・ファクタの PCB を実現
  • 6V ~ 60V の入力電圧で動作し、2.3A シンク / 1.7A ソースの最大設定でプログラマブルなゲート電流をサポートする 3 相ゲート・ドライバの DRV8303 を採用
  • サイクルごとの過電流制限をハードウェア実装し、モーター停止から回路を保護する構成可能スレッショルド機能を搭載
  • 個別の位相電圧や DC バス電圧からのフィードバックに対するセンス機能、また DC バス電流センス機能とローサイド電流センス機能を各フェーズに実装し、センサレス制御を実現
  • TPS54061 ベースの 3.3V / 0.15A 降圧コンバータでマイコンに電力を供給
  • -20℃ ~ 55℃ の周囲温度で動作

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。

TIDU852B.PDF (10446 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

TIDRDH3.PDF (717 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

TIDRDH4.PDF (26 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

TIDRDH5.PDF (345 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

TIDRDH7.ZIP (7004 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

TIDC976.ZIP (537 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

TIDRDH6.ZIP (1094 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。

BLDC ドライバ

DRV8303電流シャント・アンプと SPI 搭載、最大 65V の 3 相ゲート・ドライバ

データシート: PDF | HTML
C2000 リアルタイム・マイコン

TMS320F2802760MHz、64KB フラッシュ搭載、C2000™ 32 ビット・マイコン (MCU)

データシート: PDF | HTML
C2000 リアルタイム・マイコン

TMS320F28027-Q1車載対応、60MHz、64KB フラッシュ搭載、C2000™ 32 ビット・マイコン

データシート: PDF | HTML
ESD (静電気放電) とサージ保護

TPD4S009高速インターフェイス向け、VCC ピン、クワッド 0.8pF、5.5V、±8kV ESD 保護ダイオード

データシート: PDF | HTML
N チャネル MOSFET

CSD18540Q5B5mm x 6mm のシングル SON 封止、2.2mΩ、60V、N チャネル NexFET™ パワー MOSFET

データシート: PDF | HTML
アナログ温度センサ

LMT84SC70 または TO-92 封止、1.5V 対応、10μA、アナログ出力温度センサ

データシート: PDF | HTML
汎用オペアンプ

OPA2374Dual, 5.5-V, 6.5-MHz, RRIO operational amplifier

データシート: PDF | HTML
降圧コンバータ (スイッチ内蔵)

TPS54061低静止電流(IQ)の 4.7V ~ 60V 入力、200mA、同期整流降圧コンバータ

データシート: PDF

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ソフトウェア

ファームウェア

TIDA00436_Firmware — TIDCD71.ZIP (5142 K)

技術資料

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種類 タイトル 英語版のダウンロード 日付
* 設計ガイド 36-V 32-A Power Stage for BLDC Motor With Cycle-by-Cycle Stall Current Limiter (Rev. B) 2016年 5月 12日
その他の技術資料 TIDA00436_Firmware 2017年 2月 13日

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