TIDA-01599

TÜV SÜD 評価済み、産業用ドライブ (IEC 61800-5-2) 向け、セーフ・トルク・オフ (STO) のリファレンス・デザイン

TIDA-01599

設計ファイル

概要

このリファレンス・デザインは、3 相インバータ向けセーフ・トルク・オフ (STO) サブシステムと、CMOS 入力絶縁型 IGBT ゲート・ドライバとの組み合わせの概要を示します。この STO サブシステムは、2 チャネル構造を採用し (1oo2:1 out of 2、冗長化の目的で 2 つのうち少なくとも一方が動作)、ハードウェア障害耐性 1 (HFT = 1) を実現しています。無励磁化トリップの概念に従う実装を採用しています。デュアル STO 入力 (STO 1 と STO _2) がアクティブ・ローになった場合、6 個の絶縁型 IGBT ゲート・ドライバの 1 次側と 2 次側のそれぞれに対応する電源が、ロード・スイッチを通じてオフになります。その結果、モーターを制御して励磁する可能性がなくなります。この STO リファレンス・デザイン (1oo2) は、TÜV SÜD による評価済みであり、以下の各規格に適しています。SIL 3 と PL e/Cat.3。

特長
  • TÜV SÜD 評価済み、デュアルチャネル STO (セーフ・トルク・オフ) アーキテクチャ 1oo2:1 out of 2、冗長化の目的で 2 つのうち少なくとも一方が動作)、対応規格は SIL 3 (IEC 61508) と PL e/Cat.3 (ISO 13849)
  • TÜV report (英語)。STO サブシステムの実装を行う設計者をいっそう支援する、安全性コンセプトに関する説明と定性システムの FMEA (故障モード影響解析)
  • 3 相インバータ向け STO サブシステムと、ISO5852S、UCC21750、UCC5350 などの CMOS 入力絶縁型 IGBT ゲート・ドライバとの組み合わせ
  • 24V 絶縁型入力レシーバである ISO1211 は、IEC 61131-2 に準拠しているほか、±60V 入力を許容し、逆極性保護機能も搭載
  • STO サブシステム内の複数のロード・スイッチを診断範囲にすることができる、マイコン (SIL 1) とのインターフェイス
  • RDY ピン経由で ISO5852S の入出力電源 UVLO を監視するオプションと、UCC21750 が内蔵しているアナログから PWM への変換を行う絶縁型センサを使用して追加の監視機能を実現するオプション

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。

PDF | HTML
JAJU459B.PDF (3234 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

TIDRVA2A.PDF (856 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

TIDRVA3A.PDF (162 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

TIDRVA4A.PDF (339 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

TIDRVA6A.ZIP (2252 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

TIDCEF0A.ZIP (363 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

TIDRVA5A.PDF (1304 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。

AND ゲート

SN74HC7001シュミット・トリガ入力、4 チャネル、4 入力、2V ~ 6V AND ゲート

データシート: PDF | HTML
ESD (静電気放電) とサージ保護

TVS330033V フラットクランプ・サージ保護デバイス

データシート: PDF | HTML
IO-Link とデジタル I/O

TIOS1013サージ保護機能と 3.3V LDO 出力内蔵、デジタル・センサ出力ドライバ

データシート: PDF | HTML
ハイサイド・スイッチ

TPS27S10040-V, 80-mΩ, 4-A, 1-ch, Industrial high-side switch with adjustable current limit

データシート: PDF | HTML
ロード・スイッチ

TPS228600.73Ω、5V、超低リーケージ電流、ロード・スイッチ

データシート: PDF | HTML
ロード・スイッチ

TPS22919調整可能な出力放電機能搭載、5.5V、1.5A、90mΩ のロード・スイッチ

データシート: PDF | HTML
絶縁型ゲート・ドライバ

ISO5452分割出力対応、STO (セーフ・トルク・オフ)、各種保護機能搭載、5.7kVrms、2.5A/5A、シングルチャネル絶縁型ゲート・ドライバ

データシート: PDF | HTML
絶縁型ゲート・ドライバ

ISO5852S分割出力対応、STO (セーフ・トルク・オフ)、各種保護機能搭載、5.7kVrms、2.5A/5A、シングルチャネル絶縁型ゲート・ドライバ

データシート: PDF | HTML
絶縁型ゲート・ドライバ

UCC21750DESAT (脱飽和) 機能搭載、ミラー・クランプ内蔵、IGBT/SiC FET 向け、5.7kVrms、±10A、シングルチャネル絶縁型ゲート・ドライバ

データシート: PDF | HTML
絶縁型ゲート・ドライバ

UCC5350ミラー・クランプまたは分割出力採用、8V または 12V UVLO 搭載、3kVrms、5A/5A、シングルチャネル、絶縁型ゲート・ドライバ

データシート: PDF | HTML
絶縁型デジタル入力

ISO1211デジタル入力モジュール向け、シングルチャネル、24V ~ 60V、絶縁型デジタル入力レシーバ

データシート: PDF | HTML
絶縁型デジタル入力

ISO1212デジタル入力モジュール向け、デュアルチャネル、24V ~ 60V、絶縁型デジタル入力レシーバ

データシート: PDF | HTML
降圧モジュール (インダクタ内蔵)

LMZ14201リード付き表面実装 TO パッケージ、SIMPLE SWITCHER®、6 ~ 42V、1A、パワー・モジュール

データシート: PDF

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 産業用ドライブ (IEC 61800-5-2) 向け、TÜV 評価済みセーフ・トル ク・オフ (STO) のリファレンス・デザイン (Rev. B 翻訳版) PDF | HTML 英語版をダウンロード (Rev.B) PDF | HTML 2022年 12月 1日
機能安全情報 FMEA STO Concept TIDA-01599 2022年 5月 17日
機能安全情報 TIDA-01599 STO Concept FMEA 1v6 PDF | HTML 2022年 4月 19日
機能安全情報 STO Concept TUEV-Report TF97657T Rev.1.1 2022年 2月 24日
e-Book(PDF) E-book:産業用ロボット設計に関するエンジニア・ガイド 英語版をダウンロード 2020年 3月 25日
e-Book(PDF) E-book: An engineer’s guide to industrial robot designs.. 2020年 3月 25日

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TIDA-00199 広入力範囲の絶縁 IGBT ゲート・ドライブ・フライバック電源、三相インバータ用 - リファレンス・デザイン

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