TIDA-00436

응답 시간이 <1us인 스톨 전류 제한이 있는 36V/1kW 브러시리스 DC 모터 드라이브 레퍼런스 디자인

TIDA-00436

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개요

This reference design is a power stage for brushless motors in battery-powered garden and power tools rated up to 1 kW, operating from a 10-cell lithium-ion battery with a voltage range from 36 to 42 V. The design uses 60V, N-channel NexFETsTM featuring a very low drain-to-source resistance (RDS_ON ) of 1.8 mΩ in a SON5x6 SMD package, which results in a very small PCB form factor of 57 × 59 mm. The three-phase gate-driver is used to drive a three-phase MOSFET bridge, which can operate from 6 to 60 V and supports programmable gate current with maximum setting of 2.3-A sink / 1.7-A source. The C2000™ Piccolo™ LaunchPad™ LAUNCHXL-F28027 is used along with this power stage and 120 degree trapezoidal control of BLDC motor with Hall sensors is implemented in software. The cycle by cycle current limit feature in the gate-driver protects the board from excessive current that is caused during motor stalls, by limiting the maximum current allowed in the power stage to a safe level.

특징
  • 1-kW Power Stage with Hall sensor based Trapezoidal Control for Brushless DC Motor implemented on TMS320F28027 MCU.
  • Designed to Operate from 10-Cell Li-Ion Battery Voltage Ranging from 30-V to 42-V
  • Delivers up to 32-ARMS Continuous Motor Current With an Airflow of 400 LFM
  • Small PCB Form Factor of 57mm x 59 mm using CSD18540Q5B 60-V/400-Apeak, 1.8-mΩ RDS_ON, SON5x6 package MOSFETs for Power Stage
  • Uses DRV8303 Three-Phase Gate Driver, Which can Operate from 6 to 60-V Input, Supporting Programmable Gate Current With Maximum Setting of 2.3-A Sink / 1.7-A Source
  • Hardware Cycle-by-Cycle Overcurrent limit  with Configurable Threshold for motor stall protection
  • Provision for Sense Feedback of Individual Phase Voltage, DC Bus Voltage, DC Bus current sense and Low-Side Current sense on Each Phase for Sensorless Control
  • TPS54061 based 3.3-V/0.15-A Step-Down Buck Converter for Powering MCU
  • Designed to Operate at an Ambient Temperature of–20°C to 55°C
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완조립 보드는 테스팅과 성능 검증을 위해서만 개발되었으며 판매를 위한 것이 아닙니다.

설계 파일 및 제품

설계 파일

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레퍼런스 디자인 개요 및 검증된 성능 테스트 데이터

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구성 요소 배치를 위한 설계 레이아웃의 세부 개요

TIDRDH4.PDF (27 KB)

설계 구성요소, 참조 지정자 및 제조업체/부품 번호의 전체 목록

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IC 부품의 3D 모델 또는 2D 도면에 사용되는 파일

TIDC976.ZIP (538 KB)

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제품

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ESD 보호 다이오드

TPD4S009고속 인터페이스용 VCC 핀을 지원하는 쿼드 0.8pF, 5.5V, ±8kV ESD 보호 다이오드

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범용 연산 증폭기

OPA2374듀얼, 5.5V, 6.5MHz, RRIO 연산 증폭기

데이터 시트: PDF | HTML
C2000 실시간 마이크로컨트롤러

TMS320F2802760MHz, 64KB 플래시를 지원하는 C2000™ 32비트 MCU

데이터 시트: PDF
C2000 실시간 마이크로컨트롤러

TMS320F28027-Q1차량용 C2000™ 32비트 MCU - 60MHz, 64KB 플래시

데이터 시트: PDF
MOSFET

CSD18540Q5B60V, N 채널 NexFET™ 전원 MOSFET, 싱글 SON 5mm x 6mm, 2.2mOhm

데이터 시트: PDF | HTML
아날로그 온도 센서

LMT84SC70 및 TO-92의 1.5V 지원, 10uA 아날로그 출력 온도 센서

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BLDC 드라이버

DRV8303전류 션트 증폭기 및 SPI를 지원하는 65V 최대 3상 스마트 게이트 드라이버

데이터 시트: PDF | HTML
AC/DC 및 DC/DC 컨버터(통합 FET)

TPS54061낮은 IQ를 지원하는 4.7V~60V 입력, 200mA 동기식 스텝다운 컨버터

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소프트웨어

펌웨어

TIDCD71 — TIDA00436_Firmware

지원되는 제품 및 하드웨어

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출시 날짜: 2017. 2. 12
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출시 정보

The design resource accessed as www.ti.com/lit/zip/tidcd71 or www.ti.com/lit/xx/tidcd71/tidcd71.zip has been migrated to a new user experience at www.ti.com/tool/download/TIDCD71. Please update any bookmarks accordingly.

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* 설계 가이드 36-V, 1-kW BLDC Motor Drive With Stall Current Limit of Less Than 1-µs Response (Rev. B) 2016. 5. 12

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