TIDA-00436

堵轉電流限制為 <1us 響應時間的 36V/1kW 無刷 DC 馬達驅動參考設計

設計檔案

TIDA-00436

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概覽

本參考設計為適用於額定功率高達 1kW 的電池供電型園林工具和電動工具的無刷馬達功率級，由 10 芯鋰離子電池供電，電壓範圍為 36 至 42V。本設計採用 60V N 通道 NexFETsTM，其汲極至源極電阻 (RDS_ON) 低至 1.8mΩ，封裝採用 SON5x6 SMD，從而實現了 57 × 59mm 的超小 PCB 尺寸。三相位閘極驅動器用於驅動三相位 MOSFET 橋接器，該橋接器的運作電壓範圍為 6 至 60V，並支援可編程閘極電流，最大汲極電流設定為 2.3A/最大源極電流設定為 1.7A。此功率級與 C2000™ Piccolo™ LaunchPad™ LAUNCHXL-F28027 一起使用，並透過軟體實現了帶有霍爾感測器的 BLDC 馬達的 120 度梯形控制。閘極驅動器中的逐週期電流限制功能，透過將功率級允許的最大電流限制在安全水平，來保護電路板免受馬達堵轉期間產生的過電流的影響。

特點

基於 TMS320F28027 MCU 實現的 1kW 功率級，採用霍爾感測器驅動的無刷 DC 馬達梯形控制。
設計用於電壓範圍為 30V 至 42V 的 10 芯鋰離子電池
可提供高達 32ARMS 的連續馬達電流，風量為 400LFM
功率級採用尺寸為 57mm x 59mm 的小型 PCB，使用 CSD18540Q5B 60V/400Apeak、1.8mΩ RDS_ON、SON5x6 封裝的 MOSFET
採用 DRV8303 三相位閘極驅動器，輸入電壓範圍為 6 至 60V，支援可編程閘極電流，最大汲極電流設定為 2.3A/最大源極電流設定為 1.7A
硬體逐週期過電流限制，帶可配置閾值，用於馬達堵轉保護
提供各相位電壓、DC 匯流排電壓、DC 匯流排電流和各相位低壓側電流的偵測回饋，用於無感測器控制
基於 TPS54061 的 3.3V/0.15A 降壓式（降壓）轉換器，用於為 MCU 供電
設計工作環境溫度為 -20°C 至 55°C

汽車

工業

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已開發完全組裝的電路板，僅供測試與性能驗證，且為非賣品。

設計檔案與產品

設計檔案

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設計指南 — TIDA-00436

TIDU852B.PDF (10447 KB)

參考設計概觀與已驗證的性能測試資料

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Assembly drawing — TIDA-00436

TIDRDH5.PDF (346 KB)

元件配置的詳細設計佈線圖概觀

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Bill of materials (BOM) — TIDA-00436

TIDRDH4.PDF (27 KB)

設計元件、參考指示項與製造商/零件編號的完整清單

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CAD/CAE symbol — TIDA-00436

TIDRDH7.ZIP (7004 KB)

IC 元件的 3D 模型或 2D 圖所使用的檔案

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Gerber file — TIDA-00436

TIDC976.ZIP (538 KB)

包含 PCB 設計中實體電路板層相關資訊的設計檔案

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PCB layout — TIDA-00436

TIDRDH6.ZIP (1094 KB)

產生 PCB 設計佈線圖所使用的 PCB 層圖表檔案

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Schematic — TIDA-00436

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設計佈線圖與元件的詳細電路圖

產品

設計與潛在替代方案中包括 TI 產品。

ESD 防護二極體

TPD4S009 — 適用高速介面具 VCC 接腳的四路 0.8-pF、5.5-V、±8-kV ESD 防護二極體

產品規格表: PDF | HTML

一般用途運算放大器

OPA2374 — 雙路、5.5V、6.5MHz、RRIO 運算放大器

產品規格表: PDF | HTML

即時數位電源 MCU

TMS320F28027 — 具 60 MHz、64 KB 快閃記憶體的 C2000 ™ 32 位元 MCU

產品規格表: PDF

汽車動力系統、區域和底盤控制 MCU

TMS320F28027-Q1 — 具 60 MHz、64 KB 快閃記憶體的車用 C2000™ 32 位元 MCU

產品規格表: PDF

MOSFET

CSD18540Q5B — 60-V、N 通道 NexFET™ 功率 MOSFET、單 SON 5 mm x 6 mm、2.2 mOhm

產品規格表: PDF | HTML

類比溫度感測器

LMT84 — 採用 SC70 和 TO-92 的 1.5V 10 uA 類比輸出溫度感測器

產品規格表: PDF | HTML

BLDC 驅動器

DRV8303 — 具電流分流放大器與 SPI 的 65-V 最大 3 相閘極驅動器

產品規格表: PDF | HTML

DC/DC 轉換器

TPS54061 — 具低 IQ 的 4.7V 至 60V 輸入，200mA 同步降壓轉換器

產品規格表: PDF | HTML

開始開發

軟體開發

韌體

TIDCD71 — TIDA00436_Firmware

支援產品和硬體

硬體開發

參考設計

TIDA-00436 — 堵轉電流限制為 <1us 響應時間的 36V/1kW 無刷 DC 馬達驅動參考設計

下載選項

TIDCD71 — TIDA00436_Firmware

硬體開發

參考設計

TIDA-00436 — 堵轉電流限制為 <1us 響應時間的 36V/1kW 無刷 DC 馬達驅動參考設計

版本資訊

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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*	設計指南	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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TMS320F28027 — 具 60 MHz、64 KB 快閃記憶體的 C2000 ™ 32 位元 MCU

TMS320F28027-Q1 — 具 60 MHz、64 KB 快閃記憶體的車用 C2000™ 32 位元 MCU

CSD18540Q5B — 60-V、N 通道 NexFET™ 功率 MOSFET、單 SON 5 mm x 6 mm、2.2 mOhm

LMT84 — 採用 SC70 和 TO-92 的 1.5V 10 uA 類比輸出溫度感測器

DRV8303 — 具電流分流放大器與 SPI 的 65-V 最大 3 相閘極驅動器

TPS54061 — 具低 IQ 的 4.7V 至 60V 輸入，200mA 同步降壓轉換器

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