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

TIDA-00436

設計檔案

概覽

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.

特點
  • 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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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

下載立即可用的系統檔案以加速您的設計流程。

TIDU852B.PDF (10447 KB)

參考設計概觀與已驗證的性能測試資料

TIDRDH5.PDF (346 KB)

元件配置的詳細設計佈線圖概觀

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

TIDRDH7.ZIP (7004 KB)

IC 元件的 3D 模型或 2D 圖所使用的檔案

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

TIDRDH6.ZIP (1094 KB)

產生 PCB 設計佈線圖所使用的 PCB 層圖表檔案

TIDRDH3.PDF (717 KB)

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、5.5 V、6.5-MHz、RRIO 運算放大器

產品規格表: PDF | HTML
C2000 即時微控制器

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

產品規格表: PDF
C2000 即時微控制器

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

CSD18540Q5B60-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
AC/DC 和 DC/DC 轉換器 (整合式 FET)

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

韌體

TIDCD71 — TIDA00436_Firmware

支援產品和硬體

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

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最新版本
版本: 01.00.00.00
發行日期: 2017/2/12
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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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