TIDA-010255

適用於機器人和伺服驅動器的 230VAC、2kW 三相 GaN 逆變器參考設計

TIDA-010255

設計檔案

概覽

此參考設計展示了高效率 320VDC 輸入三相功率級,採用六個快速切換 GaN FET,具有集成驅動器、保護和溫度報告以及熱側微控制器控制功能,尤其適合馬達整合式伺服驅動與機器人應用。通過隔離式 ΔΣ 調變器實現精確的相位電流感測。DC 鏈路電壓是以非隔離式小型 Δ Σ 調變器進行測量,類比相位電壓回饋選項可驗證 InstaSPIN-FOC™ 等先進的無感測器設計。為了便於評估,此設計提供 3.3V I/O 介面訊號和一個用於 C2000™ 微控制器 controlCARD 的 180 針腳連接器,以及用於連接其他微控制器 (例如 Sitara™ AM2631) 的標準介面。

特點
  • 在 16kHz PWM 和 320V DC 鏈路電壓下,峰值功率效率為 99.4%,有助於縮小散熱器尺寸
  • 具有整合式驅動器和保護功能的 600V、30mΩ GaN FET 可提高可靠性並降低系統成本
  • 晶片內建溫度感測器可精準監控晶粒溫度,以最大限度地擴大安全工作區 (SOA)
  • 零反向復原損失可減少切換節點振盪,而 120ns 的低失效時間最大限度地減少了相位電壓失真
  • 使用 1mΩ 分流器和隔離式 Δ-Σ 調變器實現 ±50A 線性範圍的精準相位電流感測
  • 透過與 3.3V I/O 介接,可以輕鬆評估用於採用 C2000™、Sitara™ 或其他微控制器的馬達驅動的 TI GaN 技術
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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。

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TIDUF28.PDF (2195 KB)

參考設計概觀與已驗證的性能測試資料

TIDMC66.PDF (698 KB)

元件配置的詳細設計佈線圖概觀

TIDMC65.PDF (169 KB)

設計元件、參考指示項與製造商/零件編號的完整清單

TIDMC68.ZIP (4239 KB)

IC 元件的 3D 模型或 2D 圖所使用的檔案

TIDCGJ5.ZIP (1474 KB)

包含 PCB 設計中實體電路板層相關資訊的設計檔案

TIDMC64.PDF (977 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。

隔離式 ADC

AMC1306M05±50mV 輸入、精密電流感測強化型隔離調變器

產品規格表: PDF | HTML
電源模組 (整合式電感器)

TPSM560R6H採用 5-mm x 5.5-mm x 4-mm QFN 封裝的 4.2-V 至 60-V 輸入、1-V 至 16-V 輸出、0.6-A 降壓模組

產品規格表: PDF | HTML
電源模組 (整合式電感器)

TPSM82903具有整合式電感器的 3-V 至 17-V、3-A 高效率、低 IQ 同步降壓轉換器模組

產品規格表: PDF | HTML
精確 ADC

AMC1035具有 ±1V 雙極輸入和 2.5V 參考輸出的精密 Delta-Sigma 調變器

產品規格表: PDF | HTML
氮化鎵 (GaN) 功率級

LMG3422R030具有整合式驅動器、防護和溫度報告功能的 600-V 30-mΩ GaN FET

產品規格表: PDF | HTML
數位隔離器

ISO7741穩健 EMC、四通道、3/1、強化型數位隔離器

產品規格表: PDF | HTML
數位隔離器

ISO7730耐用 EMC、三通道、3/0、強化型數位隔離器

產品規格表: PDF | HTML

技術文件

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* 設計指南 High-Eff. 230-VAC 2-kW 3-phase GaN Inverter RefDes for Servo Drives and Robotics PDF | HTML 2023/11/28
證書 TIDA-010255 EU RoHS Declaration of Conformity (DoC) 2023/4/4

相關設計資源

硬體開發

子卡
TMDSCNCD28379D 適用 C2000™ Delfino MCU controlCARD™ 的 F28379D 開發套件

軟體開發

軟體開發套件 (SDK)
C2000WARE-MOTORCONTROL-SDK 適用於 C2000™ MCU 的 MotorControl 軟體開發套件 (SDK)

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