TIDA-00436

用于具有逐周期堵转电流限制器的 BLDC 电机的 36V、32A 功率级

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TIDA-00436

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概述

此参考设计是额定功率高达 1 kW 的电池供电式园艺工具和电动工具中的无刷电机的功率级，通过电压范围为 36 至 42 V 的 10 节锂离子电池供电。此设计使用具有 1.8 mΩ 超低漏源电阻 (RDS_ON) 的 60V N 通道 NexFET(TM)，采用 SON5x6 SMD 封装，从而形成 57 × 59 mm 的小巧 PCB 外形。此设计中采用三相栅极驱动器来驱动三相 MOSFET 电桥，该驱动器可在 6V 至 60V 范围内运行，并支持最大设置为 2.3A 灌电流/1.7A 拉电流的可编程栅极电流。C2000™ Piccolo™ LaunchPad™ LAUNCHXL-F28027 与此功率级结合使用，并在软件中通过霍尔传感器实现针对 BLDC 电机的 120 度梯形控制。栅极驱动器的逐周期电流限制功能将此功率级中允许的最大电流限制到一个安全级别，从而保护电路板免受电机停止期间导致的过流问题的损害。

特性

用于无刷直流电机的 1kW 功率级，具有基于霍尔传感器的梯形控制功能，在 TMS320F28027 MCU 上实现
使用 10 节锂离子电池供电，电压范围为 30V 至 42V
气流为 400 LFM 时提供高达 32A 的 RMS 连续电机电流
此功率级使用 CSD18540Q5B 60V/400Apeak、1.8mΩ RDS_ON、SON5x6 封装的 MOSFET 实现 57 × 59 mm 的小巧 PCB 外形
使用 DRV8303 三相栅极驱动器，该驱动器可通过 6 至 60 V 输入电压运行，支持最大设置为 2.3A 灌电流/1.7A 拉电流的可编程栅极电流
使用可配置的阈值进行硬件逐周期过流限制，从而实现电机停止保护
针对每个相位提供单独相位电压、直流总线电压、直流总线电流感应和低侧电流感应的感应反馈，实现无传感器控制
通过基于 TPS54061 的 3.3V/0.15A 降压转换器为 MCU 供电
设计成在 –20°C 至 55°C 的环境温度下运行

工业

汽车

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设计文件和产品

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设计指南 — TIDA-00436

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参考设计概述和经过验证的性能测试数据

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Assembly drawing — TIDA-00436

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元件放置方式设计布局的详细原理图

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Bill of materials (BOM) — TIDA-00436

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设计元件、引用标识符和制造商/器件型号的完整列表

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CAD/CAE symbol — TIDA-00436

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IC 元件的 3D 模型和 2D 图纸使用的文件

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Gerber file — TIDA-00436

TIDC976.ZIP (538 KB)

包含设计 PCB 物理板层信息的设计文件

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PCB layout — TIDA-00436

TIDRDH6.ZIP (1094 KB)

用于生成 PCB 设计布局的 PCB 层图文件

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Schematic — TIDA-00436

TIDRDH3.PDF (717 KB)

设计布局和元件的详细原理图

产品

在设计中包括 TI 产品和可能的替代产品。

ESD 保护二极管

TPD4S009 — 适用于高速接口且具有 VCC 引脚的四路 0.8pF、5.5V、±8kV ESD 保护二极管

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通用运算放大器

OPA2374 — 双路、5.5V、6.5MHz、RRIO 运算放大器

数据表: PDF | HTML

C2000 实时微控制器

TMS320F28027 — 具有 60MHz 频率、64KB 闪存的 C2000™ 32 位 MCU

数据表: PDF | HTML

C2000 实时微控制器

TMS320F28027-Q1 — 具有 60MHz 频率、64KB 闪存的汽车级 C2000™ 32 位 MCU

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MOSFET

CSD18540Q5B — 采用 5mm x 6mm SON 封装的单路、2.2mΩ、60V、N 沟道 NexFET™ 功率 MOSFET

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模拟温度传感器

LMT84 — 采用 SC70 和 TO-92 封装的 1.5V、10uA 模拟输出温度传感器

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BLDC 驱动器

DRV8303 — 具有电流分流放大器和 SPI 的最大 65V 三相栅极驱动器

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AC/DC 和 DC/DC 转换器（集成 FET）

TPS54061 — 具有低静态电流 (IQ) 的 4.7V 至 60V 输入，200mA 同步降压转换器

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开始开发

软件

固件

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支持的产品和硬件

硬件开发

参考设计

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下载选项

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	类型	标题		下载最新的英语版本		日期
*	设计指南	36-V, 1-kW BLDC Motor Drive With Stall Current Limit of Less Than 1-µs Response (Rev. B)				2016-5-12

支持和培训

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概述

特性

工业

汽车

设计文件和产品

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TPD4S009 — 适用于高速接口且具有 VCC 引脚的四路 0.8pF、5.5V、±8kV ESD 保护二极管

OPA2374 — 双路、5.5V、6.5MHz、RRIO 运算放大器

TMS320F28027 — 具有 60MHz 频率、64KB 闪存的 C2000™ 32 位 MCU

TMS320F28027-Q1 — 具有 60MHz 频率、64KB 闪存的汽车级 C2000™ 32 位 MCU

CSD18540Q5B — 采用 5mm x 6mm SON 封装的单路、2.2mΩ、60V、N 沟道 NexFET™ 功率 MOSFET

LMT84 — 采用 SC70 和 TO-92 封装的 1.5V、10uA 模拟输出温度传感器

DRV8303 — 具有电流分流放大器和 SPI 的最大 65V 三相栅极驱动器

TPS54061 — 具有低静态电流 (IQ) 的 4.7V 至 60V 输入，200mA 同步降压转换器

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