TIDA-010276

适用于 BLDC 电机控制的 36V、50A 三相 GaN 逆变器参考设计

TIDA-010276

设计文件

概述

此设计展示了一个 36V、50A 氮化镓 (GaN) 场效应晶体管 (FET) 功率级,用于驱动由 5 节锂离子电池到 10 节电池组供电的无绳工具中的三相无刷直流电机。此参考设计使用搭载集成式 GaN-FET 驱动器的 LMG3100R017 GaN FET,助力提高电机控制系统的效率和性能。此外,该设计提供与 TI BoosterPack™ 插件模块兼容的 3.3V I/O 接口,用于连接 C2000™ MCU LaunchPad™ 或 MSPM0 MCU LaunchPad 开发套件,以便快速轻松地评估我司 GaN 技术。

特性
  • 采用集成式驱动器的 6.50mm × 4.0mm LMG3100R017 GaN FET 助力实现高功率密度和简单的 PCB 布局
  • 在 20kHz PWM 下具有高效率(峰值 > 99%),可在 25°C 环境下运行,峰值电流高达 50A,无需散热器;在 80kHz PWM 下效率达 98.5%,峰值电流为 50A
  • LMG3100R017 支持在更高的 PWM 频率下运行,使用陶瓷电容器替代电解电容器,进而缩减直流总线电容器的尺寸和高度
  • 零反向恢复损耗可减少开关节点振荡
  • 较短的死区时间 (<20ns) 可显著减少相电压畸变
  • 支持采用高 PWM 频率的高速电机控制
  • 使用低侧电流采样并辅以相电压采样,用于验证无传感器磁场定向控制 (FOC) 或无传感器梯形控制
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我们开发的全面组装电路板仅用于测试和性能验证,不可用于销售。

设计文件和产品

设计文件

下载现成的系统文件,加快您的设计过程。

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TIDUF86A.PDF (2286 KB)

参考设计概述和经过验证的性能测试数据

TIDMDS9.PDF (622 KB)

元件放置方式设计布局的详细原理图

TIDMDS8.PDF (340 KB)

设计元件、引用标识符和制造商/器件型号的完整列表

TIDMDT1A.ZIP (4890 KB)

IC 元件的 3D 模型和 2D 图纸使用的文件

TIDCGV2.ZIP (1070 KB)

包含设计 PCB 物理板层信息的设计文件

TIDMDT0.PDF (2584 KB)

用于生成 PCB 设计布局的 PCB 层图文件

TIDMDS7A.PDF (1097 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。

线性和低压降 (LDO) 稳压器

TPS7B81具有使能功能的 150mA、电池供电运行 (40V)、超低 IQ、低压降 (LDO) 稳压器

数据表: PDF | HTML
热敏电阻

TMP61采用 0402、0603/0805 和通孔封装的 1%、10kΩ 线性热敏电阻

数据表: PDF | HTML
AC/DC 和 DC/DC 转换器(集成 FET)

LMR38010具有 40µA IQ 的 SIMPLE SWITCHER® 80V、1.0A、2.2MHz 降压转换器

数据表: PDF | HTML
通用运算放大器

OPA4323四路、5.5V、20MHz、零交叉、低噪声 (6nV/√Hz)、RRIO 运算放大器

数据表: PDF | HTML
氮化镓 (GaN) 功率级

LMG3100R017具有集成驱动器的 100V 1.7mΩ GaN FET

数据表: PDF | HTML

技术文档

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类型 标题 下载最新的英语版本 日期
* 设计指南 36V 50A Three-Phase GaN Inverter Reference Design for BLDC Motor Control (Rev. A) PDF | HTML 2025-7-21

相关设计资源

硬件开发

开发套件
LAUNCHXL-F2800137 适用于 C2000™ 实时 MCU 的 TMS320F2800137 LaunchPad™ 开发套件
评估板
LP-MSPM0G3507 适用于 80MHz Arm® Cortex®-M0+ MCU 的 MSPM0G3507 LaunchPad™ 开发套件

软件开发

评估模块 (EVM) 用 GUI
MOTORSTUDIO Motor Studio GUI,用于调优和评估 BLDC 电机驱动器
软件开发套件 (SDK)
C2000WARE-MOTORCONTROL-SDK 适用于 C2000™ MCU 的 MotorControl 软件开发套件 (SDK)

支持和培训

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