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德州仪器参考设计库2022-05-09 13:21:04

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全系列参考设计覆盖:

  • 工厂自动化与控制系统

  • 智能电网与能源

  • 楼宇自动化

  • 家用电器

  • 电机驱动与控制

  • 电力传输

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1

 无刷电机 1kW/36V 功率级,适用于电池供电园艺工具和电动工具



TIDA-00285参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的无刷电机的功率级。此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 CSD18540Q5B NexFET,采用 SON5x6 SMD 封装,从而形成 57 × 59 mm 的小巧外形。三相栅极驱动器 DRV8303 用于驱动三相 MOSFET 电桥,该电桥可在 6 至 60 V 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。此功率级可配置为使用单相并联或三相并联电流感应。


此设计支持使用梯形控制或场定向控制 (FOC) 进行无刷直流 (BLDC) 电机和永磁同步电动机 (PMSM) 的无传感器控制。C2000™ Piccolo™ LaunchPad™ 与功率级一起用于通过电机电流和电压反馈来实现 InstaSPIN™-FOC。相应的测试报告将评估电路板的热性能以及过流保护特性,例如 DRV8303 的逐周期控制和锁存控制。


特性
  • 此设计为 1kW 功率级,具有用于永磁同步电机的场定向控制,通过电压范围为 30 至 42 V 的 10 节锂离子电池供电

  • 气流为 400 LFM 时提供高达 30A 的 RMS 连续电机电流

  • 此功率级使用 60V/400A 峰值、1.8mΩ RDS_ON、SON5x6 封装 MOSFET 实现 57 × 59 mm 的小巧外形

  • 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

  • 可配置过流保护以实现逐周期控制或锁存关闭

  • 在 –20°C 至 55°C 的环境温度下工作


2
150W 高效初级侧稳压 DCM/CCM 反激电源

TIDA-00367 是基于 150W 反激式转换器的参考设计,旨在使用配套 TI 参考设计 TIDA-00447 为基于低电压 BLDC 电机的应用供电。此参考设计是基于 UCC28630 控制器的初级侧调节反激式转换器。它根据输入电压情况以断续导电模式 (DCM) 或连续导电模式 (CCM) 工作,并提供严格调节的 24V 输出和宽松调节的 12V 输出。初级侧调节可帮助在不影响性能的情况下避免使用次级侧反馈组件,从而减少 BOM 数量并提高设计的可靠性。硬件设计经测试符合 EN55011 B 类传导发射和浪涌规范 EN – 63000-4-5。


特性
  • 150W 反激式设计,用于在 85Vac-270Vac 的宽输入范围中运行

  • 满载时具有 86% 的高效率

  • 230 VAC 时具有 200mW 的低待机功耗

  • 内置有源 X 电容器放电功能,符合 SELV 限制并避免使用外部泄放电阻器

  • DCM 和 CCM 运行模式下的初级侧调节

  • 具有内置过流、过压、过热、交流线 UV、欠压保护功能的稳健功率级

  • 符合传导发射标准 EN55011 B 类的要求

  • 经过全面测试和验证,可提供高达 150W 的功率并使用配套电机驱动板 TIDA-00447 为低电压 BLDC 电机供电


3
针对洗碗机水泵的 24V 双通道直流无刷电机驱动器

TIDA-00447 是一种 24V、双路无刷直流 (BLDC) 电机驱动参考设计,它可在洗碗机中用于驱动循环水泵和排水泵。循环水泵和排水泵驱动级设计用于分别实现 100W 和 30W 的连续运行。排水泵驱动基于带集成式功率 MOSFET 的单芯片、低外部组件计数三相电机驱动器,并可提供专有无传感器式控制方案,从而实现连续正弦波驱动。此外,它还特有一个集成降压/线性稳压器,可高效地将电源电压降至 5V 或 3.3V,从而为内部和外部电路供电。循环水泵采用带 MCU、具备保护机制与电流感应功能的外部 MOSFET 驱动器以及外部功率 MOSFET 的分离式解决方案来实现。此架构允许按需灵活地调整驱动功率级别。


MCU 通过 InstaSPIN-BLDC 软件进行编程,该软件可使用反 EMF 集成方法对 BLDC 电机实现无传感器式梯形控制,同时该MCU 还可用于配置和控制排水泵级的速度。借助分离式 UART 接口,驱动单元便可与主用户界面控制器进行通信。此参考设计已通过电流和电机停止保护机制在满载运行的情况下进行全面测试。


特性
  • 适用于洗碗机中各类泵的 24V 双路无刷电机驱动平台采用可实现更高安全性、无噪声运行和小型外形规格等各类内置保护功能的器件

  • 经热设计可实现高达 30W 连续运行的排水泵驱动基于带集成式功率 MOSFET 的单芯片、低外部组件计数三相电机驱动器,并可提供专有无传感器式控制方案,从而实现连续正弦波驱动

  • 排水泵控制器集成了 5V/3.3V 降压/线性转换器以及过流、电压浪涌保护、UVLO 保护和电机锁检测等保护功能

  • 经热设计可实现高达 100W 连续运行的循环水泵采用带 MCU、具备内置保护机制与电流感应放大器的外部 MOSFET 驱动器以及外部功率 MOSFET 的分离式解决方案来实现

  • 循环水泵的分离式实现可灵活增大或降低功率级别

  • MCU 通过 InstaSPIN-BLDC 软件进行编程,该软件使用反 EMF 集成方法对 BLDC 电机实现无传感器式梯形控制,而此方法可实现强大的低速运行并可更好地控制整个速度范围

提示:点击下方阅读原文,可直达上述参考设计页面~


4

230V、3.5kw、高效、低成本单相功率因数调节器转换器 (PFC)

TIDA-00779 是一种专为室内空调和其他大型家电设计的 3.5kw 实惠型功率因数稳压器转换器。此参考设计是一种连续导电模式 (CCM) 升压转换器,并通过使用 TI UCC28180 PFC 控制器和随附的所有必要内置保护机制来实现。硬件设计经测试已通过 IEC61000 针对家用电器的浪涌和 EFT 测试要求。


特性
  • 在整个工作电压范围内可实现大于 98% 的高效率,因此减小了散热器

  • 广泛的满载工作输入电压范围:190 VAC 至 270 VAC

  • 从中等负载到满载 (50-100%) 条件下,具有大于 0.99 的高功率因数以及低于 5% 的 THD

  • 高达 3.5kw 的大功率输出,覆盖大部分单相输入 PFC 应用

  • 8 引脚 PFC 解决方案(无需交流线路感应)让设计十分简单

  • 电流感应阈值减小可最大限度降低功率耗散

  • 高功率密度有助于减小尺寸


5

具有堵转电流限制功能的 10.8V/20A RMS、效率高达 97% 的紧凑型驱动器



TIDA-00771 是适用于由 3 节锂离子电池供电(电压范围为 5V 到 12.6V)的电动工具中三相无刷直流 (BLDC) 电机的 20A RMS 驱动器。该设计是可实现基于传感器的梯形控制的 45 x 50 mm 紧凑型驱动器。该设计使用一个分立式紧凑型基于 MOSFET 的三相逆变器,可提供 20A RMS 连续(持续 1 秒的 70A 峰值)绕组电流,无需任何外部冷却装置或散热器。


栅极驱动器的转换率控制和电荷泵可确保在 5V 至 12.6V 之间实现最大逆变器效率(>97%,10.8V 直流)并具有最佳 EMI 性能。逐周期过流保护功能可防止功率级出现大的堵转电流,并且板可以在高达 55°C 的环境温度下工作。小巧的外形支持在靠近电池组的位置放置板,高效率使电池的持续时间更长,70A 的峰值电流容量可在电动工具中提供高瞬时峰值扭矩。

特性
  • 运行电压范围为 5V 至 12.6V(3 节锂离子电池),并具有高达 20A 的 RMS 连续(持续 1 秒的 70A 峰值)绕组电流,无需散热器或气流

  • PCB 外形小巧:45mm x 50mm

  • 通过使用栅极驱动器的转换率控制和电荷泵功能,在 5V 至 12.6V 之间实现最佳逆变器效率(>97%,10.8V)并具有最佳 EMI 性能

  • 逐周期过流保护,响应时间小于 1us,通过 VDS 传感提供短路闩锁保护

  • 击穿保护、欠压保护、过温保护和转子堵转保护


6

用于 36V 电动工具的具有 PFC 和 LLC 的 230V、400W 高效电池充电器



此设计是一种专为广泛电池充电而设计的 400W 高效电池充电器电源,其充电的电池电压范围为 20V - 42V,非常适合无绳电动工具和园林工具中使用的 10 节锂离子电池组。此设计具有工作效率高达 96% 的升压 PFC 预稳压器级。它提供了大于 0.99 的高功率因数 (PF),并根据 IEC61000-3-2 A 类标准满足 PFC 法规。


主转换器级通过 LLC 配置实现,且其满载工作效率高达 96%。充电器设计的输入电压范围为 175V – 265V AC。此设计的外形 (230mm x 80mm) 为紧凑结构,功率级别为 400W。此设计在满载时的总体系统工作效率为 92%,且电压和电流调节均在+/- 3% 以内。电路前端的 EMI 滤波器旨在满足 EN55011 A 类传导发射水平。


主要特色

  • 具有前端 PFC 和半桥 LLC 谐振转换器的 400W 电池充电器

  • 为广泛电池充电而设计,这些电池包括锂离子电池、锂聚合物电池、镍镉电池和铅酸电池,电压范围为 20V - 42V

  • 适合为工业电动工具中使用的 10 节锂离子电池组充电

  • 提供高达 9A 连续充电电流以实现电池快速充电

  • 在充电电流为 9A 和输入为 230V 的满载状态下的总体效率为 92%,无需外部散热

  • 大于 0.99 的高功率因素,根据 IEC 61000-3-2 A 标准满足 PFC 法规和电流 THD

  • 不连接电池时的待机功耗极低 (< 200mW)

  • 230 x 80 mm 的小巧 PCB 外形便于携带使用

  • 通过附加的外部微控制器提供灵活的充电性能分析

  • 充电器受保护,可防止输出端子出现过流和短路,确保符合安全需求

  • 符合传导发射标准 EN55011 A 类的要求


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