JAJU889 may   2023

 

  1.   1
  2.   概要
  3.   リソース
  4.   特長
  5.   アプリケーション
  6.   6
  7. 1システムの説明
    1. 1.1 主なシステム仕様
  8. 2システム概要
    1. 2.1 ブロック図
    2. 2.2 設計上の考慮事項
    3. 2.3 主な使用製品
      1. 2.3.1  UCC5880-Q1
      2. 2.3.2  AM2634-Q1
      3. 2.3.3  TMS320F280039C-Q1
      4. 2.3.4  UCC14240-Q1
      5. 2.3.5  UCC12051-Q1
      6. 2.3.6  AMC3330-Q1
      7. 2.3.7  TCAN1462-Q1
      8. 2.3.8  ISO1042-Q1
      9. 2.3.9  ALM2403-Q1
      10. 2.3.10 LM5158-Q1
      11. 2.3.11 LM74202-Q1
    4. 2.4 システム設計理論
      1. 2.4.1 マイクロコントローラ
        1. 2.4.1.1 マイクロコントローラ – C2000™
        2. 2.4.1.2 マイクロコントローラ – Sitara™
      2. 2.4.2 絶縁バイアス電源
      3. 2.4.3 電源ツリー
        1. 2.4.3.1 はじめに
        2. 2.4.3.2 電源ツリーのブロック図
        3. 2.4.3.3 12V の分配と制御
        4. 2.4.3.4 ゲート・ドライブ電源
        5. 2.4.3.5 5V 電源ドメイン
        6. 2.4.3.6 電流および位置センシング電源
  9. 3ハードウェア、ソフトウェア、テスト要件、テスト結果
    1. 3.1 ハードウェア要件
      1. 3.1.1 ハードウェア・ボードの概要
        1. 3.1.1.1 制御ボード
        2. 3.1.1.2 MCU 制御カード – Sitara™
        3. 3.1.1.3 MCU 制御カード – C2000™
        4. 3.1.1.4 ゲート・ドライバとバイアス電源ボード
        5. 3.1.1.5 DC バス電圧センス
        6. 3.1.1.6 SiC パワー・モジュール
          1. 3.1.1.6.1 XM3 SiC パワー・モジュール
          2. 3.1.1.6.2 モジュールの電源端子
          3. 3.1.1.6.3 モジュールの信号端子
          4. 3.1.1.6.4 内蔵 NTC 温度センサ
        7. 3.1.1.7 ラミネート・バス・コンデンサと DC バス・コンデンサ
          1. 3.1.1.7.1 放電 PCB
    2. 3.2 テスト構成
      1. 3.2.1 ソフトウェア設定
        1. 3.2.1.1 Code Composer Studio プロジェクト
        2. 3.2.1.2 ソフトウェアの構造
    3. 3.3 テスト方法
      1. 3.3.1 プロジェクトの設定
      2. 3.3.2 アプリケーションの実行
    4. 3.4 テスト結果
      1. 3.4.1 絶縁バイアス電源
      2. 3.4.2 絶縁型ゲート・ドライバ
      3. 3.4.3 インバータ・システム
  10. 4テキサス・インスツルメンツの高電圧評価基板 (TI HV EVM) におけるユーザーの安全のための一般的な指針
  11. 5設計とドキュメントのサポート
    1. 5.1 設計ファイル
      1. 5.1.1 回路図
      2. 5.1.2 BOM
      3. 5.1.3 PCB レイアウトに関する推奨事項
        1. 5.1.3.1 レイアウトのプリント
      4. 5.1.4 Altium プロジェクト
      5. 5.1.5 ガーバー・ファイル
      6. 5.1.6 アセンブリの図面
    2. 5.2 ツールとソフトウェア
    3. 5.3 ドキュメントのサポート
    4. 5.4 サポート・リソース
    5. 5.5 商標
  12. 6用語
3.1.1.6.4 内蔵 NTC 温度センサ

パワー・モジュールに内蔵されている NTC 温度センサの出力は、絶縁型デジタル信号によりコントローラにフィードバックされます。この信号は、周波数が変化する 50% デューティ・サイクルの方形波です。温度センサは、電源デバイスのできるだけ近くに配置すると同時にデバイスから電気的に絶縁することで、ベースプレートの近似温度を示します。NTC で検出された温度は、SiC MOSFET の接合部温度と大きく異なっており、正確な接合部温度測定としては使用できません。3 つの XM3 モジュールの NTC フィードバック信号をコントローラを使用して測定する方法は 2 つあります。1 つ目は、拡張キャプチャ (eCAP) ペリフェラルを使用して、差動レシーバから直接送信される信号の周波数をデジタル測定する方法です。NTC 信号周波数と NTC 温度の関係を図 3-9 および表 3-4 に示します。2 つ目は、周波数信号をフィルタ処理し、コントローラの ADC で測定できるアナログ信号に変換する方法です。アナログ電圧の測定値は、周波数が 4.6kHz のときは 0.38V、周波数が 30.1kHz のときは 2.5V です。

GUID-20230418-SS0I-XLXD-CBMP-TKVNQM314FVQ-low.svg図 3-9 NTC 温度と信号周波数との関係
表 3-4 NTC の温度、抵抗、周波数の相関関係
NTC 温度 (℃) NTC 抵抗 (Ω) 周波数出力 (kHz)
0 13491 4.6
25 4700 10.3
50 1928 17.1
75 898 22.8
100 464 26.4
125 260 28.3
150 156 29.5
175 99 30.1
GUID-20230418-SS0I-536L-VW2C-TCXJZKZZZL2V-low.svg図 3-10 CAB450M12XM3 仮想接合部温度 (TVJ) と 25℃の冷却剤を使用した NTC 抵抗との関係

図 3-10 に、CAB450M12XM3 モジュールの NTC 抵抗 (RNTC (Ω)) と仮想接合部温度 (TVJ) のマッピングを示します。これは、次の式を使用して計算されます。

式 4. T V J =   - 87.12 × ln R N T C +   786.14

コントローラ PCB 上に追加の温度センサが 1 つ搭載されており、リファレンス・デザイン・ケース内の周囲温度を測定できます。この温度センサは、10kΩ の NTC 表面実装サーミスタと、分圧器を形成する 10kΩ の固定抵抗で構成されています。温度が上昇すると、分圧器の中点の電圧も上昇します。この電圧はローパス・フィルタで処理され、緩やかに変化する温度からの高周波ノイズを除去します。この電圧信号 VT をサーミスタの温度 (ケルビン) に変換するには、次の式を使用します。

式 5. T = ( ln 3.3 / V T - 1 3900 +   1 298.15 ) - 1