JAJU912 November   2023

 

  1.   1
  2.   概要
  3.   参照情報
  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 主な使用製品
      1. 2.2.1 LMG3422R030
      2. 2.2.2 ISO7741
      3. 2.2.3 AMC1306M05
      4. 2.2.4 AMC1035
      5. 2.2.5 TPSM560R6H
      6. 2.2.6 TPSM82903
  9. 3システム設計理論
    1. 3.1 パワー スイッチ
      1. 3.1.1 GaN-FET の選択基準
      2. 3.1.2 HVBUS のデカップリングと 12V ブートストラップ電源
      3. 3.1.3 GAN_FET のターンオン スルーレートの設定
      4. 3.1.4 PWM 入力フィルタとデッドタイムの計算
      5. 3.1.5 信号レベル シフト
      6. 3.1.6 LMG3422R030 故障通知
      7. 3.1.7 LMG3422R030 の温度監視
    2. 3.2 相電流のセンシング
      1. 3.2.1 シャント
      2. 3.2.2 AMC1306M05 のアナログ入力フィルタ
      3. 3.2.3 AMC1306M05 デジタル インターフェイス
      4. 3.2.4 AMC1306M05 電源
    3. 3.3 DC リンク (HV_BUS) 電圧の検出
    4. 3.4 位相電圧の検出
    5. 3.5 制御電源
    6. 3.6 MCU インターフェイス
  10. 4ハードウェア、ソフトウェア、テスト要件、テスト結果
    1. 4.1 ハードウェア要件
      1. 4.1.1 PCB
      2. 4.1.2 MCU インターフェイス
    2. 4.2 ソフトウェア要件
    3. 4.3 テスト設定
      1. 4.3.1 事前の注意事項
      2. 4.3.2 テスト方法
    4. 4.4 テスト結果
      1. 4.4.1 24V 入力制御電源
      2. 4.4.2 PWM から位相電圧スイッチ ノードまでの伝搬遅延時間
      3. 4.4.3 320VDC バス電圧でのスイッチ ノードの過渡応答
      4. 4.4.4 320VDC および 16kHz PWM での相電圧の直線性と歪み
      5. 4.4.5 インバータの効率と温度特性
        1. 4.4.5.1 効率の測定
        2. 4.4.5.2 320VDC、16kHz PWM、ヒートシンクなしでの熱解析と SOA
  11. 5設計とドキュメントのサポート
    1. 5.1 デザイン 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 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著者について

4.4.5.2 320VDC、16kHz PWM、ヒートシンクなしでの熱解析と SOA

図 4-22 と図 4-23 に、TIDA-010255 電力段を、7.1ARMS と 7.7ARMS の出力相電流、16kHz PWM で動作させたときの、27℃の周囲温度 (Fluke TI40 を使用) での熱テストを示します。LMG3422R030 のケース上面温度は約 90℃ (7ARMS 時) と約 94.3℃ (7.7ARMS 時) でした。6 つの LMG3422R030 デバイスがよく見えています。LMG3422R030 の‌ V 相の 接合部温度は、上側の LMG3422R030 の PWM 温度出力により、7.7ARMS で約 98℃と測定されました。一方、下側の LMG3422R030 は約 91℃と測定されました。サーマル パッドと電気的に接続されたソース ピンが大きな GND プレーンに接続されているため、下側の LMG3422R030 デバイスの方が温度が低くなります。上側の FET サーマル パッドと電気的に接続されたソース ピンは、EMI と PCB 寄生出力容量を最小化するため、面積が非常に小さい銅プレーンを持つ個別のスイッチ ノードに接続されています。

TIDA-010255 負荷電流 7.1ARMS 時の ‌TIDA-010255 PCB の熱画像図 4-22 負荷電流 7.1ARMS 時の ‌TIDA-010255 PCB の熱画像
TIDA-010255 負荷電流 7.7ARMS 時の ‌TIDA-010255 PCB の熱画像図 4-23 負荷電流 7.7ARMS 時の ‌TIDA-010255 PCB の熱画像

図 4-24 に、320V の DC リンク電圧、8kHz PWM および 16kHz PWM、自然対流を想定した場合の、TIDA-0100255 のヒートシンクなしでの安全動作領域 (SOA) の推定値を示します。SOA は、図 4-19 に従って測定された電力損失、LMG3422R030 の接合部およびケース温度の測定値、Tj = 125℃で動作した際の RDS(on) の増加を考慮するための補正係数に基づいて推定されています。

TIDA-010255 自然対流での TIDA-010025 の安全動作領域の推定値 (水平配置、ヒートシンクなし)図 4-24 自然対流での TIDA-010025 の安全動作領域の推定値 (水平配置、ヒートシンクなし)