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

3.5 制御電源

TIDA-010255 では、12V、5V、3.3V 非絶縁型電源レールを生成して、180 ピン コネクタ J1 および J2 経由で信号チェーンと C2000 MCU controlCARD に電力を供給するため、許容誤差 ±20% の外部 24V DC 電源をコネクタ J5 に接続する必要があります。

WARNING: TIDA-010255 は、ハイサイド パワー スイッチと、絶縁型デルタ シグマ変調器などの関連センシング部品専用に機能絶縁された、ホット側 MCU 制御による電力段です。24V 制御電源の GND 基準は、高電圧 GND HV_GND に接続します。

図 3-10 に、‌12V、5V、3.3V のポイント オブ ロード電源を示します。ダイオード D6 は、24V 電源の逆極性接続を防止します。

電源ツリーの最初の段は 24V 入力を 12V 出力に変換します。この DC/DC 降圧変換には、シールド付きインダクタを内蔵した TPSM560R6H パワー モジュールを使用します。出力電圧は、VOUT が 12V になるように、‌‌『TPSM560R6H、Enhanced HotRod™ QFN パッケージ封止、60V 入力、1V～16V 出力、600mA パワー モジュール‌‌』データシートの「標準的な R‌FBB‌ 値」表に従って、帰還抵抗 R41 (10kΩ) および R43 (90kΩ) によって設定します。入力および出力容量は TPSM560R6H データシートの「入力および出力容量の最小値」の要件に従います。

電力ツリーの 2 段目は 12V を 5V に変換します。この変換には、超小型 MicroSiP パッケージ モジュールに封止された、インダクタ内蔵、3A、3V～17V、DC/DC コンバータ TPSM82903 を使用します。出力電圧は、VOUT が 5V になるように、帰還抵抗 R34 (732kΩ) および R45 (100kΩ) によって設定します。『TPSM82903、MicroSiP パッケージ封止、インダクタ内蔵、3A、3V～17V、高効率、低 IQ、降圧コンバータ モジュール』データシートの「出力電圧の設定」表に従って、R43 の抵抗値を 182kΩ に、R45 の抵抗値を 24.9kΩ に減らします。

電源ツリーの 3 段目でも、TPSM82903 を使用して 5V を 3.3V に変換します。出力電圧は、VOUT が 3.3V になるように、TPSM82903 データシートの「出力電圧」表に従って、帰還抵抗 R46 (113kΩ) および R47 (24.9kΩ) によって設定します。3.3V 出力は、MCU 経由で 3V3_EN 信号をプルダウンすることで無効化できます。

12V、3.3V、5V レールが利用可能な場合、対応するインジケータ LED D3、D4、D5 が点灯します。

TIDA-010255 12V、5V、3.3V レールを備えた 24V 制御電源の回路図図 3-10 12V、5V、3.3V レールを備えた 24V 制御電源の回路図