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  • GaN IPM DRV7308 を使用した 250W モーター インバータのリファレンス デザイン

    • JAJU938 June   2024  – December 2024 MSPM0G1507

       

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  • GaN IPM DRV7308 を使用した 250W モーター インバータのリファレンス デザイン
  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 用語
    2. 1.2 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 設計の考慮事項
    3. 2.3 主な使用製品
      1. 2.3.1 TMS320F2800137
      2. 2.3.2 MSPM0G1507
      3. 2.3.3 DRV7308
      4. 2.3.4 UCC28911
      5. 2.3.5 TLV9062
      6. 2.3.6 TLV74033
      7. 2.3.7 ISO6721B
      8. 2.3.8 TMP6131
    4. 2.4 システム設計理論
      1. 2.4.1 ハードウェア設計
        1. 2.4.1.1 モジュール形式の設計
        2. 2.4.1.2 補助フライバック電源
        3. 2.4.1.3 DC リンク電圧検出
        4. 2.4.1.4 突入電流保護
        5. 2.4.1.5 モーター相電圧のセンシング
        6. 2.4.1.6 モーター相電流のセンシング
        7. 2.4.1.7 DRV7308 の過電流保護
        8. 2.4.1.8 TMS320F2800F137 の内部過電流保護
      2. 2.4.2 3 相 PMSM 駆動
        1. 2.4.2.1 PM 同期モーターのフィールド オリエンテッド コントロール
          1. 2.4.2.1.1 空間ベクトルの定義と投影
            1. 2.4.2.1.1.1 (a, b) → (α, β) クラーク変換
            2. 2.4.2.1.1.2 (α, β) → (d, q) パーク変換
          2. 2.4.2.1.2 AC モーターの FOC 基本方式
          3. 2.4.2.1.3 回転子フラックスの位置
        2. 2.4.2.2 PM 同期モーターのセンサレス制御
          1. 2.4.2.2.1 位相ロック ループを備えた拡張スライディング モード オブザーバ
            1. 2.4.2.2.1.1 IPMSM の数学モデルと FOC 構造
            2. 2.4.2.2.1.2 IPMSM 向け ESMO の設計
            3. 2.4.2.2.1.3 PLL による回転子位置および速度の推定
        3. 2.4.2.3 弱め界磁 (FW) および最大トルク / 電流 (MTPA) 制御
        4. 2.4.2.4 モーター駆動のハードウェア要件
          1. 2.4.2.4.1 モーター電流帰還
            1. 2.4.2.4.1.1 3 つのシャント電流センシング
            2. 2.4.2.4.1.2 1 つのシャント電流センシング
          2. 2.4.2.4.2 モーター電圧帰還
  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 ハードウェアの概要
      1. 3.1.1 ハードウェア ボードの概要
      2. 3.1.2 テスト条件
      3. 3.1.3 ボードの検証に必要なテスト機器
    2. 3.2 GUI の概要
      1. 3.2.1 テスト構成
      2. 3.2.2 GUI ソフトウェアの概要
      3. 3.2.3 シリアル ポートの設定
      4. 3.2.4 モーターの識別
      5. 3.2.5 モーターの回転
      6. 3.2.6 モーターのフォルト ステータス
      7. 3.2.7 制御パラメータの調整
      8. 3.2.8 仮想オシロスコープ
    3. 3.3 C2000 ファームウェアの概要
      1. 3.3.1 ボード テストに必要なソフトウェアのダウンロードとインストール
      2. 3.3.2 CCS でのプロジェクトの開始
      3. 3.3.3 プロジェクト構造
      4. 3.3.4 テスト方法
        1. 3.3.4.1 ビルド レベル 1：CPU とボードの構成
          1. 3.3.4.1.1 CCS を起動し、プロジェクトを開く
          2. 3.3.4.1.2 プロジェクトのビルドとロード
          3. 3.3.4.1.3 デバッグ環境設定ウィンドウ
          4. 3.3.4.1.4 コードの実行
        2. 3.3.4.2 ビルド レベル 2：ADC 帰還を使用した開ループ チェック
          1. 3.3.4.2.1 CCS を起動し、プロジェクトを開く
          2. 3.3.4.2.2 プロジェクトのビルドとロード
          3. 3.3.4.2.3 デバッグ環境設定ウィンドウ
          4. 3.3.4.2.4 コードの実行
        3. 3.3.4.3 ビルド レベル 3：閉電流ループ チェック
          1. 3.3.4.3.1 CCS を起動し、プロジェクトを開く
          2. 3.3.4.3.2 プロジェクトのビルドとロード
          3. 3.3.4.3.3 デバッグ環境設定ウィンドウ
          4. 3.3.4.3.4 コードの実行
        4. 3.3.4.4 ビルド レベル 4：完全なモーター駆動制御
          1. 3.3.4.4.1 CCS を起動し、プロジェクトを開く
          2. 3.3.4.4.2 プロジェクトのビルドとロード
          3. 3.3.4.4.3 デバッグ環境設定ウィンドウ
          4. 3.3.4.4.4 コードの実行
          5. 3.3.4.4.5 モーター駆動 FOC パラメータの調整
          6. 3.3.4.4.6 弱め界磁および MTPA 制御パラメータの調整
          7. 3.3.4.4.7 電流センシング回路の調整
    4. 3.4 テスト結果
      1. 3.4.1  高速でクリーンな立ち上がりエッジ / 立ち下がりエッジ
      2. 3.4.2  突入電流保護
      3. 3.4.3  300VDC での熱性能
      4. 3.4.4  220VAC での熱性能
      5. 3.4.5  内部 CMPSS による過電流保護
      6. 3.4.6  外部バイアス電源を使用した場合の 300VDC での IPM 効率
      7. 3.4.7  オンボード バイアス電源を使用した場合の 300VDC でのボード効率
      8. 3.4.8  外部バイアス電源を使用した場合の 220VAC でのボード効率
      9. 3.4.9  オンボード バイアス電源を使用した場合の 220VAC でのボード効率
      10. 3.4.10 モーター相電流の iTHD テスト
      11. 3.4.11 スタンバイ電力テスト
    5. 3.5 新しいハードウェア ボードへのファームウェアの移行
      1. 3.5.1 PWM、CMPSS、ADC モジュールの構成
      2. 3.5.2 ハードウェア ボード パラメータの設定
      3. 3.5.3 フォルト保護パラメータの構成
      4. 3.5.4 モーターの電気的パラメータの設定
    6. 3.6 MSPM0 ファームウェアの概要
  10. 4設計とドキュメントのサポート
    1. 4.1 デザイン ファイル
      1. 4.1.1 回路図
      2. 4.1.2 部品表 (BOM)
      3. 4.1.3 PCB レイアウトに関する推奨事項
      4. 4.1.4 Altium プロジェクト
      5. 4.1.5 ガーバー ファイル
    2. 4.2 ソフトウェア ファイル
    3. 4.3 ドキュメントのサポート
    4. 4.4 サポート・リソース
    5. 4.5 商標
  11. 5著者について
  12. 重要なお知らせ
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Design Guide

GaN IPM DRV7308 を使用した 250W モーター インバータのリファレンス デザイン

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概要

このリファレンス デザインでは、GaN IPM DRV7308 をベースとした 250W 高効率モーター インバータ (ヒートシンクなし) と、UCC28911 を使用した低スタンバイ電力の設計を示します。このリファレンス デザインは、FAST™ または eSMO オブザーバを搭載した 3 相 PMSM を使用して、センサレス FOC モーター制御を実装します。このリファレンス デザインでは、同じマザーボード上で C2000™ MCU と MSPM0 マイクロコントローラのドーターボードの両方をサポートしています。すぐに使用可能なハードウェア、GUI ソフトウェア、ファームウェアが提供されており、開発期間を短縮できます。

参照情報

TIDA-010273 デザイン フォルダ
DRV7308、TMS320F2800137 プロダクト フォルダ
MSPM0G1507、UCC28911 プロダクト フォルダ
TLV9062、ISO6721、TLV74033 プロダクト フォルダ
C2000WARE-MOTORCONTROL-SDK ツール フォルダ
MSPM0-SDK

ツール フォルダ

特長

  • ピーク効率：99% 超
  • ヒートシンクなしで最大 250W のインバータ段と 15kHz のスイッチング周波数に対応
  • 広い動作電圧入力範囲：AC 165V～265V、50|60Hz
  • 80mm x 55mm のコンパクトな小型ボード サイズ
  • 低スタンバイ電力設計
  • 同じ電源マザーボード上に C2000 または MSPM0 コントローラのドーターボードを搭載したモジュール型設計
  • センサレス フィールド オリエンテッド コントロール (FOC) でのモーター制御で、FAST オブザーバ および eSMO オブザーバの両方、トルク補償、自動弱め界磁制御をサポート
  • モーターの制御、識別、監視に適した使いやすいグラフィカル ユーザー インターフェイス (GUI)

 
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