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  • 産業用ドライブ (IEC 61800-5-2) 向け、TÜV 評価済みセーフ・トルク・オフ (STO) のリファレンス・デザイン

    • JAJU459B December   2017  – November 2022

       

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  • 産業用ドライブ (IEC 61800-5-2) 向け、TÜV 評価済みセーフ・トルク・オフ (STO) のリファレンス・デザイン
  1.   概要
  2.   リソース
  3.   特長
  4.   アプリケーション
  5.   5
  6. 1System Description
    1. 1.1 Key System Specifications
  7. 2System Overview
    1. 2.1 Block Diagram
    2. 2.2 Design Considerations
      1. 2.2.1 Conditions of Use: Assumption
        1. 2.2.1.1 Generic Assumptions
        2. 2.2.1.2 Specific Assumptions
      2. 2.2.2 Diagnostics Coverage
        1. 2.2.2.1 Dual-Channel Monitoring
        2. 2.2.2.2 Checking ISO1211 Functionality With MCU (SIL1)
        3. 2.2.2.3 Checking TPS22919 Functionality With MCU (SIL1)
        4. 2.2.2.4 Checking TPS27S100 Functionality With MCU (SIL1)
        5. 2.2.2.5 Optional Monitoring Using RDY Pin of ISO5452, ISO5852S or UCC21750 Integrated Analog-to-PWM Isolated Sensor
      3. 2.2.3 Drive State
    3. 2.3 Highlighted Products
      1. 2.3.1 ISO1211
      2. 2.3.2 TPS27S100
      3. 2.3.3 TPS22919
      4. 2.3.4 ISO5852S, ISO5452
    4. 2.4 System Design Theory
      1. 2.4.1 Digital Input Receiver for STO
      2. 2.4.2 STO_1 Signal Flow Path for Controlling VCC1
      3. 2.4.3 STO_2 Signal Flow Path
        1. 2.4.3.1 High-Side Switch for Controlling Secondary-Side Supply Voltage of Gate Driver
        2. 2.4.3.2 Powering up Secondary Side: VCC2 of Gate Driver
      4. 2.4.4 Gate Driver Design
      5. 2.4.5 STO_FB Signal Flow Path
  8. 3Hardware, Software, Testing Requirements, and Test Results
    1. 3.1 Getting Started Hardware
      1. 3.1.1 PCB Overview
    2. 3.2 Testing and Results
      1. 3.2.1 Logic High and Logic Low STO Thresholds
      2. 3.2.2 Validation of STO1 Signal
        1. 3.2.2.1 Propagation of STO1 to VCC1 of Gate Driver
        2. 3.2.2.2 1-ms STO Pulse Rejection
        3. 3.2.2.3 Diagnostic Pulses From MCU Interface
      3. 3.2.3 Validation of STO2 Signals
        1. 3.2.3.1 Propagation of STO2 to VCC2 of Gate Driver
        2. 3.2.3.2 1-ms Pulse Rejection
        3. 3.2.3.3 Diagnostic Pulses From MCU
        4. 3.2.3.4 Inrush Current Measurement
      4. 3.2.4 3.3-V Voltage Rail From Switcher
      5. 3.2.5 60-V Input Voltage and Reverse Polarity Protection
      6. 3.2.6 Validation of Trip Zone Functionality
  9. 4Design Files
    1. 4.1 Schematics
    2. 4.2 Bill of Materials
    3. 4.3 Layer Plots
    4. 4.4 Altium Project
    5. 4.5 Gerber Files
    6. 4.6 Assembly Drawings
  10. 5Related Documentation
    1. 5.1 Trademarks
  11. 6About the Author
  12. 7Recognition
  13. 8Revision History
  14. 重要なお知らせ
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DESIGN GUIDE

産業用ドライブ (IEC 61800-5-2) 向け、TÜV 評価済みセーフ・トルク・オフ (STO) のリファレンス・デザイン

このリソースの元の言語は英語です。 翻訳は概要を便宜的に提供するもので、自動化ツール (機械翻訳) を使用していることがあり、TI では翻訳の正確性および妥当性につきましては一切保証いたしません。 実際の設計などの前には、ti.com で必ず最新の英語版をご参照くださいますようお願いいたします。

概要

このリファレンス・デザインは、CMOS 入力の絶縁型 IGBT ゲート・ドライバを使った三相インバータ向けセーフ・トルク・オフ (STO) サブシステムの概要を示します。この STO サブシステムは、2 チャネル構造を採用し (1oo2：1 out of 2、冗長化の目的で 2 つのうち少なくとも一方が動作)、ハードウェア障害耐性 1 (HFT = 1) を実現しています。無励磁化トリップの概念に従う実装を採用しています。デュアル STO 入力 (STO 1 および STO _2) がアクティブ LOW になった場合、6 個の絶縁型 IGBT ゲート・ドライバの 1 次側と 2 次側のそれぞれに対応する電源がロード・スイッチを通じてオフになり、モーターを制御および励磁する可能性を排除します。この STO リファレンス・デザイン (1oo2) は、TÜV SÜD による評価済みであり、全般的に SIL 3 および PL e/Cat.3に適合しています。

リソース

TIDA-01599、TIDA-00199デザイン・フォルダ
ISO1211、ISO5852Sプロダクト・フォルダ
TPS27S100、TPS22919プロダクト・フォルダ
ISO5452、ISO7710プロダクト・フォルダ
UCC21750、UCC5350プロダクト・フォルダ
TIOS1013プロダクト・フォルダ
TI の TI E2E™ サポート・エキスパートにお問い合わせください。

特長

  • TÜV SÜD 評価済みのデュアルチャネル STO (セーフ・トルク・オフ) アーキテクチャ (1oo2)、SIL 3 (IEC 61508) および PL e/Cat.3 (ISO 13849) に適合
  • STO サブシステムを実装する設計者に有益な、TÜV レポート、安全コンセプト文書、定性的システム FMEA を提供可能
  • ISO5852S、UCC21750、UCC53x0 など、CMOS 入力の絶縁型 IGBT ゲート・ドライバを使った三相インバータ用のセーフ・トルク・オフ (STO) サブシステム
  • 24V 絶縁型入力レシーバ ISO1211 は、IEC 61131-2 に準拠しているほか、±60V 入力を許容し、逆極性保護機能も搭載
  • STO サブシステムにあるロード・スイッチの診断率 (diagnostic coverage) を確保するための MCU (SIL 1) とのインターフェイス
  • RDY ピンを使用して ISO5852S ゲート・ドライバの入力および出力電源の UVLO を監視するオプション
    • アナログから PWM へ信号を変換する絶縁型センサを内蔵した UCC21750 による追加の監視機能
  • 24V 絶縁 STO_FB 出力が駆動状態を通知：セーフ状態 (STO)、または通常動作

アプリケーション

  • モーター・ドライブ・システム
  • サーボ・ドライブの電力段モジュール
  • AC ドライブの電力段モジュール
  • ロボット向けサーボ・ドライブ

 
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