此參考設(shè)計(jì)采用霍爾效應(yīng)電流傳感器 TMCS1100，可測(cè)量絕對(duì)誤差< 1%（–40°C 至 125°C）的電流，并提供高達(dá) 600 V 的工作隔離電壓。低電阻封裝內(nèi)電流傳感元件無(wú)需高側(cè)電源，為精確的電機(jī)扭矩、速度或位置控制提供了緊湊高效的電流傳感解決方案。逆變器功率級(jí)由 600V LMG3411氮化鎵 （GaN） 功率模塊組成，可進(jìn)一步減小尺寸并提高下一代電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的效率。

*附件：設(shè)計(jì)指南 — TIDA-010059.pdf

特征

• 精確的電流感應(yīng) （< 1% 絕對(duì)誤差） 可實(shí)現(xiàn)精確的電機(jī)控制。
• 在較寬的溫度范圍內(nèi)具有精度穩(wěn)定性，無(wú)需外部偏移或漂移補(bǔ)償。
• 封裝內(nèi)檢測(cè)元件，無(wú)需高側(cè)電源，可實(shí)現(xiàn)小尺寸、低成本的電流檢測(cè)系統(tǒng)。
• 高效、緊湊的逆變器功率級(jí)基于 600V LMG3411 GaN 功率模塊，具有集成柵極欠壓、器件過(guò)流和過(guò)熱保護(hù)功能。

1. 設(shè)計(jì)概述

• ?設(shè)計(jì)名稱?：TIDA-010059 - 同相電流感應(yīng)參考設(shè)計(jì)，用于230V AC電機(jī)驅(qū)動(dòng)
• ?核心組件?：
  • TMCS1100 Hall效應(yīng)電流傳感器
  • LMG3411R050 GaN功率模塊
  • ISO7721F數(shù)字隔離器
  • REF2030電壓參考
  • TLV9001運(yùn)算放大器
  • TLV1117電壓調(diào)節(jié)器

2. 設(shè)計(jì)特點(diǎn)

• ?高精度電流感應(yīng)?：使用TMCS1100實(shí)現(xiàn)<1%絕對(duì)誤差的電流測(cè)量，適用于精確電機(jī)控制。
• ?高隔離電壓?：TMCS1100提供高達(dá)600V的工作隔離電壓，增強(qiáng)安全性。
• ?高效功率轉(zhuǎn)換?：LMG3411R050 GaN功率模塊減少開關(guān)損耗，提高系統(tǒng)效率。
• ?緊湊設(shè)計(jì)?：集成度高，適合空間受限的應(yīng)用。

3. 系統(tǒng)架構(gòu)

• ?系統(tǒng)組成?：
  • ?功率板?：包含六個(gè)LMG3411R050 GaN功率模塊，實(shí)現(xiàn)三相逆變。
  • ?電流感應(yīng)板?：包含三個(gè)TMCS1100電流傳感器，處理電流信號(hào)。
  • ?接口板?：連接控制卡與電流感應(yīng)板，包含低通濾波器。
    

4. 關(guān)鍵組件功能

• ?TMCS1100?：Hall效應(yīng)電流傳感器，提供高精度、高線性度的電流測(cè)量。
• ?LMG3411R050?：GaN功率模塊，集成柵極驅(qū)動(dòng)和保護(hù)功能，提高開關(guān)速度和效率。
• ?ISO7721F?：數(shù)字隔離器，提供信號(hào)隔離，增強(qiáng)系統(tǒng)電磁兼容性。
• ?REF2030?：電壓參考，為TMCS1100提供穩(wěn)定的參考電壓。
• ?TLV9001?：運(yùn)算放大器，用于緩沖電流感應(yīng)信號(hào)。
• ?TLV1117?：電壓調(diào)節(jié)器，為低電壓電路提供穩(wěn)定的電源。

5. 設(shè)計(jì)考慮

• ?電流感應(yīng)精度?：使用外部參考電壓和運(yùn)算放大器緩沖，提高電流感應(yīng)精度。
• ?電磁兼容性?：通過(guò)數(shù)字隔離器和低通濾波器減少電磁干擾。
• ?熱管理?：使用高效散熱材料和設(shè)計(jì)，確保系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

6. 測(cè)試與驗(yàn)證

• ?測(cè)試設(shè)備?：包括示波器、高壓隔離探頭、數(shù)字萬(wàn)用表等。
• ?測(cè)試內(nèi)容?：
  • 電流測(cè)量精度：在不同開關(guān)頻率下測(cè)試TMCS1100的電流測(cè)量誤差。
  • 電流測(cè)量延遲：測(cè)試TMCS1100在電機(jī)運(yùn)行時(shí)的電流測(cè)量延遲。
• ?測(cè)試結(jié)果?：TMCS1100在16kHz和32kHz開關(guān)頻率下，未校準(zhǔn)和校準(zhǔn)后的FSR誤差均滿足設(shè)計(jì)要求。