MOTIX? TLE9189 電機(jī)柵極驅(qū)動器 IC 評估套件：設(shè)計與應(yīng)用全解析

在電機(jī)驅(qū)動領(lǐng)域，一款高效、易用的評估套件對于工程師們來說至關(guān)重要。今天，我們就來深入探討英飛凌（Infineon）的 MOTIX? TLE9189 電機(jī)柵極驅(qū)動器 IC 評估套件，它能幫助我們快速熟悉和評估 MOTIX? TLE9189 電機(jī)柵極驅(qū)動器集成電路的硬件和軟件功能。

文件下載：Infineon Technologies MOTIX TLE9189評估套件.pdf

一、套件概述

1.1 設(shè)計目的

該評估套件旨在為工程師提供一個簡單易用的工具，以便熟悉英飛凌的 MOTIX? TLE9189 電機(jī)柵極驅(qū)動器 IC 設(shè)備。它適用于 VQFN48 和 TQFP48 封裝的器件，可對這兩種變體的 MOTIX? TLE9189 電機(jī)柵極驅(qū)動器 IC 進(jìn)行測試和評估。

1.2 交付內(nèi)容

套件包含 VQFN48 或 TQFP48 引腳封裝的器件，以及用于將開發(fā)板連接到 PC 的 USB 電纜。

1.3 主要特性

• 強(qiáng)大的微控制器：采用 32 位 TriCore? AURIX? TC364DP 作為微控制器，為系統(tǒng)提供了強(qiáng)大的計算能力。
• 便捷的調(diào)試功能：板載調(diào)試器通過 USB 連接，方便進(jìn)行軟件調(diào)試。
• 高效的電源管理：使用 OPTIREG? PMIC TLF35585QV 進(jìn)行電源管理，同時具備 Pi 濾波器和反極性保護(hù)，確保電源的穩(wěn)定和安全。
• 可靠的電機(jī)驅(qū)動：電機(jī)功率級包括一個帶有 OptiMOS? 6 40 V 功率 MOSFET 的 B6 橋和無需額外工具的電機(jī)相位連接器，可輕松驅(qū)動三相電機(jī)。
• 豐富的接口資源：提供通用輸入輸出（GPIO）引腳連接器、按鈕以及用于電機(jī)位置傳感器的引腳頭，方便進(jìn)行各種功能擴(kuò)展。

1.4 技術(shù)參數(shù)

二、系統(tǒng)與功能描述

2.1 開發(fā)板信息

2.1.1 連接器

開發(fā)板上的連接器豐富多樣，滿足了不同的應(yīng)用需求。例如，VBAT 和 GND 用于電源和接地連接；Phase 1、2、3 用于電機(jī)連接；還有用于與微控制器通信的接口，如 CAN 通信、Tracebox 接口和 I/O 接口等。此外，還提供了用于電機(jī)位置傳感器的接口以及調(diào)試接口。

2.1.2 測試點(diǎn)

測試點(diǎn)的設(shè)置方便了工程師對系統(tǒng)信號的測量。例如，GND 測試點(diǎn)用于連接地，測量功率級信號時更為穩(wěn)定；VBAT 測試點(diǎn)用于測量電池電壓等。

2.1.3 LED 指示燈

LED 指示燈用于指示系統(tǒng)的不同狀態(tài)，如 ERR 指示燈指示 TLE9189 ERR_N 引腳狀態(tài)，miniWiggler 指示燈指示板載 miniWiggler 的運(yùn)行狀態(tài)等。

2.1.4 跳線

跳線用于連接微控制器和 TLE9189 的輸入信號，如 X412 跳線用于連接 P02.6 引腳和 TLE9189 的 IH1_N 引腳等。

2.2 接口

2.2.1 電機(jī)功率級

開發(fā)板上有三個 MOSFET 半橋，用于驅(qū)動三相電機(jī)。每個半橋由兩個 N 溝道 MOSFET 組成，并配備了門源電阻。此外，還提供了去耦電容和直流鏈路電容，以及可選的緩沖器放置位置。

2.2.2 電流感測放大器（CSA）

為了測量電機(jī)電流，開發(fā)板上放置了三個分流電阻，并通過電容對分流信號進(jìn)行濾波。需要注意的是，當(dāng)電機(jī)電流超過技術(shù)參數(shù)中的最大值時，要考慮分流電阻的最大電流額定值。

2.2.3 電機(jī)位置傳感器

• 編碼器：可通過 8 針連接器 X501 連接，差分編碼器信號通過差分線路接收器 U501 轉(zhuǎn)換為單數(shù)字信號，連接到微控制器的相應(yīng)引腳。
• 霍爾傳感器：通過 6 針連接器 X502 連接，霍爾信號連接到微控制器的 P40.0、P40.1 和 P40.4 引腳。
• 隧道磁阻傳感器（TMR）：通過 6 針連接器 X512 連接，模擬 TMR 信號連接到微控制器的 AN0、AN1、AN38 和 AN39 引腳。

2.2.4 按鈕

RESET 按鈕用于下拉 PORST 引腳，以復(fù)位微控制器。

2.2.5 CAN 接口

可通過終端塊 X56 連接 AURIX? 的 CANH 和 CANL 引腳，高速 CAN 收發(fā)器將 CANH 和 CANL 信號連接到微控制器的 TX 和 RX 信號。此外，還提供了焊接共模扼流圈的選項(xiàng)。

2.2.6 Tracebox 接口

通過 Tracebox 連接器 X500 可將微控制器與 Tracebox 進(jìn)行接口連接，更多信息可訪問英飛凌官網(wǎng)。

2.2.7 調(diào)試接口

板載 miniWiggler 調(diào)試器可通過 USB 電纜連接，也可用于 UART 通信。此外，還有其他用于連接外部調(diào)試器的連接器。

2.2.8 GPIO 接口

引腳頭 X510 可用于訪問微控制器的一組 GPIO 引腳，方便進(jìn)行通用應(yīng)用。

三、組裝視圖與選項(xiàng)

3.1 組裝視圖

提供了開發(fā)板的頂部和底部視圖，方便工程師了解開發(fā)板的布局和結(jié)構(gòu)。

3.2 組裝選項(xiàng)

表 8 列出了可放置、移除或更改的組件，以影響評估套件的功能。例如，R404 電阻可用于連接 TLE9189 的 VREF 引腳和 PMIC 的 V_VR 參考電壓。

四、軟件工具鏈

可使用 MOTIX? 無刷直流（BLDC）電機(jī)柵極驅(qū)動器 IC 配置向?qū)ζ囯姍C(jī)柵極驅(qū)動器 IC 產(chǎn)品進(jìn)行輕松配置。安裝步驟如下：

1. 訪問英飛凌開發(fā)者中心啟動器。
2. 按照啟動器網(wǎng)頁上的說明操作。
3. 在計算機(jī)上啟動英飛凌開發(fā)者中心啟動器。
4. 選擇管理工具。
5. 搜索并安裝 MOTIX? BLDC 電機(jī)柵極驅(qū)動器 IC 配置向?qū)А?/li>
6. 安裝完成后，在啟動工具中點(diǎn)擊“開始”。
7. 點(diǎn)擊“TLE9189 EVALBOARD”。

五、設(shè)計文件

5.1 原理圖

提供了評估套件的多張原理圖，包括封面頁、頂層圖、功率級圖、微控制器圖等，幫助工程師深入了解電路設(shè)計。

5.2 布局圖

評估套件的布局由六層組成，分別展示了頂層、GND 層、信號層、電源層和底層的布局情況。

5.3 物料清單

使用了符合汽車標(biāo)準(zhǔn)的組件，完整的物料清單列出了包括未安裝組件在內(nèi)的所有組件信息，方便工程師進(jìn)行采購和設(shè)計參考。

六、注意事項(xiàng)

6.1 重要聲明

評估板和參考板僅用于演示和評估目的，并非商業(yè)化產(chǎn)品，不適合用于可靠性測試或生產(chǎn)。它們可能不符合 CE 或類似標(biāo)準(zhǔn)，客戶需確保其使用符合相關(guān)國家的要求和標(biāo)準(zhǔn)。

6.2 安全預(yù)防措施

• 測試期間，評估板或參考板的散熱器和設(shè)備表面可能會發(fā)熱，處理時需采取必要的預(yù)防措施。
• 只有熟悉驅(qū)動器、電力電子和相關(guān)機(jī)械的人員才能進(jìn)行系統(tǒng)的規(guī)劃、安裝、調(diào)試和維護(hù)。
• 評估板或參考板包含對靜電放電（ESD）敏感的部件和組件，安裝、測試、維護(hù)或修理時需采取靜電控制預(yù)防措施。
• 驅(qū)動器的錯誤應(yīng)用或安裝可能導(dǎo)致組件損壞或產(chǎn)品壽命縮短，需注意避免布線或應(yīng)用錯誤。
• 安裝前需移除評估板或參考板附帶的包裝材料，以免導(dǎo)致過熱或異常運(yùn)行。

七、總結(jié)

MOTIX? TLE9189 電機(jī)柵極驅(qū)動器 IC 評估套件為工程師提供了一個全面、便捷的平臺，用于評估和測試 MOTIX? TLE9189 電機(jī)柵極驅(qū)動器 IC 的功能。其豐富的特性、詳細(xì)的設(shè)計文件和完善的軟件工具鏈，使得工程師能夠快速上手并進(jìn)行各種應(yīng)用開發(fā)。在使用過程中，務(wù)必注意相關(guān)的注意事項(xiàng)，確保系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定運(yùn)行。你在使用類似評估套件時遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)。