TIDA-00915

統合ドライブ向け1.25kW、200V AC小型フォーム・ファクタ 3 相 GaN インバータのリファレンス・デザイン

TIDA-00915

設計ファイル

概要

このリファレンス・デザインは、200V AC サーボ・モーター駆動用の 3 相インバータで、周囲温度 50℃ 時に 1.25kW の連続電力定格、周囲温度 85 時に 550W です。このリファレンス・デザインが採用している 600V の LMG3411R150 GaN(窒化ガリウム)パワー・モジュールは、FET とゲート・ドライバを統合し、効率的な放熱の目的で 1.95mm の絶縁金属基板(Insulated Metal Substrate、IMS)ボードに搭載しています。絶縁回路と制御回路を個別の FR-4 基板に実装しています。ヒートシンク、制御段、絶縁段、出力段を含め、このデザイン全体の寸法は 80mm × 46mm × 37mm です。この超小型フォーム・ファクタを、ファンレスの自然対流冷却という特性と組み合わせた結果、このドライブをモーターに内蔵し、必要なキャビネット空間を最大 50% 節減したほか、ロボットや CNC 工作機械などの 6 軸モーター・アプリケーションで使用する場合、合計ケーブル長を最大 90m 節減することができます。

特長
  • 600V、6A の LMG3411R150 GaN は、周囲温度 50℃ 時に最大 1.25kW を供給して 150W/立法インチ(9.15W/cm3)の電力密度を達成するほか、周囲温度 85℃ 時に最大 550W を供給します。
  • 超小型フォーム・ファクタを、ファンレスの自然対流冷却という特性と組み合わせた結果、ドライブの統合を通じて、モーターの設置面積と配線コストの節減に貢献できます。
  • 5ns 未満の非常に高速なスイッチング遷移時間と、スイッチ・ノード電圧リンギングの最小化により、EMI が減少
  • 高効率の出力段(PWM が 32kHz 時に 99% 超過のピーク効率)により、ヒートシンクのサイズが小型化
  • ゲートの低電圧、デバイスの過電流、過熱から保護
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組み立てられたボードは、テストと性能検証のみの目的で開発されたものであり、販売していません。

設計ファイルと製品

設計ファイル

すぐに使用できるシステム・ファイルをダウンロードすると、設計プロセスを迅速化できます。

JAJU269A.PDF (8402 K)

リファレンス・デザインの概要と検証済みの性能テスト・データ

TIDRQU3A.ZIP (695 K)

設計レイアウトとコンポーネントを示した詳細な回路図

TIDRQU4A.ZIP (125 K)

設計に使用したコンポーネント、参照指定子、メーカー名や型番などを記入した詳細なリスト

TIDRQU5A.ZIP (320 K)

コンポーネントの配置を明示する詳細な設計レイアウト

TIDRQU7A.ZIP (2682 K)

IC コンポーネントの 3D モデルまたは 2D 図面に使用するファイル

TIDCDE8A.ZIP (1498 K)

PCB 設計の基板層に関する情報を記載した設計ファイル

TIDRQU6A.ZIP (1663 K)

PCB 設計レイアウトを生成するための PCB 基板層のプロット・ファイル

製品

設計や代替製品候補に TI 製品を含めます。

AND ゲート

SN74AHC1G081 チャネル、2 入力、2V ~ 5.5V、高速 (9ns)、AND ゲート

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AND ゲート

SN74LVC1G111 チャネル、3 入力、1.65V ~ 5.5V、32mA のドライブ能力、AND ゲート

データシート: PDF | HTML
GaN (窒化ガリウム) IC

LMG3411R150ドライバとサイクルごとの過電流保護機能内蔵、600V、150mΩ GaN

データシート: PDF | HTML
シャント電圧リファレンス

TL431調整可能な高精度シャント・レギュレータ

データシート: PDF | HTML
デジタル・アイソレータ

ISO7721信頼性の高い EMC 特性、デュアル・チャネル、1/1、強化絶縁型デジタル・アイソレータ

データシート: PDF | HTML
リニア・レギュレータと低ドロップアウト (LDO) レギュレータ

TLV1117800mA、15V、リニア電圧レギュレータ

データシート: PDF | HTML

技術資料

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種類 タイトル 英語版のダウンロード 日付
* アプリケーション・ノート Thermal Comparison of FR-4 and Insulated Metal Substrate PCB for GaN Inverter 2019年 6月 24日
設計ガイド 3相、1.25 kW、200 VAC、小型フォームファクタ、GaNインバーターのリファレンスデザイン (Rev. A 翻訳版) 英語版 (Rev.A) 2020年 1月 29日
アプリケーション・ノート Designing With the Improved TL431LI (Rev. A) 2019年 6月 28日
アプリケーション・ノート High Voltage Half Bridge Design Guide for LMG3410 Smart GaN FET (Rev. A) 2018年 11月 10日
技術記事 GaN reliability standards reach milestone PDF | HTML 2017年 9月 18日
ホワイト・ペーパー GaN power module performance advantage in DC/DC converters 2015年 3月 2日

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