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
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主なドキュメント
- Thermal Comparison of FR-4 and Insulated Metal Substrate PCB for GaN Inverter
(PDF 2456 KB)
2019年 6月 24日 （英語）
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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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