11 系統(tǒng)工程和參考設(shè)計(jì)

TI 的系統(tǒng)工程團(tuán)隊(duì)致力于使用 TI 品類齊全的產(chǎn)品系列開發(fā)經(jīng)過優(yōu)化的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，從而幫助客戶加快系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)程。以下部分詳細(xì)介紹了之前開發(fā)的一些參考設(shè)計(jì)：

• TIDM-02014 SiC 牽引逆變器參考設(shè)計(jì)。請(qǐng)參閱圖 11-1：

TIDM-02014 是一款由德州儀器 (TI) 和 Wolfspeed? 共同開發(fā)的基于 SiC 的 800V、300kW 牽引逆變器系統(tǒng)參考設(shè)計(jì)。該設(shè)計(jì)為原始設(shè)備制造商和設(shè)計(jì)工程師創(chuàng)建高性能、高效率的牽引逆變器系統(tǒng)和加快產(chǎn)品上市速度奠定了基礎(chǔ)。該設(shè)計(jì)展示了 TI 和 Wolfspeed? 的牽引逆變器系統(tǒng)技術(shù)如何通過高性能隔離式柵極驅(qū)動(dòng)器和驅(qū)動(dòng)電源模塊的實(shí)時(shí)可變強(qiáng)度柵極驅(qū)動(dòng)器來降低可用電壓的過沖，進(jìn)而提高系統(tǒng)效率。隔離式柵極驅(qū)動(dòng)器與 TI 的隔離式偏置電源設(shè)計(jì)相結(jié)合，顯著減小了 PCB 尺寸，使 PCB 面積縮小為不到原來的二分之一，高度小于 4mm，并消除了 30 多個(gè)分立元件，從而提高了系統(tǒng)功率密度。TI 的高控制性能 MCU 具有緊密集成的實(shí)時(shí)外設(shè)，可在速度超過 20,000rpm 時(shí)，實(shí)現(xiàn)有效的牽引電機(jī)控制。該設(shè)計(jì)的快速電流環(huán)路實(shí)現(xiàn)有助于盡可能地減少電機(jī)扭矩紋波，并提供平滑的速度-扭矩曲線。系統(tǒng)的機(jī)械和熱設(shè)計(jì)由 Wolfspeed? 提供。

圖 11-1 TIDM-02014 牽引逆變器參考設(shè)計(jì)

• UCC5880INVERTEREVM 柵極驅(qū)動(dòng)器評(píng)估模塊：

UCC5880INVERTEREVM 板既可通過焊接在電路板上的 100nF 電容器負(fù)載，獨(dú)立用于測(cè)試 UCC5880-Q1 驅(qū)動(dòng)器，也可基于 Wolfspeed? XM3 SiC MOSFET 用于直接驅(qū)動(dòng)半橋功率模塊，以進(jìn)行高功率測(cè)試。該板上包含兩個(gè) UCC14240-Q1 隔離式偏置電源。該 EVM 支持靈活配置不同的 SPI 通信方法，包括常規(guī) SPI、菊花鏈和基于 TI 地址。該 EVM 可與 Sitara? 和 C2000? 實(shí)時(shí)微控制器控制卡連接，用于高達(dá) 300kW 的三相逆變器測(cè)試。

• TIDA-01527 分立式旋轉(zhuǎn)變壓器參考設(shè)計(jì)：

TIDA-01527 是帶有 C2000? 微控制器且精度為 ±0.1° 的分立式旋轉(zhuǎn)變壓器前端參考設(shè)計(jì)。此參考設(shè)計(jì)是適用于旋轉(zhuǎn)變壓器傳感器的勵(lì)磁放大器和模擬前端。該設(shè)計(jì)僅在 1 平方英寸的印刷電路板 (PCB) 上實(shí)施分立式組件和標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)算放大器。提供的算法和代碼示例使用了 C2000? 微控制器 (MCU) LaunchPad? 開發(fā)套件，通過 TMS320F28069M MCU 來進(jìn)行信號(hào)處理和角度計(jì)算。該參考設(shè)計(jì)使用了非凡的散射信號(hào)處理方法。這種方法將系統(tǒng)精度提高了 250%，同時(shí)還可將硬件成本和復(fù)雜度保持在合理水平。