Neues Referenzdesign für einen Hochspannungs-Dreiphasen-PWM-Frequenzumrichter ergibt schnellere und präzisere Antriebssteuerungen 

27 Juni, 2017

27. Juni 2017 – Texas Instruments (TI) (NASDAQ: TXN) präsentierte heute ein innovatives, auf Galliumnitrid (GaN) basierendes Referenzdesign für einen Dreiphasen-Frequenzumrichter. Es unterstützt Ingenieure beim Bau von 200 V/2 kW AC-Servoantrieben und industrieller Robotertechnik der nächsten Generation mit schneller Stromregelung, hohem Wirkungsgrad sowie präziserer Drehzahl- und Drehmomentregelung. Laden Sie das Referenzdesign noch heute herunter.

 

GaN-Leistungsstufe für einen Dreiphasen-Wechselrichter

Das Referenzdesign für einen Dreiphasen-Hochfrequenz-Wechselrichter auf GaN-Basis bedient sich des im vergangenen Jahr angekündigten, neuesten 600 V/12 A GaN Power Moduls LMG3410 von TI mit integriertem FET, Gatetreiber und Schutzfunktionen. Dank des GaN-Moduls kann das Design bis zu fünfmal schneller schalten als Silizium-FETs, wobei mit einer PWM-Frequenz von 100 kHz ein Wirkungsgrad von über 98 % erzielt wird, mit 24 kHz sogar von über 99 %. Die GaN-Technologie ermöglicht Designern die Optimierung der Schalter-Performance mit dem Ziel, die Verluste im Motor zu verringern und den Kühlkörper zu verkleinern, um dadurch Leiterplattenfläche zu sparen. Der Betrieb des Wechselrichters mit 100 kHz trägt maßgeblich zur Verbesserung der Drehmomentwelligkeit bei, wenn der Einsatz mit Motoren geringer Induktivität erfolgt.

 

Leistung, Geschwindigkeit und Performance

Die GaN-Wechselrichter-Leistungsstufe lässt sich einfach an Mikrocontroller (MCUs) anschließen, darunter das Antriebssteuerungs-SoC TMS320F28379D, um bei der dynamischen Anpassung von Spannung und Frequenz zu helfen und eine ultraschnelle Stromregelung zu erzielen. Ebenfalls heute stellte TI seine neue DesignDRIVE Fast Current Loop Software mit innovativen Sub-Cycle PWM-Update-Techniken vor, die bei der Reduzierung der Stromregelungs-Ansprechgeschwindigkeit in Servoantrieben auf unter 1 µs helfen. Damit wird die Ansprechzeit der Motor-Drehmomentregelung potenziell um den Faktor drei verkürzt. Die Fast Current Loop Software, die mit der controlSUITE™ Software kostenlos verfügbar ist, übertrifft die Leistungsfähigkeit traditioneller MCU-basierter Stromregelungs-Lösungen.

Abgesehen von dem GaN-Modul basiert das Referenzdesign auf den isolierten Delta-Sigma-Modulatoren des Typs AMC1306 von TI mit Strommessung, um die Leistungsfähigkeit der Motorregelung zu steigern. Der Digitalisolator ISO7831 von TI sorgt zusätzlich für die verstärke Isolation zwischen der MCU und den sechs PWM-Stufen des Designs.

 

Wichtige Vorteile des neuen Dreiphasen-Wechselrichterdesigns von TI

  • Hocheffiziente Leistungsstufe:  98 % Wirkungsgrad bei 100 kHz PWM-Frequenz und 99 % bei 24 kHz ermöglichen die Verwendung kleinerer Kühlkörper.
  • Hohe PWM-Frequenz (Pulsweiten-Modulation): Eine hohe PWM-Schaltfrequenz erlaubt die Ansteuerung von Motoren geringer Induktivität mit minimaler Stromwelligkeit.
  • Schnelle Schaltvorgänge: Reduziertes EMI-Aufkommen durch Schaltzeiten unter 25 ns ohne Schwingen am Schaltknoten.
  • 600 V/12 A GaN-FET-Leistungsstufe LMG3410 mit über 7 Millionen zuverlässig absolvierten Betriebsstunden: Voraussetzung für ein schnelles, einfaches Leiterplatten-Layout und kompakte Designs.

 

Zusätzliche Designressourcen:

 

Über Texas Instruments

Texas Instruments Incorporated (TI) ist ein weltweites Halbleiterdesign- und Produktionsunternehmen, das Analog-ICs und Embedded-Prozessoren entwickelt. Durch den Einsatz der hellsten Köpfe der Welt schafft TI Innovationen, die die Zukunft der Technologie gestalten. TI hilft mehr als 100.000 Kunden heute die Zukunft zu verändern. Erfahren Sie mehr unter http://www.ti.com.

 

Marken

controlSUITE ist eine Marke von Texas Instruments. Alle anderen Marken sind Eigentum der jeweiligen Inhaber. 

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