TIDA-00210
用于双极步进驱动器的 75V/10A 受保护的全桥功率级参考设计
TIDA-00210
概述
步进驱动器用于许多通常在 12VDC 至 48VDC 范围内运行的应用。TI 提供丰富的步进电机驱动器解决方案，具有业界通用的步进/方向和 PWM 控制接口。
对于需要更大扭矩和功率的应用，通常使用 48VDC 以上的电压（最高 100VDC）。TIDA-00210 可以为此类步进驱动器提供解决方案。TIDA-00210 使用基于 TIDA-00365 的两个受保护的全桥功率级并行配置。没全桥在标称 75VDC 和 10Arms 输出下工作，具有双极高压侧电流检测功能，利用集成放大器的 100V 全桥栅极驱动器 SM72295 和四个 100V NexFET 功率 MOSFET（具有超低栅极电荷和低热阻的小型 SON5x6 封装）。功率级在电机端子之间及电机端子与地之间具有全面保护，例如过热保护、过流保护和短路保护。板载电源可为栅极驱动器和信号链提供 12V 和 3.3V 的电压轨。主机处理器接口为 3.3V I/O，用于连接像 C2000 Piccolo 这样的主机 MCU 以实现步进电机控制。
特性
- 输入电压高达 100VDC（标称电压为 75VDC）且相位电流为 10A 的受保护的全桥功率级。
- 使用配有集成放大器的 SM72295 100V 全桥栅极驱动器实现高侧双极相电流感应，最多支持 256 个微型步长，从而降低 BOM 成本。
- 16kHz PWM 下的效率为 95%，标称负载和非常低的开关损耗，也支持更高的 PWM 频率。由于采用 TI NexFET 功率 MOSFET，在 25°C 环境温度和标称负载下无需散热器。
- 全桥经过优化，具有 NexFET 的快速导通和关断开关时间 (25ns)，无开关节点电压过冲，从而实现低 EMI。
- 硬件具有过热、过电流、相间及相与 GND 间短路以及 UVLO 保护功能。可在硬件中自定义配置阈值。
- 3.3V 主机处理器接口可让 C2000 等 MCU 实现自定义步进电机控制。互补 PWM 输入和双极高侧电流检测缓冲的 0V 至 3.3V 模拟输出可以实现精确的相电流控制。相位到 GND 电压反馈信号允许反 EMF 感测和失速检测。使能信号可让 MCU 导通和关断功率级。
我们开发的全面组装电路板仅用于测试和性能验证，不可用于销售。
设计文件和产品
设计文件
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产品
在设计中包括 TI 产品和可能的替代产品。
技术文档
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| 类型 | 标题 | 下载最新的英语版本 | 日期 | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| * | 设计指南 | 75V 10A Protected Full Bridge Power Stage Bipolar Stepper Drives Design Guide (Rev. A) | 2016-9-28 | |||
| 应用手册 | Designing with the ATL431LI | 2018-11-27 |