具有逐周期堵转电流限制器的BLDC电机的36V、32A功率级参考设计

描述
此参考设计是额定功率高达 1 kW 的电池供电式园艺工具和电动工具中的无刷电机的功率级，通过电压范围为 36 至 42 V 的 10 节锂离子电池供电。此设计使用具有 1.8 mΩ 超低漏源电阻 (RDS_ON) 的 60V N 通道 NexFET(TM)，采用 SON5x6 SMD 封装，从而形成 57 × 59 mm 的小巧 PCB 外形。此设计中采用三相栅极驱动器来驱动三相 MOSFET 电桥，该驱动器可在 6V 至 60V 范围内运行，并支持最大设置为 2.3A 灌电流/1.7A 拉电流的可编程栅极电流。C2000™ Piccolo™ LaunchPad™ LAUNCHXL-F28027 与此功率级结合使用，并在软件中通过霍尔传感器实现针对 BLDC 电机的 120 度梯形控制。栅极驱动器的逐周期电流限制功能将此功率级中允许的最大电流限制到一个安全级别，从而保护电路板免受电机停止期间导致的过流问题的损害。

特性

用于无刷直流电机的 1kW 功率级，具有基于霍尔传感器的梯形控制功能，在 TMS320F28027 MCU 上实现
使用 10 节锂离子电池供电，电压范围为 30V 至 42V
气流为 400 LFM 时提供高达 32A 的 RMS 连续电机电流
此功率级使用 CSD18540Q5B 60V/400Apeak、1.8mΩ RDS_ON、SON5x6 封装的 MOSFET 实现 57 × 59 mm 的小巧 PCB 外形
使用 DRV8303 三相栅极驱动器，该驱动器可通过 6 至 60 V 输入电压运行，支持最大设置为 2.3A 灌电流/1.7A 拉电流的可编程栅极电流
使用可配置的阈值进行硬件逐周期过流限制，从而实现电机停止保护
针对每个相位提供单独相位电压、直流总线电压、直流总线电流感应和低侧电流感应的感应反馈，实现无传感器控制
通过基于 TPS54061 的 3.3V/0.15A 降压转换器为 MCU 供电
设计成在 –20°C 至 55°C 的环境温度下运行