基于STH31X 及 L6491 的5 kW 低电压高电流应用于堆高机,高尔夫球车的电机控制方案

堆高机,高尔夫球车和电动工具的电动牵引部分是需要低电压,高电流的STEVAL-CTM009V1套件方案是展示基于STripFET™F7技术的ST功率MOSFET的功能, 搭配L6491高电流能力栅极驱动器是这应用的理想选择。 

STEVAL-CTM009V1套件由STEVAL-CTM004V1,STEVAL-CTM005V1,STEVAL-CTM006V1,STEVAL-CTM008V1板组成,这些板组装在一起,为三相电机构建逆变器功率级。STEVAL-CTM004V1电源板具有绝缘金属基板(IMS),用于热保护的NTC和用于每个功率MOSFET的去耦栅电阻。该板将ST器件安装在H²PAK-6封装中。驱动级是STEVAL-CTM006V1电路板,带有L6491高电流能力栅极驱动器,用于驱动功率MOSFET和用于保护的集成比较器。驱动板包括ST电机控制连接器,因此您可以将STEVAL-CTM009V1与适用于电机控制的任何ST MCU控制板连接。该系统还有一个STEVAL-CTM005V1总线连接电容板,用于连接48 VDC电源(例如电池)以管理纹波电流,STEVAL-CTM008V1电流感应板用于读取三相电流和直流母线电流。


STEVAL-CTM009V1套件旨在让您评估STH31 * N10F7功率MOSFET,其中由高端和低端L6491高电流能力栅极驱动器驱动。 该系统包括大容量电容器电路板和电流感应板。STEVAL-CTM009V1可与任何带有嵌入式ST电机控制的ST MCU评估板连接
和ST FOC固件库支持。该套件已使用STEVALHKI001V1的STEVAL-CTM001V1C控制板进行测试,具有STM32F303RB 32位微控制器。

STEVAL-HKI001V1是一款工业驱动评估系统,旨在展示用于电机控制应用的A2C35S12M3-F IGBT功率模块的功能。它为单相或三相主输入提供解决方案,采用转换器逆变器制动(CIB)拓扑结构,能够处理高达35 A的电机电流(功率模块最大额定电流)。硬件平台是一个可堆叠的解决方案,包括功率级(STEVALCTM002V1),其中包含电源模块和电流感应电路,以及通过外部连接器连接的驱动套件(STEVAL-CTM001V1)。 STEVAL-CTM001V1驱动套件包括一个基于STM32F303RBT7微控制器的STEVAL-CTM001V1C控制板,能够执行磁场定向控制(FOC)算法,以在所有电机控制应用中获得最佳性能,以及STEVAL-CTM001V1D驱动板基于新型电隔离STGAP1AS gapDRIVE™,具有合适的电路,可驱动电源模块中的嵌入式IGBT。控制板具有RS232和CAN外部接口,可让您通过PC在评估系统上监控和控制应用程序。

STEVAL-CTM004V1电源板具有36个STH31 * N10F7 N沟道功率MOSFET H²PAK-6封装。在每个功率MOSFET附近放置一个栅极电阻,以消除寄生振荡。一个每个晶体管的栅极和源极之间的下拉电阻有助于避免电容耦合驱动栅极浮动时晶体管和不需要的导通。每个开关上的缓冲RC电路限制了速率开关转换期间的电压变化,以减少电磁干扰(EMI)和损耗。靠近开关功率MOSFET的两个去耦电容可减少VDS上的振铃和电压应力在设备上。电容器减少寄生电流突然电流变化引起的电压过冲电路中的电感器。为了监控电源板的温度并提供过温保护,放置了三个NTC在每个逆变器支路的一个功率MOSFET的漏极附近的电源板上。电源部分还有驱动板连接器,带CON5(phase_U),CON6(phase_V)和CON7(phase_W)用于栅极驱动和NTC传感,J3用于总线电压。

N沟道功率MOSFET采用STripFET™F7技术,具有增强型沟槽栅极结构低导通电阻,降低内部电容和栅极电荷,实现更快,更高效的开关。STH315N10F7 N沟道功率MOSFET具有以下特性:

•专为汽车应用而设计,符合AEC-Q101标准
•市场上最低的RDS(on)
•出色的品质因数(FoM)
•低Crss / Ciss比率,用于EMI抗扰度
•高雪崩坚固性

在EV逆变器系统中,总线连接电容器可降低纹波电流并抑制由泄漏引起的电压尖峰电感和开关操作。 这些电容为纹波电流提供低阻抗路径由输出电感负载,总线电压和PWM频率引起。

STEVAL-CTM008V1电流检测板是一种通用电路控制板,可以读取如果四个ICS在板上,则三相电机电流和直流母线电流。 套件中包含的主板有两个ICS读取两相电流。该传感功能可根据FOC算法确定用于数字控制的电机电流。 传感器提供高精度,在-40°C至+ 105°C的温度范围内具有4 mV / A,额定电流为200 ARMS。通常使用ICS的内部参考电压(根据它们的VCC),但是参考电压通过J1连接器提供外部参考电压可以过驱动。电缆用于连接驱动板上的CON2和电流感应板上的J1。来自传感器的信号以1.65 V(零电流下的平均值)为中心。

场景应用图

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产品实体图

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