驱动板硬件详细设计项目说明指导书.doc

模块通用VIENNA驱动板

CBB-830/NGQ-

硬件详细设计阐明书
< V 1.0>

文档编号：

修订历史记录
版本
日期
阐明
作者
1.0
-12-24

张明冉

目 录
1. 阐明 4
1.1. 目 4
1.2. 合用范畴 4
1.3. 术语 4
1.4. 参照资料 4
2. 概述 4
2.1. VIENNA驱动板工作原理和功能框图 4
2.2. 驱动辅助电源控制芯片简介 5
3. 单元设计 7
3.1. 驱动辅助电源电路设计 7
3.2. 辅助电源变压器设计 7
3.2.1辅助变压器外形图 7
3.2.2辅助电源变压器绕制办法 9
3.2.3辅助电源变压器绕组参数示意图 9
3.3. 驱动板接口 10
4. 电源和接地 12
4.1. 电源 12
4.2. 接地 12
5. 安装固定 12
5.1. 安装固定方式阐明 12
5.2. 外形尺寸 12
5.3. 固定 12
5.4. 接插件、端子位置 12
6. 成本计算 12
7. 技术难点 13
8. 附录 13
1. 阐明
1.1. 目
本文档为模块通用VIENNA整流VIENNA驱动板项目硬件详细设计阐明书，它在概要设计阐明书基本上，对VIENNA驱动板进行了实现层面上规定和阐明。
1.2. 合用范畴
该文档为研究组设计文档，只提供应研发部内部成员。
1.3. 术语
1.4. 参照资料
(一) 《UCC3845 DATA SHEET》
(二) 《TLP350 DATA SHEET》
2. 概述
VIENNA整流器采用平均电流电流模式SPWM调制单周控制技术，普通采用数字信号解决器来做驱动控制，输出驱动脉冲。
由于VIENNA整流器反串联双向开关构造，每路驱动要同步驱动两个MOSFET，为了使每个MOSFET获得足够驱动，驱动信号采用推挽输出模式。
该驱动板CBB采用“UC3845+TLP350图腾柱驱动电路”，合用于IGBT、MOSFET驱动，输出1路驱动脉冲。
2.1. VIENNA驱动板工作原理和功能框图
VIENNA驱动板电路重要有两某些构成，自身辅助供电和驱动光隔放大。
①自身自身辅助供电是由基于UC3845开环单端反激电路。输入12V电源，输出为24V平均分压后为±12V.用以供应驱动电压。由于没有反馈绕组，电压带载后会跌落，输出电压要设计偏高某些。
②驱动光隔放大通个高速光耦和推挽电路。把由控制板输出3路电流给定SPWM波形放大到可以驱动开关管限度。光耦起到控制和主回路隔离作用。驱动板输出通过5Ω电阻作用在主回路双向开关上。

图 1 VIENNA驱动板功能框图

2.2. 驱动辅助电源控制芯片简介
驱动辅助电源采用UC3845开环控制，驱动芯片工作在最大占空比，约为47%，工作频率70KHz。
图 2 UC3845 芯片功能框图

芯片管脚定义：
Vref：芯片基准电压5V.
RTCT：振荡器输入，决定频率。（可参照下图1，和图2，来拟定芯片振荡频率，和输出PWM死区时间。）开环最大占空比接近50%。可调节电容来变化输出静区时间来微调最大占空比。
电压反馈：绕组副边输出电压反馈，电压环输入。开环模式时此角串电阻接地。
输出比较：电压环输出。
电流取样：芯片电流采样输入。可用于限流控制。（此引脚达到1V，则单周关断）
VDD：芯片电源
电源地：芯片电源参照点。
输出：驱动PWM输出。频率为振荡频率一半。

3. 单元设计
3.1. 驱动辅助电源电路设计

辅助电源输入12V，输出绕组1为24V。自身均压后生成±12V电源。UC3845最大占空比为47%,据此来设计辅助变压器。
3.2. 辅助电源变压器设计
3.2.1辅助变压器外形图

3.2.2辅助电源变压器绕制办法

1) 磁环先用宽2mm端空提成三等份后，再绕制
2) 电感器卧式放置，下装底座，点胶固定；
3） 底座空第3，6脚；
4） 标签贴在磁环侧面朝一脚，用宽3mm无纺布包一层固定；
5） 产品符合ROHS或其他环保规定(ROHS or other environmental request)

3.2.3辅助电源变压器绕组参数示意图

NO.
名 称
测量端
测量值
测试条件
测试仪器
1
电感量
L(4-5)
176Uh+/-35%
1KHz 0.3V 25℃
LCR2816B
2
耐 压
线圈对线圈
ACV
1mA，60Sec.
CJ2670

ITEM
TYPE
MATERIAL
SPEC.
MANUFACTURE
UL NO.
ROHS
℃
UL94
WIRE
UEW
φ0.21
MW75
130
N/A
XIN LONG MAGNET WIRE CO LTD
E171082
Y
MW75-C
SHEN ZHEN CITY CHENGWEI INDUSTRY CO LTD
E227475
MW75
WUXI JUFENG COMPOUND LINE CO LTD
E206882
MW75-C
TAI-I COPPER (GUANZHOU) CO LTD
E234896
TAPE
0.06×3mm
CT-XXX
130
N/A
JINGJIANG YAHUA PRESSURE SENSITIVE GLUE CO LTD
E165111
Y
MARGIN
TAPE
2mm*0.3
WF-2901
130
N/A
JINGJIANG YAHUA PRESSURE SENSITIVE GLUE CO LTD
E165111
Y
EPOXY
8012A/B
5225A/B
130
N/A
GUANGZHOU POCHELY ELECTRONIC MATERIAL CO LTD
E204979
Y

3.3. 驱动板接口

1. DRVA2，相应MOS管G极，与DRVA2-GND2一起驱动此MOS管
2. DRVA2-GND2，相应MOS管S极，与DRVA2一起驱动此MOS管
3. 此脚为空脚
4. 此脚为空脚
5. 此脚为空脚
6. 此脚为空脚
7. 此脚为空脚
8. 此脚为地脚
9. 此脚为空脚
10. 3.3VD2，此脚为DSP板输出驱动脉冲参照电压正。
11. 此脚为空脚
12. A_DRIVE4，此脚为DSP板输出驱动脉冲。
13. 此脚为空脚
14. 此脚为空脚
15. +12VP3，此脚为电源脚
16. DRV-，此脚为电源地
4. 电源和接地
4.1. 电源
+12V电源：直流电压；输入电压： +12V±5%；
4.2. 接地
+12V电源与辅助电源电路共地。
5. 安装固定
5.1. 安装固定方式阐明
单板设计，立式插装，满足2U设计规定。
5.2. 外形尺寸
长方形，高为50mm，宽为45mm。
5.3. 固定
双排16Pin，2.54mm端子直接焊接在主功率板上。
5.4. 接插件、端子位置
端子离板底高度约为3.5mm。
6. 成本计算
单板成本预算分为三个方面：元器件成本；PCB板成本；PCB开工费。
l 元器件成本
元器件中几款重要芯片为免费申请样片，其中涉及：
Ø 辅助电源芯片，单价约2元；
Ø 辅助电源变压器，单价约2元
重要使用元器件为公司已有物料涉及：
Ø 0603电阻
Ø 0603电容
Ø 0805电阻
Ø 0805电容
Ø 1206电阻
Ø 贴片三极管
Ø 推挽三极管
Ø 16Pin 双排2.54mm连接器
Ø 光耦
Ø 贴片二极管
元器件成本总价约为15元。
l PCB板成本
PCB印制两层板制作价格为每平方厘米0.0555元，单板设计面积约为22.5平方厘米，PCB印制四层板成本约为1.252元。
l VIENNA驱动板开工费
PCB开工费约为1000元。
因而，除去VIENNA驱动板开工费，单块VIENNA驱动板成本约为16元。
7. 技术难点
老产品中未经使用技术、功能、电路等，新技术风险评估。
8. 附录
VIENNA驱动板原理图