CBB-830／NGQ-2005 VIENNA驱动板硬件详细设计说明书

. . 模块通用 VIENNA 驱动板 CBB-830/NGQ-2005 硬件详细设计说明书 文档编号： . . 修订历史记录 版本日期说明作者 1.02012-12-24张明冉 . . 目目 录录 1. 说明说明.4 1.1. 目的 .4 1.2. 适用范围 .4 1.3. 术语 .4 1.4. 参考资料 .4 2. 概述概述.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介绍 .5 3. 单元设计单元设计.7 3.1. 驱动辅助电源电路设计 .7 3.2. 辅助电源变压器的设计 .7 3.2.1辅助变压器的外形图.7 3.2.2辅助电源变压器的绕制方法.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. 电源和接地电源和接地.12 4.1. 电源 .12 4.2. 接地 .12 5. 安装固定安装固定.12 5.1. 安装固定方式说明 .12 5.2. 外形尺寸 .12 5.3. 固定 .12 5.4. 接插件、端子位置 .12 6. 成本计算成本计算.12 7. 技术难点技术难点.13 8. 附录附录.13 . . 1. 说明说明 1.1. 目的 本文档为模块通用 VIENNA 整流的 VIENNA 驱动板项目的硬件详细设计 说明书，它在概要设计说明书的基础上，对 VIENNA 驱动板进行了实现层面上 的要求和说明。 1.2. 适用范围 该文档为研究组的设计文档，只提供给研发部内部成员。 1.3. 术语 1.4. 参考资料 (一) UCC3845 DATA SHEET (二) TLP350 DATA SHEET 2. 概述概述 VIENNA 整流器采用平均电流电流模式 SPWM 调制单周控制技术，一般采 用数字信号处理器来做驱动控制，输出驱动脉冲。 由于 VIENNA 整流器的反串联双向开关结构，每路驱动要同时驱动两个 MOSFET，为了使每个 MOSFET 获得足够的驱动，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” ，适用于 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 驱动板电路主要有两部分组成，自身辅助供电和驱动光隔放大。 自身自身辅助供电是由基于 UC3845 的开环单端反激电路。输入 12V 电 源，输出为 24V 平均分压后为12V.用以供给驱动电压。因为没有反馈绕组， 电压带载后会跌落，输出电压要设计的偏高一些。 驱动光隔放大通个高速光耦和推挽电路。把由控制板输出的3路电流给定 SPWM波形放大到可以驱动开关管的程度。光耦起到控制和主回路隔离的作用。 . . 驱动板输出通过5电阻作用在主回路双向开关上。 DRVA2 推挽控制电压 3.3VD2 A-DRAVE4 DRVA2-GND TLP350推挽电路 辅助电源 +12V -12V GND +12VP3 DRV- 2.2. 驱动辅助电源控制芯片介绍 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。 芯片管脚定义： Vref：芯片基准电压 5V. RTCT：振荡器输入，决定频率。 （可参考下图 1，和图 2，来确定芯片的振 荡频率，和输出 PWM 的死区时间。 ）开环最大占空比接近 50%。可调节电容来 改变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。 图 2 UC3845 芯片的功能框图 图 1 VIENNA 驱动板的功能 框图 . . 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：芯片电源参考点。 输出：驱动 PWM 输出。频率为振荡频率的一半。 . . 3. 单元设计单元设计 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. 辅助电源变压器的设计 3.2.1 辅助变压器的外形图 . . . . 3.2.2 辅助电源变压器的绕制方法 1) 磁环先用宽 2mm 端空分成三等份后，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 或其它环保要求(ROHS or other environmental request) 3.2.3 辅助电源变压器绕组参数示意图 NO.名名 称称测量端测量端测量值测量值测试条件测试条件测试仪器测试仪器 1电感量L(4-5)176Uh+/-35% 1KHz 0.3V 25 LCR2816B 2耐 压线圈对线圈AC2000V1mA, 60Sec.CJ2670 . . SPEC. ITEMTYPEMATERIAL UL9 4 MANUFACTUREUL NO. ROH S MW75XIN LONG MAGNET WIRE CO LTD E171082 MW75-C SHEN ZHEN CITY CHENGWEI INDUSTRY CO LTD E227475 MW75 WUXI JUFENG COMPOUND LINE CO LTD E206882 WIRE UEW 0.21 MW75-C 130N/A TAI-I COPPER (GUANZHOU) CO LTD E234896 Y TAPE 0.063mm CT-XXX130N/A JINGJIANG YAHUA PRESSURE SENSITIVE GLUE CO LTD E165111Y MARGIN TAPE 2mm*0.3WF-2901130N/A JINGJIANG YAHUA PRESSURE SENSITIVE GLUE CO LTD E165111Y EPOXY8012A/B5225A/B130N/A GUANGZHOU POCHELY ELECTRONIC MATERIAL CO LTD E204979 Y 3.3. 驱动板接口 . . 1. DRVA2，对应 MOS 管的 G 极，与 DRVA2-GND2 一起驱动此 MOS 管 2. DRVA2-GND2，对应 MOS 管的 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 板的输出驱动脉冲参考电压正。 11. 此脚为空脚 12. A_DRIVE4, 此脚为 DSP 板的输出驱动脉冲。 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. 电源和接地电源和接地 4.1. 电源 +12V 电源：直流电压；输入电压： +12V5%； 4.2. 接地 +12V 电源与辅助电源电路共地。 5. 安装固定安装固定 5.1. 安装固定方式说明 单板设计，立式插装，满足 2U 设计要求。 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。 元器件成本 元器件中几款主要芯片为免费申请样片，其中包括： 辅助电源芯片，单价约 2 元； 辅助电源变压器，单价约 2 元 主要使用的元器件为公司已有物料包括： 0603 电阻 0603 电容 0805 电阻 . . 0805 电容 1206 电阻 贴片三极管 推挽三极管 16Pin 双排 2.54mm 连接器 光耦 贴片二极管 元器件成本总价约为 15 元。 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