cbb830ngq vienna驱动板硬件详细设计说明书.docx
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cbb830ngqvienna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
1.0
2012-12-24
张明冉
1.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）《UCC3845DATASHEET》
（二）《TLP350DATASHEET》
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，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。
①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。
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5Ω电阻作用在主回路双向开关上。
图1VIENNA驱动板的功能框图
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。
图2UC3845芯片的功能框图
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。
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
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（ROHSorotherenvironmentalrequest）
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%
1KHz0.3V25℃
LCR2816B
2
耐压
线圈对线圈
AC2000V
1mA,60Sec.
CJ2670
ITEM
TYPE
MATERIAL
SPEC.
MANUFACTURE
ULNO.
ROHS
℃
UL94
WIRE
UEW
φ0.21
MW75
130
N/A
XINLONGMAGNETWIRECOLTD
E171082
Y
MW75-C
SHENZHENCITYCHENGWEIINDUSTRYCOLTD
E227475
MW75
WUXIJUFENGCOMPOUNDLINECOLTD
E206882
MW75-C
TAI-ICOPPER（GUANZHOU）COLTD
E234896
TAPE
0.06×3mm
CT-XXX
130
N/A
JINGJIANGYAHUAPRESSURESENSITIVEGLUECOLTD
E165111
Y
MARGIN
TAPE
2mm*0.3
WF-2901
130
N/A
JINGJIANGYAHUAPRESSURESENSITIVEGLUECOLTD
E165111
Y
EPOXY
8012A/B
5225A/B
130
N/A
GUANGZHOUPOCHELYELECTRONICMATERIALCOLTD
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
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
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：
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
主要使用的元器件为公司已有物料包括：
Ø0603电阻
Ø0603电容
Ø0805电阻
Ø0805电容
Ø1206电阻
Ø贴片三极管
Ø推挽三极管
Ø16Pin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。
●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。
●VIENNA驱动板开工费
PCB开工费约为1000元。
因此，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
老产品中未经使用的技术、功能、电路等，新技术风险评估。
8.附录
VIENNA驱动板原理图
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