400 W 圆形 GaN 功率变换器

问题

集成电机驱动把功率变换器直接安装在电机上，省去了长线缆，提高了功率密度，也减少了绕组上的高压瞬态。对小型伺服电机来说，难点在于尺寸：常规的矩形变换器板装不进圆柱形机壳。

方法

• 选用轴向机壳安装的集成方案，不增加电机的直径。
• 围绕三颗 TI LMG5200 集成式 GaN 半桥模块设计圆形 PCB，省去分立的栅极驱动电路，腾出板上空间。
• 板载电源：LM5017 Buck 变换器提供 5 V，LDO 提供 3.3 V。
• 采用电流检测放大器实现三相电流采样，并设计基于比较器的过流保护电路，触发时通知控制器关断。

结果

样机安装在一台 100 W、直径约 80 mm 的永磁同步电机端部，由 TMS320F28377D 控制器进行双闭环控制，三相定子电流对称且稳定，验证了这块电路板适用于小功率集成电机驱动。