MOTIX™ TLE9189 电机栅极驱动器 IC 评估套件：设计与应用全解析

在电机驱动领域，一款高效、易用的评估套件对于工程师们来说至关重要。今天，我们就来深入探讨英飞凌（Infineon）的 MOTIX™ TLE9189 电机栅极驱动器 IC 评估套件，它能帮助我们快速熟悉和评估 MOTIX™ TLE9189 电机栅极驱动器集成电路的硬件和软件功能。

文件下载：Infineon Technologies MOTIX TLE9189评估套件.pdf

一、套件概述

1.1 设计目的

该评估套件旨在为工程师提供一个简单易用的工具，以便熟悉英飞凌的 MOTIX™ TLE9189 电机栅极驱动器 IC 设备。它适用于 VQFN48 和 TQFP48 封装的器件，可对这两种变体的 MOTIX™ TLE9189 电机栅极驱动器 IC 进行测试和评估。

1.2 交付内容

套件包含 VQFN48 或 TQFP48 引脚封装的器件，以及用于将开发板连接到 PC 的 USB 电缆。

1.3 主要特性

• 强大的微控制器：采用 32 位 TriCore™ AURIX™ TC364DP 作为微控制器，为系统提供了强大的计算能力。
• 便捷的调试功能：板载调试器通过 USB 连接，方便进行软件调试。
• 高效的电源管理：使用 OPTIREG™ PMIC TLF35585QV 进行电源管理，同时具备 Pi 滤波器和反极性保护，确保电源的稳定和安全。
• 可靠的电机驱动：电机功率级包括一个带有 OptiMOS™ 6 40 V 功率 MOSFET 的 B6 桥和无需额外工具的电机相位连接器，可轻松驱动三相电机。
• 丰富的接口资源：提供通用输入输出（GPIO）引脚连接器、按钮以及用于电机位置传感器的引脚头，方便进行各种功能扩展。

1.4 技术参数

参数	详情
电源电压	典型值 13.5V，最大值 28V
电源电流	直流 18A
最大电机电流	峰值 10A
电机功率	最大 250W
引脚端口电压	5V

二、系统与功能描述

2.1 开发板信息

2.1.1 连接器

开发板上的连接器丰富多样，满足了不同的应用需求。例如，VBAT 和 GND 用于电源和接地连接；Phase 1、2、3 用于电机连接；还有用于与微控制器通信的接口，如 CAN 通信、Tracebox 接口和 I/O 接口等。此外，还提供了用于电机位置传感器的接口以及调试接口。

2.1.2 测试点

测试点的设置方便了工程师对系统信号的测量。例如，GND 测试点用于连接地，测量功率级信号时更为稳定；VBAT 测试点用于测量电池电压等。

2.1.3 LED 指示灯

LED 指示灯用于指示系统的不同状态，如 ERR 指示灯指示 TLE9189 ERR_N 引脚状态，miniWiggler 指示灯指示板载 miniWiggler 的运行状态等。

2.1.4 跳线

跳线用于连接微控制器和 TLE9189 的输入信号，如 X412 跳线用于连接 P02.6 引脚和 TLE9189 的 IH1_N 引脚等。

2.2 接口

2.2.1 电机功率级

开发板上有三个 MOSFET 半桥，用于驱动三相电机。每个半桥由两个 N 沟道 MOSFET 组成，并配备了门源电阻。此外，还提供了去耦电容和直流链路电容，以及可选的缓冲器放置位置。

2.2.2 电流感测放大器（CSA）

为了测量电机电流，开发板上放置了三个分流电阻，并通过电容对分流信号进行滤波。需要注意的是，当电机电流超过技术参数中的最大值时，要考虑分流电阻的最大电流额定值。

2.2.3 电机位置传感器

• 编码器：可通过 8 针连接器 X501 连接，差分编码器信号通过差分线路接收器 U501 转换为单数字信号，连接到微控制器的相应引脚。
• 霍尔传感器：通过 6 针连接器 X502 连接，霍尔信号连接到微控制器的 P40.0、P40.1 和 P40.4 引脚。
• 隧道磁阻传感器（TMR）：通过 6 针连接器 X512 连接，模拟 TMR 信号连接到微控制器的 AN0、AN1、AN38 和 AN39 引脚。

2.2.4 按钮

RESET 按钮用于下拉 PORST 引脚，以复位微控制器。

2.2.5 CAN 接口

可通过终端块 X56 连接 AURIX™ 的 CANH 和 CANL 引脚，高速 CAN 收发器将 CANH 和 CANL 信号连接到微控制器的 TX 和 RX 信号。此外，还提供了焊接共模扼流圈的选项。

2.2.6 Tracebox 接口

通过 Tracebox 连接器 X500 可将微控制器与 Tracebox 进行接口连接，更多信息可访问英飞凌官网。

2.2.7 调试接口

板载 miniWiggler 调试器可通过 USB 电缆连接，也可用于 UART 通信。此外，还有其他用于连接外部调试器的连接器。

2.2.8 GPIO 接口

引脚头 X510 可用于访问微控制器的一组 GPIO 引脚，方便进行通用应用。

三、组装视图与选项

3.1 组装视图

提供了开发板的顶部和底部视图，方便工程师了解开发板的布局和结构。

3.2 组装选项

表 8 列出了可放置、移除或更改的组件，以影响评估套件的功能。例如，R404 电阻可用于连接 TLE9189 的 VREF 引脚和 PMIC 的 V_VR 参考电压。

四、软件工具链

可使用 MOTIX™ 无刷直流（BLDC）电机栅极驱动器 IC 配置向导对汽车电机栅极驱动器 IC 产品进行轻松配置。安装步骤如下：

1. 访问英飞凌开发者中心启动器。
2. 按照启动器网页上的说明操作。
3. 在计算机上启动英飞凌开发者中心启动器。
4. 选择管理工具。
5. 搜索并安装 MOTIX™ BLDC 电机栅极驱动器 IC 配置向导。
6. 安装完成后，在启动工具中点击“开始”。
7. 点击“TLE9189 EVALBOARD”。

五、设计文件

5.1 原理图

提供了评估套件的多张原理图，包括封面页、顶层图、功率级图、微控制器图等，帮助工程师深入了解电路设计。

5.2 布局图

评估套件的布局由六层组成，分别展示了顶层、GND 层、信号层、电源层和底层的布局情况。

5.3 物料清单

使用了符合汽车标准的组件，完整的物料清单列出了包括未安装组件在内的所有组件信息，方便工程师进行采购和设计参考。

六、注意事项

6.1 重要声明

评估板和参考板仅用于演示和评估目的，并非商业化产品，不适合用于可靠性测试或生产。它们可能不符合 CE 或类似标准，客户需确保其使用符合相关国家的要求和标准。

6.2 安全预防措施

• 测试期间，评估板或参考板的散热器和设备表面可能会发热，处理时需采取必要的预防措施。
• 只有熟悉驱动器、电力电子和相关机械的人员才能进行系统的规划、安装、调试和维护。
• 评估板或参考板包含对静电放电（ESD）敏感的部件和组件，安装、测试、维护或修理时需采取静电控制预防措施。
• 驱动器的错误应用或安装可能导致组件损坏或产品寿命缩短，需注意避免布线或应用错误。
• 安装前需移除评估板或参考板附带的包装材料，以免导致过热或异常运行。

七、总结

MOTIX™ TLE9189 电机栅极驱动器 IC 评估套件为工程师提供了一个全面、便捷的平台，用于评估和测试 MOTIX™ TLE9189 电机栅极驱动器 IC 的功能。其丰富的特性、详细的设计文件和完善的软件工具链，使得工程师能够快速上手并进行各种应用开发。在使用过程中，务必注意相关的注意事项，确保系统的安全和稳定运行。你在使用类似评估套件时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验。