48 V MOTIX™ Gate Driver TLE9140EQW Evaluation Board：开启电机控制评估新体验

在电子工程师的日常工作中，评估和测试新的电机控制解决方案是一项至关重要的任务。今天，我们将深入探讨英飞凌（Infineon）的48 V MOTIX™ Gate Driver TLE9140EQW评估板，看看它如何助力我们更高效地完成电机控制设计的评估工作。

文件下载：Infineon Technologies TLE9140EQWEVAL 评估板.pdf

一、评估板概述

这份文档主要是关于TLE9140EQW评估板v2.0的使用指南，目标受众是想要评估48 V三相栅极驱动器的电子工程师。在开始使用评估板之前，我们需要了解一些重要的注意事项。

重要提示

评估板和参考板仅用于演示和评估目的，并非商业化产品。英飞凌在设计这些评估板时考虑了环境条件，但它们未经过全面的安全要求、全工作温度范围或寿命的测试。此外，评估板和参考板仅在典型负载条件下进行功能测试，不遵循常规产品的退货材料分析（RMA）、工艺变更通知（PCN）和产品停产（PD）程序。而且，它们可能不符合CE或类似标准，用户必须确保其使用方式符合所在国家的相关要求和标准。

安全预防措施

在使用评估板时，我们必须注意一些安全问题。例如，评估板的散热片和设备表面在测试过程中可能会变热，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、维护或修理时需要采取静电控制措施；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。

二、评估板特性与概念

关键特性

TLE9140EQW评估板具有诸多令人瞩目的特性。它可以由板载的MOTIX™ MUC设备或uIO - Stick（配置向导）控制，并带有额外的输入信号；能够驱动24 V / 48 V直流或无刷直流（BLDC）电机，48 V电源也可替换为24 V电源以适应24 V领域的应用；具备高达110 V的高电压能力；支持高频PWM，如20 kHz；可调节充电和放电电流以优化EMC性能；拥有高电压兼容输入；在VSM过压期间具有有源LS续流功能；支持SPI通信；具备多种保护和诊断功能，如过热、过流、欠压、超时看门狗和关断状态诊断。

评估板概念

该评估板可用于两种场景下对MOTIX™ 48 V栅极驱动器TLE9140EQW的评估：一是由MOTIX™ MCU设备TLE987x控制TLE9140EQW；二是使用英飞凌工具箱中的配置向导评估TLE9140EQW。评估板包含TLE9140EQW、TLE987x及其典型应用电路，包括三个半桥以驱动BLDC电机。跳线X35可选择将TLE9140EQW连接到uIO - Stick或TLE987x。TLE9140EQW和TLE987x设备的所有引脚都连接到引脚排针，方便进行测量。评估板通过香蕉插头由12 V和48 V / 24 V电源供电，LIN通信也通过香蕉插头实现。此外，还提供了用于J - linker的SWD接口，以及两个电池LED（12 V和48 V）来指示板卡供电是否正常。需要注意的是，由于12 V系统和48 V系统需要隔离，板上的12 V GND和48 V GND未连接，因此必须在外部进行连接才能使板卡正常工作。

三、评估板详细描述

互连

评估板的互连设计清晰，便于我们进行各种连接。X26和X28是48 V / 24 V GND和电池的连接器，同时也是电机连接器；X27和X29是12 V GND和电池的连接器；X23是霍尔传感器接口；X15是模拟角度传感器接口；X8是LIN连接器；X25用于连接LIN通信的附加硬件；X35可用于选择不同的使用场景；调试器（J - link）可连接到X10进行代码调试。

跳线设置

跳线为评估板提供了灵活的配置选项。例如，X11可启用或禁用复位按钮；X12可启用或禁用MON按钮；X16可选择使用霍尔传感器或角度传感器的应用配置；X21可启用或禁用电位器；X35可选择TLE987X或uIO - Stick作为SSC的主设备。

测试点

评估板上的测试点设计非常贴心，方便我们进行各种测量。TLE9140EQW用于驱动三相半桥，其所有引脚和TLE987X的引脚都可通过排针进行测试。板上还提供了三相的测试点，以及用于测量分流电阻两端电压降的测试点OP_P和OP_N，用于测量VDD和48 V电源线中5 mΩ电阻两端电压降的测试点I_VDD和I_VSM，通过这些测量结果可以计算电流消耗和功率消耗。此外，板上还有许多48 V电源、48 V GND和12 V电源的测试点。

未安装组件

评估板提供了两种不同的供电概念：一种是使用两个二极管（D13和D14）实现12 V域和48 V域之间的电压隔离；另一种是使用源极跟随器（Q7、C62、C63、R47、D11）从48 V电池生成12 V电源。目前，使用二极管概念的组件已安装在板上，而使用源极跟随器概念的组件的焊接位置虽有但未安装，若要评估该概念，需要在板上焊接额外的组件。此外，TLE9140EQW具有电流源栅极驱动器，通过定序器可以为充电和放电阶段选择不同的电流，无需缓冲器、栅极 - 漏极电容和栅极 - 源极电容即可改善EMC性能，但如果需要这些组件，评估板上也有相应的焊接位置，其值需根据应用条件确定。

四、评估设置

目标应用

TLE9140EQW设备的目标应用是48 V / 24 V直流和BLDC电机控制。评估板上配备了所需的外部组件，可支持对设备本身及其应用的评估。

评估设置方式

TLE9140EQW由TLE987x驱动

硬件设置方面，需要一个48 V双极性（4Q）电源，其输出电压可调，能够在发电机模式下反向供电，并能提供足够的电流使设计的电机转动。将带有TLE9140EQW和TLE987x的评估板连接到电源，并通过基于Segger J - Link接口的XMC Link - 隔离调试探头连接到PC。同时，需要进行一些特定的硬件设置，如设置跳线X35以实现TLE987x和TLE9140EQW之间的SPI通信，并为TLE9140EQW提供VDD（数字电源）；将跳线X12（TLE987x的MON）连接到Evalboard V2.0上的12 V；外部连接12 V和48 V的地线。

软件准备方面，需要在MS Windows系统中安装以下软件工具链：Arm® Keil® µVision® 5集成开发环境（IDE）、集成在Keil® µVision® 5中的英飞凌嵌入式电源SDK（LLD）、Segger J - Link驱动程序、安装在英飞凌工具箱中的英飞凌配置向导以及安装在英飞凌工具箱中的Micro Inspector Pro。

开始步骤包括在Keil® µVision® 5中加载提供的应用软件开发示例项目FOC.uvprojx，选择相应的硬件目标设备，在配置向导中配置电机参数，构建Keil® µVision® 5项目，配置与目标设备的连接以使用基于Segger J - Link的XMC Link - 隔离调试探头，将编译后的代码下载到目标闪存存储器，从英飞凌工具箱中启动Micro Inspector Pro，加载示例项目中相应“microinspector”文件夹中提供的工作区文件“microInspector.wspx”，运行Micro Inspector项目并控制软件执行，如打开“启用功率级”和“启用控制”开关，通过光标设置参考电机速度。

TLE9140EQW由配置向导和脉冲发生器驱动

硬件设置方面，同样需要一个48 V双极性（4Q）电源，将带有TLE9140EQW的评估板连接到电源，并通过uIO - Stick连接到PC。设置跳线X35以实现uIO - Stick和TLE9140EQW之间的SPI通信，并为TLE9140EQW提供VDD（数字电源），将输入引脚IHx和ILx连接到脉冲发生器的输出。

软件准备方面，需要安装用于MOTIX™ BLDC电机栅极驱动器IC的配置向导。

开始步骤包括设置测试模式的跳线，将脉冲发生器连接到TLE9140EQW设备的输入，连接电机或负载，将uIO - Stick连接到TLE9140EQW评估板和PC，连接48 V或24 V电源，打开48 V或24 V电源，启动TLE9140EQW配置向导，操作半桥时，启用电荷泵，通过脉冲发生器提供适当的输入信号，配置MOSFET驱动器的时序和电流，启用栅极驱动器，更新配置。

五、开启评估之旅

完成上述设置后，我们就可以开始对TLE9140EQW设备进行评估了。我们可以在不同的应用条件下进行评估，如不同的电源电压、PWM频率、占空比、温度或不同的电机负载。如果在设置过程中遇到问题，可以联系英飞凌的销售代表或技术支持人员。

六、修订历史

了解评估板的修订历史可以帮助我们更好地理解其发展过程和改进之处。从2019年11月的初始版本发布到2023年12月的Rev.4.0版本，评估板不断进行着改进和完善，如修正拼写错误、添加配置向导章节等。

总的来说，48 V MOTIX™ Gate Driver TLE9140EQW评估板为电子工程师提供了一个全面、灵活且易于使用的平台，用于评估48 V / 24 V直流和BLDC电机控制解决方案。通过合理利用评估板的特性和功能，我们可以更高效地完成电机控制设计的评估工作，为实际应用打下坚实的基础。各位工程师朋友们，不妨亲自体验一下这款评估板，看看它能为你的项目带来怎样的惊喜！