TAA3033DB1649汽车预充电应用演示板快速入门
本文档内容
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开箱即用
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准备就绪
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测试硬件
1. 开箱即用
恩智浦的模拟产品开发板提供了一个易于使用的恩智浦产品评估平台。这些开发板支持各种模拟、混合信号和电源解决方案。它们采用成熟的高容量技术，整合了单片集成电路(IC)及系统级封装(SiP)。恩智浦产品能够延长电池续航时间，缩小设备尺寸，减少组件数量，降低成本并提升性能，帮助您打造先进的系统。
本指南将指导您完成设置和使用TAA3033DB1649演示板的过程。
1.1 套件内含物
该套件内含TAA3033DB1649演示板，该板搭载汽车组件，适用于低边应用的评估。它采用亚克力外壳，工作温度范围为5°C至40°C，如图1所示。图2和图3分别展示了该演示板的顶部和底部。
1.2 其他硬件：USB转I²C接口
在开发和评估过程中，开发者可使用Ringo TAA3033开发软件，通过配备RDK01DB1563 USB-I²C编程接口的PC实现与集成电路(IC)的I²C通信。该接口和软件专为实验室环境下的工程评估与开发工作而设计，不适用于消费电子或工业用途。
2. 准备就绪
2.1 硬件介绍
TAA3033DB1649的特性
- 降压转换器，用于DC-link电容的预充电功能
- 专为低边
- 应用而设计
- 采用符合汽车标准的组件
- 使用电感值低至70μH的车规级电感
- 输入：800V/5A
- 支持400V和800V电动汽车电池系统
- 1mF电容充电至400V仅需120ms，充电至800V仅需260ms
- 可选I²C通信接口，用于编程和/或监测TAA3033AT的状态信号
规格
| 符号 | 说明 | 规格 | 单位 |
|---|---|---|---|
| Vbat | 输入电池电压 | 800 | V |
| Io(最大值) | 最大输出电流 | 4.5 | A |
| VCC | 供电电压 | 12至28 | V |
| Vstart | VCC引脚的启动电压 | 11 | V |
| Vstop | VCC引脚的停止电压 | 10 | V |
| Vth(ena) | 使能阈值电压 | 1.5 | V |
| Vth(dis) | 禁用阈值电压 | 1.3 | V |
2.2 带GUI的Ringo开发软件
TAA3033 Ringo软件配备GUI，可通过PC和RDK01DB1563 USB转I²C接口套件，与IC进行通信。Ringo GUI与演示板配合使用时，可支持开发和评估工作。该工具具备以下功能：
- 读取IC的参数设置和状态信号
- 配置可调参数
- 调整保护设置，使其符合应用要求
有关GUI设置、功能及操作的详细信息，请参阅UM12429。
2.3 演示板安全指南
- 每次操作结束后，务必确保DC-link电容和输入滤波电容已完全放电
- 该演示板不提供所连接电容两端电压的测量点、指示灯或显示装置。操作完成后，电容可能仍带有危险电压
- 在操作板、已连接布线或电容之前，请务必：
- 确保DC输入电源已断开
- 确保输入滤波电容(C7)和DC-link电容已放电
- 使用设定了适当额定值的外部高压测量设备验证电容的电压
- 采用合适配置的放电电路或方法对电容进行放电
- 确保所有外部组件(包括放电电路、测量探头、连接器和线缆)的绝缘等级均满足最大工作电压要求
- 由于该演示板不具备检测、测量或指示电容是否已放电的功能，因此在操作演示板之前，务必验证电容已放电
3. 测试硬件
3.1 测试设置与设备
为展示TAA3033DB1649演示板的性能，采用了一套测试装置，将一只1mF电容充电至800V。
测试设备包括：
- 示波器：Yokogawa DLM5038
- 高压直流(HVDC)电源：ITECH双向DC电源IT-M3906C-1500-12
- DC电源：E36312A可编程DC电源
- DC-link电容：聚丙烯，1000μF，900V，10%
图4展示了基于该演示板的测试设置。为防止评估过程中出现反向电流，在HVDC电源的正极端子和演示板的BAT+端子之间串联了一个外部二极管。此外，在该二极管上还串联了一个外部保险丝。为在最大程度减少对应用干扰的前提下实现精确测量，应在靠近IC的位置测量感测信号(见图5)。
如图5所示，将一个1:1探头直接跨接在电容C3上，以测量SNC信号。使用差分探头测量电容电压(VCAP)。演示板上设有多个测试点，可用于测量使能(Enable)、故障(Fault)、就绪(Ready)、Vcc、开关节点电压和栅极(Gate)等信号。板还包含一个默认处于短接状态的焊锡跳线。该焊桥可断开，并连接外部导线环路，用于电感电流测量。
3.2 测试流程
本节介绍评估演示板的测试步骤。TAA3033DB1649和TAA3033DB1650演示板的评估可使用相同的测试流程。
若IC已编程了所需设置，请按以下步骤操作：
- 启动VCC电压(24V；1A)
- 启动800V或400V DC电压
- 将ENA引脚拉高至5V，以启动预充电
- 预充电结束后，关闭并断开DC电源。将ENA引脚拉低，并对电容进行放电
如需使用其他可配置设置来评估预充电操作，请按以下步骤操作：
- 启动VCC电压(24V；1A)
- 将RDY引脚拉高至5V
- 将ENA引脚拉高至5V
- 使用Ringo GUI将IC编程为所需设置
- 启动800V或400V DC电压
- 将RDY引脚拉低，以启动预充电
- 预充电结束后，关闭并断开DC电源。将ENA引脚拉低，并对电容进行放电
3.3 启动行为
当施加的VCC电压超过启动电压电平，且使能引脚的电压超过使能阈值时，IC开始运行(见表1)。图6展示了电池电压为零时的启动行为。
示波器通道分配如下：
- 通道1 (CH1)：使能(ENA)
- 通道2 (CH2)：就绪(RDY)
- 通道3 (CH3)：故障(FLTN)
- 通道5 (CH5)：栅极(GATE)
当使能引脚的电压超过阈值电压时，故障引脚变为高电平，栅极开关开始工作。 栅极开关以最小占空比启动，随后逐渐增大。RDY引脚在预充电操作结束前保持低电平。
3.4 预充电操作
图7和图8分别展示了使用DB1649演示板进行400V和800V预充电操作的情况。示波器通道分配如下：
- 通道1 (CH1)：使能(ENA)
- 通道2 (CH2)：就绪(RDY)
- 通道3 (CH3)：故障(FLTN)
- 通道4 (CH4)：电感电流(IL)
- 通道5 (CH5)：栅极信号(GATE)
- 通道6 (CH6)：电容电压(VCAP)
- 通道7 (CH7)：开关节点信号(SW)
- 通道8 (CH8)：电池电压(VBAT)
