适用于工业驱动器且经过 TüV SüD 评估的安全转矩关闭 (STO) 参考设计 (IEC 61800-5-2)
此参考设计概述了具有 CMOS 输入隔离式 IGBT 栅极驱动器的三相逆变器中使用的安全转矩关闭 (STO) 子系统。该 STO 子系统采用双通道架构 (1oo2),硬件容错能力为 1 (HFT=1)。它是按照失电跳闸概念实现的。当双路 STO 输入(STO_1 和 STO_2)变为低电平有效时,将通过负载开关切断六个隔离式 IGBT 栅极驱动器的初级侧和次级侧相应电源,从而停止控制电机并为其供电。此 STO 参考设计 (1oo2) 经过 TüV SüD 评估,通常符合 SIL 3 和 PL e/Cat 3标准。 特性 经过 TÜV SÜD 评估、符合 SIL 3 (IEC 61508) 和 PL e/Cat.3 (ISO 13849) 的双通道 STO架构 (1oo2) 可提供 TÜV 报告、安全概念说明和定性系统 FMEA,进一步帮助设计人员实施 STO 子系统 STO 子系统适用于具有 CMOS 输入隔离式 IGBT 栅极驱动器(如 ISO5852S、UCC21750 或 UCC5350)的三相逆变器 ISO1211 符合 IEC 61131-2 标准且具有 ±60V 输入容差和反极性保护的 24V 隔离式输入接收器 连接 MCU (SIL 1),为 STO 子系统中的负载开关提供诊断 可通过 RDY 引脚监控 ISO5852S 的输入和输出电源 UVLO,并可通过 UCC21750 集成式模拟至 PWM 隔离传感器提供额外的监控功能  
标签
工业驱动器
安全转矩关闭 (STO)
TüV SüD
双通道架构
Texas Instruments Incorporated
更新2023-12-27
776

内容介绍

此参考设计概述了具有 CMOS 输入隔离式 IGBT 栅极驱动器的三相逆变器中使用的安全转矩关闭 (STO) 子系统。该 STO 子系统采用双通道架构 (1oo2),硬件容错能力为 1 (HFT=1)。它是按照失电跳闸概念实现的。当双路 STO 输入(STO_1 和 STO_2)变为低电平有效时,将通过负载开关切断六个隔离式 IGBT 栅极驱动器的初级侧和次级侧相应电源,从而停止控制电机并为其供电。此 STO 参考设计 (1oo2) 经过 TüV SüD 评估,通常符合 SIL 3 和 PL e/Cat 3标准。

特性
  • 经过 TÜV SÜD 评估、符合 SIL 3 (IEC 61508) 和 PL e/Cat.3 (ISO 13849) 的双通道 STO架构 (1oo2)
  • 可提供 TÜV 报告、安全概念说明和定性系统 FMEA,进一步帮助设计人员实施 STO 子系统
  • STO 子系统适用于具有 CMOS 输入隔离式 IGBT 栅极驱动器(如 ISO5852S、UCC21750 或 UCC5350)的三相逆变器
  • ISO1211 符合 IEC 61131-2 标准且具有 ±60V 输入容差和反极性保护的 24V 隔离式输入接收器
  • 连接 MCU (SIL 1),为 STO 子系统中的负载开关提供诊断
  • 可通过 RDY 引脚监控 ISO5852S 的输入和输出电源 UVLO,并可通过 UCC21750 集成式模拟至 PWM 隔离传感器提供额外的监控功能

 

软硬件
元器件
ISO5852SDWR
具有分离输出、STO 和保护功能的 5.7kVrms、2.5A/5A 单通道隔离式栅极驱动器
SN74LVC2G132YZPR
具有施密特触发输入的 2 通道、2 输入、1.65V 至 5.5V 与非门
SN74AHC1G32DBVT
单通道、双输入、2V 至 5.5V、高速 (9ns) 或门
ISO1211DR
用于数字输入模块的单通道隔离式 24V 至 60V 数字输入接收器
TIOS1013DMWR
具有集成浪涌保护功能和 3.3V LDO 输出的数字传感器输出驱动器
ISO7710DR
EMC 性能优异的单通道、增强型数字隔离器
TPS22919DCKR
具有可调节输出放电功能的 5.5V、1.5A、90mΩ 负载开关
TPS27S100BPWPR
具有可调节电流限制的 40V、80mΩ、4A、单通道工业高侧开关
LMZ14201TZ-ADJ/NOPB
采用 Leaded Surface Mount TO 封装的 SIMPLE SWITCHER® 6V 至 42V、1A 电源模块
CSD13383F4
采用 1mm x 0.6mm LGA 封装、具有栅极 ESD 保护的单路、44mΩ、12V、N 沟道 NexFET™ 功率 MOSFET
2SAR522EBTL
General Purpose Amplification Transistor
AOT10B65M2
IGBT 650 V 20 A 150 W 通孔 TO-220
附件下载
Assembly drawing-TIDRVA4A.pdf
Bill of materials (BOM)-TIDRVA3A.pdf
Design Guide-ZHCU410B.pdf
Gerber file-TIDCEF0A.zip
PCB layout-TIDRVA5A.pdf
Schematic-TIDRVA2A.pdf
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