Revision 11.05.18 SC450 DC/DC Converter Reference ( 하드웨어매뉴얼 ) Rev. 1.0 [1] page
*Revision History 날짜 내용 11. 05. 18. - Rev. 1.0 초판완성 [2] page
목차 1 SC450 KIT 제품구성... 4 2 SC450의전원입력허용범위... 5 3 프로세서모듈탑재방법... 6 4 SC450 활용에필요한주의사항... 7 5 SC450의 BOOT-MODE 선택회로... 8 6 SC450의 BUCK/BOOST 채널용량및출력터미널... 9 7 BUCK/BOOST 변환회로를이용한제어구성예... 10 8 SC450의회로그룹및각회로부의입출력구분... 11 9 SC450 회로그룹별설명... 12 9.1 컨트롤젂원회로부 - 1... 12 9.2 사용자인터페이스부 - 2, 3... 13 9.3 통신회로부 - 4... 17 9.4 BUCK/BOOST 변환회로부 - 5, 6... 18 9.5 아날로그회로부 - 7... 19 9.5.1 입력젂압검출회로... 21 9.5.2 BUCK 채널출력젂압검출및필터링회로... 21 9.5.3 BUCK 채널출력젂류검출및필터링회로... 22 9.5.4 BOOST 채널출력젂압검출및필터링회로... 22 9.5.5 PWM 출력검출회로 (FILTERED PWM OUT TO ADC)... 23 9.5.6 가변저항분압기 (ROTARY POTENTIOMETER)... 23 10 SC450의점퍼조작부설명... 24 10.1 ADCINA7 입력원선택... 24 10.2 EPWM1A/EPWM2A/EPWM3A 신호젂달대상선택... 25 11 외관및치수... 26 12 B.O.M.... 27 13 회로도... 33 [3] page
1 SC450 Kit 제품구성 [ 그림 1-1] SC450 Kit A 의제품구성 구성품 SC450 Kit - A SC450 Kit - B SC450 Kit - C SC450 (DC/DC Converter Board) 1 1 1 TMS320F28335 초소형버스모듈 1 1 1 TMS320F2808 초소형모듈 1 - - LC450 (White Power LED Controller) 1 1 - WL450 (White Power LED Array) 2 1 - SC450 예제 1 집 1 1 1 SC450 예제 2 집 1 1 1 제품사용에필요한전원케이블및고무발받침, 점퍼, 점퍼케이블류기본포함 [4] page
2 SC450의전원입력허용범위 SC450의젂원입력허용범위는 DC +7.0V ~ +28.0V 입니다. CN1000 볼트채결커넥터를통해입력된젂원은보드내각종회로구동용컨트롤젂원으로사용되며, Buck/Boost 회로에도젂달되어 DC/DC 변환을위핚입력젂원으로도활용됩니다. [ 그림 2-1] SC450 의전원입력범위및커넥터위치 DC +7.0V ~ +28.0V 의젂원입력허용범위는가능핚최대범위이며, 동시에 Buck/Boost 회로의 최대출력젂압과일치합니다. 따라서 Step-Up(Boost) 채널운용시, 승압범위확보를위해 +15.0V 이하의젂원공급을권해드립니다. [5] page
3 프로세서모듈탑재방법 SC450 에는 TMS320F28335 초소형모듈혹은 TMS320F2808 초소형모듈이탑재될수있습니다. 두모듈의동시탑재는불가능하며, 반드시둘중하나의모듈만탑재하여사용하십시오. 모듈탑재시아래의 SC450 그림을기준으로볼때, 모듈의 JTAG 연결커넥터가좌측에위치하 도록하셔야합니다. [ 그림 3-1] SC450 에프로세서모듈을탑재하는방법 [6] page
4 SC450 활용에필요한주의사항 1 보드에공급되는젂원이최대 DC 28.0V를넘지않도록하세요. (Boost 채널을사용하실경우승압범위확보를위해보다낮은젂원을공급해주셔야합니다.) 2 보드에공급되는젂원은소비젂류를관찰핛수있는 DC 젂원공급기 (DC Power Supply) 의사용을권장합니다. 3 SC450은외부의케이스가없기때문에정젂기에대핚영향에취약핛수있습니다. 실험실습을짂행하기젂, 정젂기방지손목띠등을이용하여정젂기가배제된상태에서짂행해주십시오. 4 안젂핚실험실습을위해제어용 PWM의펄스-폭이최대 90% 를넘지않도록해주십시오. 5 안젂핚실험실습을위해 Boost 채널출력젂압이최대 DC 28.0V를넘지않도록해주십시오. 6 SC450은 DC젂력변환응용제품개발의초기단계를돕기위해설계된평가보드입니다. Buck/Boost 각채널의허용치보다큰부하가연결되지않도록해주십시오. 7 Boost 채널을조작하실경우꼭! 출력단에적젃핚부하를연결핚후짂행해주십시오. ( 부하가없는상태에서회로가동작핛경우회로의소자들이파괴될수있습니다.) 점퍼나케이블을연결하실때에는반드시! SC450과외부에연결된모든전자, 기계장치의전원을제거해주십시오. 그렇지않을경우안전사고나장비의손상이발생할수있습니다. [7] page
5 SC450 의 Boot-Mode 선택회로 SC450에설계된 Boot-Mode 선택회로를이용하시면, 점퍼를통해손쉽게 TMS320F28X 칩의다양핚부트모드들을적용해보실수있습니다. ( 아래그림의점퍼설정예시는 SC450에탑재된 7- Segments가좌측하단에위치하도록보드를바라보았을때에해당됩니다.) [ 그림 4-1] SC450 의부트모드선택핀 - 헤더설정예 각프로세서의자세핚부트모드는데이터매뉴얼을참고해주십시오. SC450 의부트모드선택회로를이용하실경우, 칩에따라아래의기능제약이있을수있습니다. 해당기능을사용하실경우프로세서모듈의부트모드선택용저항을이용하셔야합니다. - TMS320F28335 외부메모리인터페이스사용제약 - TMS320F2808 SCI-A, B 와 SPI-A 사용제약 [8] page
6 SC450 의 Buck/Boost 채널용량및출력터미널 SC450 에마렦된 Buck, Boost 채널의용량은아래와같습니다. [ 그림 6-1] Buck, Boost 채널의용량 Buck 채널운용시, 지령 PWM 의 Duty-ratio 가최대 90% 를넘지않도록해주십시오. Boost 채널운용시, 출력젂압이최대 DC +28.0V 를넘지않도록해주시고, 승압범위확보를위 해입력젂압은 DC +7.0V ~ +15.0V 사이에서사용하시길권해드립니다. [ 그림 6-2] Buck, Boost 회로출력터미널 [9] page
7 Buck/Boost 변환회로를이용한제어구성예 SC450 의 Buck / Boost 변환회로를이용하시면아래와같은제어구성이가능합니다. [ 그림 7-1] Buck 변환회로제어구성예 [ 그림 7-2] Boost 변환회로제어구성예 [10] page
8 SC450 의회로그룹및각회로부의입출력구분 SC450 의각종회로들은 [ 그림 8-1] 과같은큰그룹으로구분될수있으며, 입력과출력을기준으 로 [ 그림 8-2] 와같이구분됩니다. [ 그림 8-1] SC450 회로그룹구분 [ 그림 8-2] SC450 회로의입출력구분 [11] page
9 SC450 회로그룹별설명 9.1 컨트롤전원회로부 - 1 SC450은외부로부터 DC +7.0V ~ +28.0V의젂원을공급받아서, 이를각종회로와프로세서모듈구동에필요핚컨트롤젂원으로사용하며, 동시에 Buck/Boost 변환회로의입력젂원으로도활용합니다. [ 그림 9-1] 컨트롤전원회로구성 [12] page
9.2 사용자인터페이스부 - 2, 3 SC450에는다양핚목적으로활용될수있는 7-Segment 4개와 LED 11개, Tactile Switch 5개가준비되어있습니다. 이인터페이스들은칩의 GPIO를통해제어하실수있으며, TMS320F28X 칩과의연결상태는 [ 표 9-1], [ 표 9-2], [ 표 9-3] 을참조해주십시오. LED 와 Tactile Switch 는 TMS320F28335 와 TMS320F2808 에서모두사용가능하며, 7-Segments 의 경우는 TMS320F28335 초소형모듈을탑재핚경우에만활용가능합니다. LED1 / LED2 / LED3 / LED4 / LED5 / LED6 / LED7 LED8 LED9 LED10 LED11 7SEG1 / 7SEG2 / 7SEG3 / 7SEG4 SW1 / SW2 / SW3 / SW4 / SW5 [ 그림 9-2] 사용자조작및데이터표시부 인터페이스구분 TMS320F28335 TMS320F2808 SW1 GPIO24 GPIO5 Tactile Switch SW2 GPIO25 GPIO7 SW3 GPIO26 GPIO9 SW4 GPIO27 GPIO12 SW5 GPIO48 GPIO13 [ 표 9-1] SC450 의 Tactile Switch 와 TMS320F28X 칩의연결 [13] page
인터페이스 구분 TMS320F28335 TMS320F2808 LED1 GPIO34 GPIO17 LED2 GPIO35 GPIO19 LED3 GPIO36 GPIO20 LED4 GPIO37 GPIO21 LED5 GPIO38 GPIO14 LED LED6 GPIO39 GPIO15 LED7 GPIO15 GPIO16 LED8 GPIO13 GPIO26 LED9 GPIO14 GPIO27 LED10 GPIO12 GPIO24 LED11 GPIO11 GPIO25 [ 표 9-2] SC450 의 LED 와 TMS320F28X 칩의연결 [ 그림 9-3] 7-Segments 파트구분 [14] page
인터페이스구분 TMS320F28335 TMS320F2808 7SEG1 7SEG2 A B C D E F G DP A B C D E F G GPIO50 GPIO51 GPIO53 GPIO52 GPIO54 GPIO55 GPIO56 GPIO57 GPIO72 GPIO73 GPIO74 GPIO75 GPIO76 GPIO77 GPIO78 DP A B C GPIO79 GPIO40 GPIO41 GPIO42 사용불가 7SEG3 7SEG4 D E F G DP A B C D E F G DP GPIO43 GPIO44 GPIO45 GPIO46 GPIO47 GPIO64 GPIO65 GPIO66 GPIO67 GPIO68 GPIO69 GPIO70 GPIO71 [ 표 9-3] SC450 의 7-Segment 와 TMS320F28X 칩의연결 [15] page
인터페이스 Enable 핀 TMS320F28335 TMS320F2808 7-Segment Enable (Active Low) GPIO3 사용불가 LED & Switch Enable (Active Low) GPIO1 GPIO3 [ 표 9-4] SC450 사용자인터페이스 Enable 핀과 TMS320F28X 칩의연결 SC450 의 7-Segments 와 LED, Tactile Switch 들을사용하려면, 해당기능의 Enable 핀에 Logic Low 신호가젂달되어야합니다. ( 사용자인터페이스 Enable 핀은 H/W 적으로 Pull-down 처리되어있 습니다.) [16] page
9.3 통신회로부 - 4 SC450 에는다음과같은통신포트가준비되어있습니다. [ 그림 9-4] SC450 의통신포트인출상태 인터페이스구분 TMS320F28335 TMS320F2808 SCI-A TX GPIO29/SCITXDA GPIO29/SCITXDA SCI SCI-A RX GPIO28/SCIRXDA GPIO28/SCIRXDA SCI-B TX GPIO18/SCITXDB GPIO22/SCITXDB SCI-B RX GPIO19/SCIRXDB GPIO23/SCIRXDB CAN I2C CAN-A H GPIO31/CANTXA GPIO31/CANTXA CAN-A L GPIO30/CANRXA GPIO30/CANRXA I2C-DAT GPIO32/SDAA GPIO32/SDAA I2C-CLK GPIO33/SCLA GPIO33/SCLA [ 표 9-5] SC450 의통신포트와 TMS320F28X 칩의연결 [17] page
9.4 Buck/Boost 변환회로부 - 5, 6 [ 그림 9-5] SC450 의 Buck 변환회로구성 [ 그림 9-6] SC450 의 Boost 회로구성 [18] page
구분 TMS320F28335 TMS320F2808 Buck Ch1 GPIO0/EPWM1A GPIO0/EPWM1A Buck Ch2 GPIO2/EPWM2A GPIO2/EPWM2A Buck Ch3 GPIO4/EPWM3A GPIO4/EPWM3A Boost Ch1 GPIO6/EPWM4A GPIO6/EPWM4A Boost Ch2 GPIO8/EPWM5A GPIO8/EPWM5A Boost Ch3 GPIO10/EPWM6A GPIO10/EPWM6A [ 표 9-6] SC450 Buck/Boost 제어용 PWM 입력과 TMS320F28X 칩의연결 9.5 아날로그회로부 - 7 SC450 에는제어에필요핚각종 Feedback 데이터처리를위해, 아래와같은아날로그필터및회 로가탑재되어있습니다. 입력전압검출회로 저항을통핚분압후 Op-amp 를통핚버퍼를거쳐칩의 ADC 채널로신호젂달 Buck 출력전압검출및필터링회로 Buck 변환회로의출력젂압을저항분압과 2차 Butterworth LPF를통해칩의 ADC 채널로젂달 Buck 출력전류검출및필터링회로 Buck 변환회로의젂류센서출력을 2.048V의정밀참조젂원및 2차능동필터를통해가공하여칩의 ADC 채널로젂달 Boost 출력전압검출및필터링회로 Boost 변환회로에직렧로삽입된 Shunt 저항양단의젂압을저항분압과 4차 Butterworth LPF를통해칩의 ADC 채널로젂달 기타아날로그회로 ( 옵션 ) Rotary Potentiometer의출력을칩의 ADC 채널로젂달 칩의 EPWM1A, 2A, 3A 출력을 1차반젂능동필터로가공하여, ADC 채널로젂달 [19] page
구분 TMS320F28335 TMS320F2808 Buck Ch1 출력전압 ADCINA0 ADCINA0 Buck Ch1 출력전류 ADCINB0 ADCINB0 Buck Ch2 출력전압 ADCINA1 ADCINA1 Buck Ch2 출력전류 ADCINB1 ADCINB1 Buck Ch3 출력전압 ADCINA2 ADCINA2 Buck Ch3 출력전류 ADCINB2 ADCINB2 Boost Ch1 출력전압 1 ADCINA3 ADCINA3 Boost Ch1 출력전압 2 ADCINB3 ADCINB3 Boost Ch2 출력전압 1 ADCINA4 ADCINA4 Boost Ch2 출력전압 2 ADCINB4 ADCINB4 Boost Ch3 출력전압 1 ADCINA5 ADCINA5 Boost Ch3 출력전압 2 ADCINB5 ADCINB5 필터링된 EPWM1A 신호 (1) ADCINA6 ADCINA6 필터링된 EPWM2A 신호 (2) ADCINB6 ADCINB6 필터링된 EPWM3A 신호 (3) ADCINA7 ADCINA7 가변저항분압기출력 (4) ADCINA7 ADCINA7 SC450 입력전압 ADCINB7 ADCINB7 (1) CN3300 핀-헤더 1-2번핀에점퍼삽입시 (2) CN3301 핀-헤더 1-2번핀에점퍼삽입시 (3) CN3302 핀-헤더 1-2번핀과 CN2610 핀-헤더 1-2번핀에점퍼삽입시 (4) CN2610 핀-헤더 2-3번핀에점퍼삽입시 [ 표 9-7] SC450 의아날로그입출력소스와 TMS320F28X ADC 입력채널의연결 [20] page
9.5.1 입력전압검출회로 Buck/Boost 출력을위핚, PWM Duty-ratio 제어의기준으로사용가능 [ 그림 9-7] 입력전압검출회로구성 9.5.2 Buck 채널출력전압검출및필터링회로 [ 그림 9-8] Buck 채널출력전압검출회로구성 [21] page
9.5.3 Buck 채널출력전류검출및필터링회로 [ 그림 9-9] Buck 채널출력전류검출회로구성 9.5.4 Boost 채널출력전압검출및필터링회로 SC450 Boost 변환회로에는 0.5Ω 의 Shunt 저항이삽입되어있으며, 이를통해 Boost 채널출력 젂압을검출하거나, 저항양단의젂위차를통해출력젂류를산출핛수있습니다. [ 그림 9-10] - Boost 채널 Shunt 저항양단의전압검출회로구성 [22] page
9.5.5 PWM 출력검출회로 (Filtered PWM Out to ADC) SC450 은점퍼설정을통해, TMS320F28X 칩의 EPWM1A/2A/3A 출력을 ADC 입력채널로연결핛 수있습니다. (PWM 출력확인이나학습용 ) [ 그림 9-11] SC450 의 PWM-to-ADC 회로구성 9.5.6 가변저항분압기 (Rotary Potentiometer) SC450에마렦된가변저항분압기는노브회젂에따라 0~3V 사이의젂압을출력하도록되어있습니다. TMS320F28X의 ADC 채널을통해, 이젂압레벨을읽어제어를위핚지령으로활용하실수있습니다. [ 그림 9-11] SC450 의가변저항분압기회로구성 [23] page
10 SC450 의점퍼조작부설명 SC450 에는 [ 그림 10-1] 과같이점퍼를통해기능을선택핛수있는핀 - 헤더가마렦되어있습니다. [ 그림 10-1] SC450 의기능선택용점퍼조작부 10.1 ADCINA7 입력원선택 CN2610 핀 - 헤더의점퍼조작을통해 ADCINA7 채널의입력원이선택됩니다. [ 그림 10-2] CN2610 핀 - 헤더의점퍼설정을통한 ADCINA7 입력원선택 [24] page
10.2 EPWM1A/EPWM2A/EPWM3A 신호전달대상선택 CN3300 ~ CN3302 핀 - 헤더의점퍼조작을통해 TMS320F28X 프로세서로부터의 EPWM1A/2A/3A 출력이젂달될회로를선택핛수있습니다. [ 그림 10-2] EPWM1A / EPWM2A / EPWM3A 출력전달대상선택 [25] page
11 외관및치수 [ 그림 11-1] SC450 외관및치수 [26] page
12 B.O.M. Item Quantity Reference Part 1 1 CN1000 BR-1300CN CN2610,CN3200,CN3201, 2 11 CN3202,CN3210,CN3211, CN3212,CN3213,CN3300, CN3301,CN3302 2.54mm 1x3 Male 3 1 CN6000 DB9 Male 4 1 CN6100 DB9 Female 5 1 CN6101 2.54mm 1x2 Male 6 1 CN6200 2.54mm 1x8 Male 7 2 CN9100,CN9110 1.27mm 2x32 Female 8 2 CN9200,CN9210 1.27mm 2x15 Female 9 2 CN9300,CN9310 BR-762C 10 2 CN9400,CN9410 LW1143-08 11 8 C1000,C1001,C4010,C4110, C4210,C5000,C5100,C5200 2.2uF/50V 12 1 C1002 0.01uF 13 1 C1003 10TPB220M 220uF/10V 14 7 15 11 16 34 C1004,C4014,C4114,C4214, C5003,C5103,C5203 C1005,C1007,C2004,C2104, C2204,C2303,C2313,C2403, C2413,C2503,C2513 C1006,C1100,C2000,C2100, C2200,C2300,C2310,C2400, C2410,C2500,C2510,C2600, C2610,C2620,C2630,C3000, C3001,C3002,C3003,C3004, C3005,C3006,C3007,C3100, C3101,C3102,C3103,C3300, C3301,C4020,C4120,C4220, C6000,C6100 100nF/50V 100pF 100nF [27] page
17 1 C1101 10nF 18 7 19 5 C1102,C2304,C2314,C2404, C2414,C2504,C2514 C1103,C1104,C4000,C4100, C4200 15pF 2.2uF 20 3 C2001,C2101,C2201 27pF 21 3 C2002,C2102,C2202 120pF 22 3 C2003,C2103,C2203 82pF C2005,C2105,C2205,C2301, 23 9 24 6 25 6 C2311,C2401,C2411,C2501, C2511 C2302,C2312,C2402,C2412, C2502,C2512 C2305,C2315,C2405,C2415, C2505,C2515 10pF 39pF 270pF 26 3 C2601,C2603,C2611 10uF 27 3 C2602,C2604,C2612 1.8nF 28 3 C4001,C4101,C4201 1uF 29 3 C4011,C4111,C4211 1nF/50V 30 6 31 6 32 6 C4012,C4112,C4212,C5001, C5101,C5201 C4013,C4113,C4213,C5002, C5102,C5202 C4015,C4115,C4215,C5004, C5104,C5204 100uF/50V 1uF/50V 100pF/50V 33 3 C4021,C4121,C4221 1nF 34 4 C6101,C6102,C6103,C6104 0.1uF 35 1 D1000 1SR15440 36 1 D1001 P6SMBJ24A 37 1 D1002 SS34 D1003,D3100,D3101,D3102, 38 12 D3103,D3104,D3105,D3106, D3107,D3108,D3109,D3110 Red 39 2 D1004,D1005 Yellow 40 2 D1100,D1101 Green [28] page
41 6 42 7 D4010,D4110,D4210,D5000, D5100,D5200 L1000,L4010,L4110,L4210, L5000,L5100,L5200 Blue MSS1278-223 22uH 43 1 L1001 BEAD 44 4 R1004,R1103,R1104,L1910 SHORT / NC 45 1 P2620 Potentiometer (10k) 46 1 R1000 10k 1% 47 1 R1001 3.24k 1% 48 1 R1002 5.1k 49 2 R1003,R1005 680 50 1 R1100 30.1k 1% 51 1 R1101 49.9k 1% 52 2 R1102,R1105 510 R2000,R2100,R2200,R2300, 53 10 54 14 R2310,R2400,R2410,R2500, R2510,R2630 R2001,R2101,R2201,R2301, R2311,R2401,R2411,R2501, R2511,R2604,R2606,R2612, R2620,R2631 9.1k 1k 55 3 R2002,R2102,R2202 27k R2003,R2103,R2203,R2305, 56 9 57 6 58 6 R2315,R2405,R2415,R2505, R2515 R2004,R2006,R2104,R2106, R2204,R2206 R2005,R2007,R2105,R2107, R2205,R2207 180k 10k 20k 59 3 R2010,R2110,R2210 100 60 6 61 6 R2302,R2312,R2402,R2412, R2502,R2512 R2303,R2313,R2403,R2413, R2503,R2513 24k 160k [29] page
62 9 R2304,R2314,R2404,R2414, R2504,R2514,R4000,R4100, R4200 22k 63 3 R2600,R2602,R2610 3.6k 64 3 R2601,R2603,R2611 3k 65 3 R2605,R2607,R2613 910 R3000,R3100,R3101,R3102, R3103,R3104,R3105,R3300, 66 24 67 32 68 11 R3301,R3302,R3303,R3304, R3305,R3306,R4011,R4111, R4211,R5001,R5101,R5201, R6001,R6002,R6200,R6201 R3001,R3002,R3003,R3004, R3005,R3006,R3007,R3008, R3010,R3011,R3012,R3013, R3014,R3015,R3016,R3017, R3019,R3020,R3021,R3022, R3023,R3024,R3025,R3026, R3028,R3029,R3030,R3031, R3032,R3033,R3034,R3035 R3106,R3107,R3108,R3110, R3111,R3112,R3113,R3114, R3115,R3116,R3117 4.7k 820 560 69 3 R4001,R4101,R4201 0 R4002,R4003,R4102,R4103, 70 9 R4202,R4203,R5000,R5100, R5200 10 71 3 R4010,R4110,R4210 2.2 72 3 R6000,R9100,R9200 open 73 1 R6003 120 74 3 SR5000,SR5100,SR5200 0.5/2W/1% [30] page
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13 회로도 SC450 의회로도는별도로제공됩니다. ( 싱크웍스회원서비스 회로도게시판 ) [33] page