新製品

TIDA-010210

6.6kW、3 相、3 レベル ANPC インバータ / PFC 双方向電力段のリファレンス・デザイン

TIDA-010210

設計ファイル

概要

このリファレンス・デザインは、SiC/GaN (シリコン・カーバイド / 窒化ガリウム) をベースとする 3 レベルの 3 相 ANPC (Advanced Neutral Point Clamped、高度な中性点クランプ) インバータ電力段を実装するための設計テンプレートを提示します。高速スイッチング・パワー・デバイスを使用すると、100kHz を上回る高周波数でパワー・デバイスのスイッチングを実施できます。この場合、フィルタで使用する磁気素子のサイズを小型化し、電力段の電力密度を高めることができます。マルチレベル・トポロジー採用により、600V 定格のパワー・デバイスを、最大 1,000V というそれより高い DC バス電圧で使用できるようになります。スイッチング電圧ストレスが低いことでスイッチング損失の低減につながり、その結果、98.5% というピーク効率を達成しています。このデザインはモジュール型の構造を採用しており、同じフィルタ段を使用して、SiC または GaN のパワー・デバイスとの組み合わせで動作するように構成することが可能です。

特長
  • 800V システムで 650V 定格の SiC/GaN スイッチを使用する 3 相インバータ / PFC に対応する、3 レベルの電力段
  • C2000 の CLB (構成可能ロジック・ブロック) を使用する斬新なオンボード保護機能を実装した結果、追加コストなしでリアルタイムの安全動作を達成
  • 最適化済みの制御方式を採用した結果、標準的な実装で 9 個の PWM を使用するのに対し、必要なのはマイコンが内蔵している 6 個の PWM のみ
  • 広い温度範囲で高精度と優れた直線性を実現できるように、シャント・ベースの電流センス機能を実装
  • 高い周波数スイッチング (100kHz) と高効率を通じて、高い電力密度を実現

組み立てられたボードは、テストと性能検証のみの目的で開発されたものであり、販売していません。

設計ファイルと製品

設計ファイル

すぐに使用できるシステム・ファイルをダウンロードすると、設計プロセスを迅速化できます。

TIDUEZ0.PDF (1631 K)

リファレンス・デザインの概要と検証済みの性能テスト・データ

TIDM837.ZIP (1503 K)

設計レイアウトとコンポーネントを示した詳細な回路図

TIDM838.ZIP (1189 K)

設計に使用したコンポーネント、参照指定子、メーカー名や型番などを記入した詳細なリスト

TIDM839.ZIP (1511 K)

コンポーネントの配置を明示する詳細な設計レイアウト

TIDM841.ZIP (9755 K)

IC コンポーネントの 3D モデルまたは 2D 図面に使用するファイル

TIDCG02.ZIP (8672 K)

PCB 設計の基板層に関する情報を記載した設計ファイル

TIDM840.ZIP (3325 K)

PCB 設計レイアウトを生成するための PCB 基板層のプロット・ファイル

製品

設計や代替製品候補に TI 製品を含めます。

C2000 リアルタイム・マイコン

TMS320F280049C100MHz、FPU と TMU (三角関数算術演算ユニット) と 256KB フラッシュと CLA (制御補償器アクセラレータ) と InstaSPIN-FOC と CLB (構成可能論理ブロック)

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GaN (窒化ガリウム) IC

LMG3410R050ドライバと保護機能内蔵、600V、50mΩ GaN

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アナログ温度センサ

LMT87-13.6mV/℃ のゲイン、±2℃、2.7V ~ 5.5V、アナログ出力温度センサ

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デジタル・アイソレータ

ISO7721信頼性の高い EMC 特性、デュアル・チャネル、1/1、強化絶縁型デジタル・アイソレータ

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トランス・ドライバ

SN6501絶縁型電源向け、低ノイズ、350mA、410kHz トランス・ドライバ

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リニア・レギュレータと低ドロップアウト (LDO) レギュレータ

LP5907低静止電流 (IQ)、イネーブル搭載、250mA、低ノイズ、高 PSRR、超低ドロップアウト電圧レギュレータ

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汎用オペアンプ

TLV9004Quad, 5.5-V, 1-MHz, RRIO operational amplifier for cost-optimized applications

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絶縁型アンプ

AMC3302DC/DC コンバータ内蔵、±50mV 入力対応、高精度、強化絶縁型アンプ

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絶縁型ゲート・ドライバ

UCC215305.7kVrms, 4A/6A dual-channel isolated gate driver with Enable & DT pins in DWK pkg for IGBT/S

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絶縁型ゲート・ドライバ

UCC215411.5-A/2.5-A, 5.7-kVRMS dual-channel isolated gate driver with 8-V UVLO, dual input, disable pin

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降圧コンバータ (スイッチ内蔵)

TPS563200SOT-23 封止、Advanced Eco-mode™ 搭載、17V 入力、3A、同期整流・降圧レギュレータ

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高精度オペアンプ (Vos が 1mV 未満)

OPA4376クワッド、高精度、低ノイズ、低静止電流オペアンプ

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技術資料

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* 設計ガイド 6.6kW、3 相、双方向 ANPC 3 レベル・インバータ/PFC パワーステージ・リファレンス・デザイン 2021年 3月 24日

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