JAJU886 January   2023

 

  1.   1
  2.   概要
  3.   リソース
  4.   特長
  5.   アプリケーション
  6.   6
  7. 1システムの説明
    1. 1.1 主なシステム仕様
  8. 2システム概要
    1. 2.1 ブロック図
    2. 2.2 設計上の考慮事項
      1. 2.2.1  6W 補助電源
      2. 2.2.2  AC 入力電流センシング
      3. 2.2.3  DC バス電圧センシング
      4. 2.2.4  AC 入力電圧センシング
      5. 2.2.5  GaN の駆動
      6. 2.2.6  パワーオン時の突入電流保護
      7. 2.2.7  過電流保護
      8. 2.2.8  AC 入力低電圧保護
      9. 2.2.9  DC バス過電圧保護
      10. 2.2.10 GaN 温度監視および保護
      11. 2.2.11 ヒートシンク温度監視および保護
      12. 2.2.12 UART ハートビート・レポート
      13. 2.2.13 モーター制御インターフェイス
    3. 2.3 主な使用製品
      1. 2.3.1 LMG352xR030
      2. 2.3.2 TMS320F28002x
      3. 2.3.3 UCC2871x
      4. 2.3.4 TLV906x
      5. 2.3.5 TPS54308
  9. 3ハードウェア、ソフトウェア、テスト要件、テスト結果
    1. 3.1 ハードウェア要件およびアセンブリ
      1. 3.1.1 テスト装置要件
    2. 3.2 ソフトウェア要件
    3. 3.3 テスト構成
    4. 3.4 テスト結果
      1. 3.4.1 テスト手順
        1. 3.4.1.1 90VAC でのテスト手順
        2. 3.4.1.2 220VAC でのテスト手順
    5. 3.5 性能データ:効率、iTHD、力率
    6. 3.6 機能波形
      1. 3.6.1  90VAC、800Ω 負荷でのテスト
      2. 3.6.2  220VAC でのパワーオン・シーケンス・テスト
      3. 3.6.3  重負荷時の波形
      4. 3.6.4  補助降圧電源のテスト
      5. 3.6.5  AC 電圧降下テスト
      6. 3.6.6  GaN スイッチング性能
      7. 3.6.7  温度テスト
      8. 3.6.8  パワーオフ・シーケンス
      9. 3.6.9  サージ・テスト
      10. 3.6.10 伝導エミッション・テスト
  10. 4設計とドキュメントのサポート
    1. 4.1 設計ファイル
      1. 4.1.1 回路図
      2. 4.1.2 BOM
    2. 4.2 ドキュメントのサポート
    3. 4.3 サポート・リソース
    4. 4.4 商標
  11. 5著者について

温度テスト

この設計の熱性能は検証済みです。条件を次に列記します。

  • 200VAC、4kW 負荷
  • 冷却ファン:27CFM、24V、2.64W
  • 15 分後に熱平衡に到達
  • 周囲温度は 25℃

図 3-17 に温度上昇テストのセットアップを示します。

GUID-20221130-SS0I-7S7M-4KSM-WCCNP5XXGW0W-low.png図 3-17 温度テストのセットアップ

図 3-18 は 200VAC、4kW での昇圧インダクタの温度で、温度上昇が 69.6℃ - 25℃ = 44.6℃ であることを示しています。

GUID-20221130-SS0I-4F9D-SMDV-HWVMX0L5LMGR-low.png図 3-18 ブースト・インダクタ温度

GaN ドーターボードはメイン・ボードの下にあるため、サーマル・イメージャを使用して GaN の温度上昇を測定するのは困難です。しかし、GaN は PWM モードで TEMP ピンの温度をレポートし、PWM デューティ比が温度を表します。ファームウェアは PWM のデューティ比を監視し、温度を計算して、この情報を UART ポート経由でホスト PC にレポートします。図 3-19 は UART 端末のハートビート・レポートですこのレポートでは GaN の温度を読み取ることができます。

AC 入力電圧がさらに低い一部のアプリケーションでは入力電流がより高くなるため、GaN、ダイオード・ブリッジ、昇圧インダクタの温度上昇はさらに大きくなります。ユーザーは、これらのデバイスの温度上昇を完全に評価し、デバイスが十分な温度上昇マージンを確保できていることを確認する必要があります。

GUID-20221130-SS0I-CWBZ-FSSF-1DGDRFXX92CJ-low.png図 3-19 ハートビート・レポートでの GaN 温度上昇