JAJU913 December   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 DC/DC 昇圧コンバータ
      2. 2.2.2 双方向DC/DCコンバータ
      3. 2.2.3 DC/AC コンバータ
    3. 2.3 主な使用製品
      1. 2.3.1  TMDSCNCD280039C - C2000™ マイコン controlCARD™ 向けの TMS320F280039C 評価基板
      2. 2.3.2  LMG3522R030 ドライバ、保護機能、温度レポート機能内蔵、650V、30mΩ の GaN FET
      3. 2.3.3  TMCS1123 - 高精度ホール効果電流センサ
      4. 2.3.4  AMC1302 - 高精度、±50mV 入力、強化絶縁型アンプ
      5. 2.3.5  ISO7741 信頼性の高い EMC 特性、クワッドチャネル (順方向 3、逆方向 1)、強化絶縁型デジタル アイソレータ
      6. 2.3.6  ISO7762 信頼性の高い EMC 特性、6 チャネル (順方向 4、逆方向 2)、強化絶縁型デジタル アイソレータ
      7. 2.3.7  UCC14131-Q1 車載用、1.5W、12V～15V VIN、12V～15V VOUT、高密度、5kVRMS 超の絶縁型 DC/DC モジュール
      8. 2.3.8  ISOW1044 DC/DC 電源内蔵、低放射、5kVRMS、絶縁型 CAN FD トランシーバ
      9. 2.3.9  ISOW1412 電源内蔵、低放射、500kbps、強化絶縁型 RS-485/RS-422 トランシーバ
      10. 2.3.10 OPA4388 クワッド、10MHz、CMOS、ゼロドリフト、ゼロ クロスオーバ、真の RRIO 高精度オペアンプ
      11. 2.3.11 OPA2388 デュアル、10MHz、CMOS、ゼロドリフト、ゼロ クロスオーバ、真の RRIO 高精度オペアンプ
      12. 2.3.12 INA181 26V、双方向、350kHz、電流センス アンプ
  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
    2. 3.2 テスト設定
      1. 3.2.1 DC/DC 昇圧段
      2. 3.2.2 双方向 DC/DC 段
    3. 3.3 テスト結果
      1. 3.3.1 DC/DC 昇圧コンバータ
      2. 3.3.2 双方向DC/DCコンバータ
  10. 4設計とドキュメントのサポート
    1. 4.1 デザイン ファイル
      1. 4.1.1 回路図
      2. 4.1.2 BOM
    2. 4.2 ツールとソフトウェア
    3. 4.3 ドキュメントのサポート
    4. 4.4 サポート・リソース
    5. 4.5 商標
  11. 5著者について

2.2.1 DC/DC 昇圧コンバータ

図 2-2 に、DC/DC 昇圧トポロジのブロック図を示します。このデザインは、1 つの共通出力レールに接続されている 2 つの並列ストリング入力で構成されています。各入力は、可変ストリング出力をより高く安定した DC リンク電圧に変換する DC/DC 昇圧段に接続されています。この段は入力電圧と入力電流を制御しており、各ストリングに最大電力点追従 (MPPT) アルゴリズムを実装できます。

GUID-20231206-SS0I-4JPK-4NRQ-FN4CDC77S0QL-low.svg図 2-2 DC/DC 昇圧コンバータのブロック図

各ストリングは、パネル 1 枚が公称 50V 定格であることを考慮すると、2 枚～10 枚のパネルを直列に接続することが可能であり、これは最大 50V～500V の入力電圧に相当するものです。両方のコンバータとも定格 3.6kW で、7.2kW の合計出力電力を供給できます。

各昇圧段は、SiC ダイオード、160μH の値を持つ昇圧インダクタ 145451 (D6754)、フィルタリング用入力コンデンサ、および出力リップル電圧を最小化するための共通の出力コンデンサと組み合わせた、LMG3522R030 デバイスで構成されています。PLECS シミュレーションの結果、LMG3522R030 30mΩ デバイスは、導通損失 (RDS(on) に起因) とスイッチング損失 (出力寄生容量に起因) の間で良好なトレードオフが得られることがわかりました。整流段で高効率を実現するため、定格 650V、20A の SiC ショットキー ダイオード C6D20065G を使用しています。

このアプリケーションでは、DC リンク電圧が一定に保たれるため、昇圧コンバータのデューティ サイクルは可変であり、入力ストリング電圧に依存します。GaN FET は、それぞれ周波数 120kHz で切り換えられます。