JAJU915A December   2023  – June 2024

 

  1.   1
  2.   概要
  3.   参照情報
  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 DC/DC コンバータを備えた PV またはバッテリ入力
    2. 1.2 絶縁型 CLLLC コンバータ
    3. 1.3 DC/AC コンバータ
    4. 1.4 主なシステム仕様
  8. 2システム設計理論
    1. 2.1 昇圧コンバータの設計
    2. 2.2 MPPT 動作
    3. 2.3 CLLLC コンバータの設計
      1. 2.3.1 ゼロ電圧スイッチング (ZVS) の達成
      2. 2.3.2 共振タンク設計
    4. 2.4 DC/AC コンバータの設計
  9. 3システム概要
    1. 3.1 ブロック図
    2. 3.2 設計上の考慮事項
      1. 3.2.1 DC/DC コンバータ
        1. 3.2.1.1 入力電流および電圧検出と MPPT
        2. 3.2.1.2 突入電流制限
      2. 3.2.2 CLLLC コンバータ
        1. 3.2.2.1 低電圧側
        2. 3.2.2.2 高電圧側
        3. 3.2.2.3 変調方式
      3. 3.2.3 DC/AC コンバータ
        1. 3.2.3.1 能動部品の選定
          1. 3.2.3.1.1 高周波数 FET：GaN FET
          2. 3.2.3.1.2 絶縁型電源
          3. 3.2.3.1.3 低周波数 FET
        2. 3.2.3.2 受動部品の選定
          1. 3.2.3.2.1 昇圧インダクタの選択
          2. 3.2.3.2.2 Cx 容量の選択
          3. 3.2.3.2.3 EMI フィルタの設計
          4. 3.2.3.2.4 DC リンクの出力容量
        3. 3.2.3.3 電圧と電流の測定
    3. 3.3 主な使用製品
      1. 3.3.1  TMDSCNCD280039C - C2000™ マイコン controlCARD™ 向けの TMS320F280039C 評価基板
      2. 3.3.2  LMG3522R050 - ドライバ内蔵、650V、50mΩ GaN FET
      3. 3.3.3  LMG2100R044 - 100V、35A GaN ハーフ ブリッジ電力段
      4. 3.3.4  TMCS1123 - 高精度ホール効果電流センサ
      5. 3.3.5  AMC1302 - 高精度、±50mV 入力、強化絶縁型アンプ
      6. 3.3.6  AMC3330 - DC/DC コンバータ内蔵、高精度、±1V 入力、強化絶縁アンプ
      7. 3.3.7  AMC1311 - ハイ インピーダンス、2V 入力、強化絶縁型アンプ
      8. 3.3.8  ISO6741 - 堅牢な EMC 性能を備えた汎用強化絶縁型クワッド チャネル デジタル アイソレータ
      9. 3.3.9  UCC21540 - 強化絶縁型デュアルチャネル ゲート ドライバ
      10. 3.3.10 LM5164 - 超低静止電流 (IQ)、100V 入力、1A の同期整流降圧 DC/DC コンバータ
  10. 4ハードウェア、ソフトウェア、テスト要件、テスト結果
    1. 4.1 ハードウェア要件
    2. 4.2 テスト構成
      1. 4.2.1 DC/DC テスト
      2. 4.2.2 DC/AC テスト
    3. 4.3 テスト結果
      1. 4.3.1 入力 DC/DC 昇圧の測定結果
      2. 4.3.2 CLLLC の測定結果
      3. 4.3.3 DC/AC の測定結果
  11. 5設計とドキュメントのサポート
    1. 5.1 デザイン ファイル
      1. 5.1.1 回路図
      2. 5.1.2 BOM
    2. 5.2 ツールとソフトウェア
    3. 5.3 ドキュメントのサポート
    4. 5.4 サポート・リソース
    5. 5.5 商標
  12. 6著者について
  13. 7改訂履歴

1.4 主なシステム仕様

表 1-1 に、このリファレンス デザインの主な仕様を示します。

表 1-1 主なシステム仕様
パラメータ仕様備考
入力 DC 電圧範囲

30V～60V

最大入力 DC 電流14 A入力インダクタの飽和電流により制限
DC/DC

昇圧コンバータのスイッチング周波数

250 kHz

入力チャネル数

4

CLLLC スイッチング周波数

400 kHz

公称出力 DC 電圧

400 V

DC/AC ボードなしでは、出力電圧のレギュレーションは行われません。DC/AC ボードで使うか、DC 負荷で出力電圧をクランプします。

最大出力 DC 電流

4 A

公称出力 AC 電圧

230VAC

120VAC 動作には LMG3522R030 が必要

出力 AC 電流

7 A

DC/AC 段のスイッチング周波数

125 kHz

TIDA-010933
注意:

電源を入れたままその場を離れないでください。

TIDA-010933
WARNING:

高電圧！基板上は高電圧状態になっており、接触するおそれがあります。感電する可能性があります。基板は、不適切に取り扱った場合に感電、火災、負傷の原因となる電圧および電流で動作します。負傷や物品の破損を避けるために、必要な注意と適切な対策をもって機器を使用してください。安全のため、過電圧および過電流保護機能付きの絶縁された試験装置の使用を強く推奨します。

テキサス・インスツルメンツは、基板への電源投入やシミュレーション実行の前に、電圧要件および絶縁要件を確認し理解することがユーザーの責任であると考えます。電源投入中は、回路およびその接続部品には触れないでください。

TIDA-010933
WARNING:

表面は高温！触れるとやけどの原因になることがあります。触れないでください！

基板の電源を入れると、一部の部品は 55℃を超える高温に達することがあります。動作中は常に、また動作直後も高温の状態が続く可能性があるため、基板に触れてはいけません。

TIDA-010933
WARNING:

テキサス・インスツルメンツは、このリファレンス デザインをラボ環境のみで使用するものとし、一般消費者向けの完成品とはみなしておりません。このデザインは室温で動作することを意図しており、他の周囲温度での動作はテストされていません。

テキサス・インスツルメンツは、このリファレンス デザインを高電圧電気 機械部品、システム、およびサブシステムの取り扱いに伴うリスクを熟知した有資格のエンジニアおよび技術者のみが使用するものとしています。

基板上は高電圧状態になっており、接触するおそれがあります。基板は、不適切に取り扱ったり適用したりした場合に感電、火災、負傷の原因となる電圧および電流で動作します。負傷や物品の破損を避けるために、必要な注意と適切な対策をもって機器を使用してください。