高電圧設計の可能性を最大限に引き出します
高電圧システムの要求に対応できる設計を採用した各種デバイスは、優れた信頼性の達成に貢献
開発中の高電圧設計で可能性を最大限に引き出す
高電圧アプリケーションの設計には、いくつかの特有の課題があります。これらに対処するために、電力変換、電流と電圧のセンシング、絶縁、リアルタイム制御に関連する TI の複数のテクノロジーを組み合わせ、高電圧設計の簡素化や、最高レベルの効率と信頼性を実現することができます。
高電圧設計で TI 製品を選択する理由
信頼性重視の製作
数十年にわたる製造経験を活用した TI の各種ソリューションを採用すると、コストと性能の点で優れた利点を達成すると同時に、高電圧システムで必須の信頼性を維持できます。
特化型デバイスの製品ラインアップ
電力変換からセンシング、絶縁、リアルタイム制御まで、TI の各種アナログ製品と組込みデバイスは連携して動作し、高電圧設計の簡素化に貢献します。
システムに関するエンド ツー エンド (包括的) のノウハウ
システムに関する TI のエンド ツー エンド (包括的) の専門知識と設計リソースを活用すると、高電圧設計の効率化と開発期間の短縮を実現しやすくなります。
自信を持って高電圧設計を進めることが可能
効率的な電力変換
高電圧設計で、システムの効率、信頼性、安全性を非常に重視する場合、電力損失を最小限に抑えることが重要です。以下のリソースをご覧になると、システム効率の向上、スイッチング損失と導通損失の最小化、高電圧電力変換向け製品ラインアップとテクノロジーの詳細を確認できます。
詳細:
高電圧システムにおける電力変換の簡素化
IGBT & SiC Gate Driver Fundamentals
高精度センシング
高電圧アプリケーションで一般的に発生する過酷な条件下でも設計の信頼性を向上させるうえで、電流と電圧と温度の高精度センシングは重要な役割を果たします。以下のリソースをご覧になると、高電圧の設計を簡素化する方法を確認できます。また、電流と電圧と温度を取り扱う TI の各種センシング製品も参照できます。
詳細:
信頼性の高い絶縁能力
各種高電圧アプリケーションでは、安全性が非常に重要です。最新の各種絶縁テクノロジーを使用してこれらのシステムの安全性を維持する方法と、TI の高電圧絶縁製品やテクノロジーをご確認ください。
詳細:
高電圧システム設計の信頼性向上と同時にソリューション サイズを小型化しコストを削減する方法
低レイテンシのリアルタイム制御
高電圧システムは、複雑な電源トポロジに依存しており、信頼性を向上させるには特化型の制御方式が必要です。効率と電力密度の向上に役立つ設計を採用した高度なマイコンを使用して、高電圧電源の設計を効率化する方法をご覧ください。また、TI のリアルタイム制御製品と関連テクノロジーをご確認ください。
詳細:
リアルタイム制御テクノロジーを活用して信頼性の高いスケーラブルな高電圧設計を実現する方法
C2000 リアルタイム マイコンを使用し、GaN ベースのデジタル電源設計を最大限活用
The Essential Guide for Developing With C2000 Real-Time Microcontrollers (Rev. F)
他のお客様の成功事例
TI の高電圧テクノロジーについて複数のお客様からどのような声が寄せられているのか、また、高電圧設計の安全性、信頼性、効率を向上させるうえでどのように役立つのか、詳細をご覧ください。
Delta
「高効率のパワー エレクトロニクスに関する Delta Electronics の主要な専門知識を活用した GaN アプリケーションは、効率特性を犠牲にせずに電力密度を最大化することを重視しています。 結論として、従来は実現できなかった製品も、GaN テクノロジーを使用すると開発可能になり、製品の新しい世界の扉が開きます」。
- Kai Dong 氏 | Delta Electronics、研究開発マネージャ、カスタム設計事業部
Ecoflow
Ecoflow の新しい PowerStream Microinverter は、GaN (窒化ガリウム) FET、C2000™ リアルタイム マイコン、デジタル アイソレータ、絶縁型ゲート ドライバなど、TI の高電圧テクノロジーを採用しています。TI の GaN を採用した結果、Ecoflow はマイクロインバータのコンパクト化と効率化を進め、信頼性を高めることができました。TI の C2000 MCU は、洗練された制御アルゴリズムを実装し、マイクロインバータをスマート化するのに役立ちました。これらすべてのおかげで、使いやすく競争力のある製品を製造できました。Ecoflow は、ソーラー エネルギー市場での継続的なイノベーションに取り組んでおり、TI と協力し、Ecoflow の今後の太陽光発電アプリケーションに TI の最新テクノロジーを組み込むことを期待しています。
- Shida Gu | Ecoflow、電源ハードウェア エンジニア
主なアプリケーションの概要
システム・レベルの効率改善と電力密度の最大化
インバータとモーター制御の各システムで TI の高電圧技術を活用すると、非常に信頼性の高いソリューションを実現できます。
利点:
- IGBT と SiC FET 向けの絶縁型ゲート・ドライバを使用すると、システム・レベルの効率を改善し、障害条件を監視することができます。
- 高性能リアルタイム・マイコンを使用すると、新しいアーキテクチャの構築、航続距離の延長、電力密度の向上を実現できます。
- バイアス電源ソリューションを採用すると、システム・コストの最適化と、機能安全の効率化を実現できます。
- TI の各種センシング・ソリューションを使用すると、電流と電圧を高精度測定し、システムの効率、信頼性、性能を向上させることができます。
主なリソース
- PMP23223 – バイアス電源搭載、スマート絶縁型ゲート ドライバのリファレンス デザイン
- PMP22817 – 車載対応、SPI プログラマブル ゲート ドライバとトランス内蔵バイアス電源のリファレンス デザイン
- TIDM-02009 – ASIL D 安全性コンセプト検証済み、高速トラクション、双方向 DC/DC 変換のリファレンス デザイン
各種 GaN FET や、IGBT と SiC をサポートする各種ゲート・ドライバとバイアス電源で構成された TI の製品ラインアップを活用すると、電力密度の向上が可能
TI の高電圧電力変換技術と電流や電圧のセンシング技術を活用して、信頼性の高いソーラー・エネルギーとエネルギー・ストレージの各システムを製作すると、いっそう持続可能性の高い将来を実現しやすくなります。
利点:
- 各種 GaN FET や、SiC と IGBT の各ゲート・ドライバとバイアス電源、高度なリアルタイム制御マイコンで構成された TI の製品ラインアップを活用すると、電力密度を向上させることができます。
- 制御ループ、アーク検出、絶縁に関する要件を満たす、高速で高精度の電流センシングを実現できます。
主なリソース
- TIDA-01606 – 11kW、双方向、3 相、3 レベル (T タイプ) インバータと PFC のリファレンス デザイン
- TIDA-010210 – GaN ベース、11kW、双方向、3 相 ANPC (アクティブ中性点クランプ型) のリファレンス デザイン
- TIDA-010054 – レベル 3 の電気自動車 (EV) 充電ステーション向け、双方向、デュアル アクティブ ブリッジのリファレンス デザイン
バッテリ効率の最適化や、バッテリ・パックの安全性の容易な診断と管理を実現可能
電流と電圧のセンシングや絶縁監視など、BMS (バッテリ管理システム) の非常に重要な機能で技術的革新を活用する各種 BMS ソリューションを採用すると、電気自動車 (EV) の普及に影響を及ぼすいくつかの課題を克服しやすくなります。
利点:
- 電流と電圧の高精度測定を実現すると、バッテリ・モニタとバランサを活用し、バッテリ・パックの安全性を効果的に管理することができます。
- ソリッドステート・リレー (半導体リレー) を活用すると、業界をリードする信頼性の確保、800V EV BMS (バッテリ管理システム) の安全性向上、システムのサイズとコストの最大 50% 低減を実現できます。
主なリソース
- TIDA-050063 – 高電圧ソリッドステート リレー (半導体リレー) 向け、アクティブ型事前充電 (プリチャージ) のリファレンス デザイン
電力密度の向上と、DC wallbox つまり家庭設置用チャージャのサイズ小型化を実現可能
DC 充電ステーションと wallbox つまり家庭設置用チャージャのコストを削減すると同時に、安全性とユーザー環境全体の向上につながる各種設計を活用すると、自動車の電動化という次世代構想を推進できます。
利点:
- 希望のワイド・バンドギャップ IC を、GaN (窒化ガリウム) FET、SiC と IGBT の各ゲート・ドライバ、絶縁型バイアス電源で構成された TI の製品ラインアップと組み合わせて使用することができます。
- GaN 技術を採用すると、IGBT ベースのソリューションに比べて電力密度を向上させ、DC wallbox つまり家庭設置用チャージャのサイズを小型化することができます。
- 業界をリードする電流と電圧センシング技術を活用すると、複数の電圧ドメイン間で信頼性の高いデータ転送を実現できます。
主なリソース
- TIDA-01606 – 11kW、双方向、3 相、3 レベル (T タイプ) インバータと PFC のリファレンス デザイン
- TIDA-010210 – GaN ベース、11kW、双方向、3 相 ANPC (アクティブ中性点クランプ型) のリファレンス デザイン
- TIDA-010054 – レベル 3 の電気自動車 (EV) 充電ステーション向け、双方向、デュアル アクティブ ブリッジのリファレンス デザイン
信頼性を犠牲にせずに、より小規模なスペースでより多くの電力に対応
高電圧の電力変換技術と低レイテンシのリアルタイム制御技術を取り揃えた TI の製品ラインアップを活用すると、信頼性と電力密度がいっそう向上し、エネルギー効率が高く、適切な保護機能を採用した電源を設計して製作することができます。
利点:
- TI の GaN 技術を活用すると、 80 Plus® Titanium を上回る 96.5% のエネルギー効率を達成できます。
- TI の各種統合型ゲート・ドライバを使用すると、寄生損失を低減し、システム・レベルの設計を容易にすることができます。
主なリソース
主な高電圧製品を参照
高電圧分野向けの主なリファレンス デザイン
可変周波数、ZVS (ゼロ電圧スイッチング)、5kW、GaN ベース、2 相トーテムポール PFC のリファレンス デザイン
高電圧の EV (電気自動車) 充電とソーラー エネルギー分野の絶縁監視に適した AFE (アナログ フロント エンド) のリファレンス デザイン
ソリッド ステート リレー (半導体リレー) 向け、過電流と過熱保護のリファレンス デザイン
このリファレンス デザインは、半導体リレーに関連する過電流保護と過熱保護の実現方法を提示します。このリファレンス デザインは、 TPSI3050-Q1 5kVRMS 強化絶縁型スイッチ ドライバを採用しています。TPSI3050-Q1 デバイスは、絶縁を実現すると同時に信号と電力を 2 次側に伝送するラミネート トランスを内蔵しています。その結果、絶縁型バイアス電源が不要になります。加えて、TPSI3050-Q1 デバイスは、高電圧 (HV) 側にある外部回路に電力を供給できます。このリファレンス デザインは、最大 4A の負荷条件で、最大 500VDC または 350VAC (...)
C2000 ™ マイコンを使用した双方向高密度 GaN CCM トーテムポール PFC
3.-kW の双方向、インターリーブ形式の連続導通モード (CCM) トーテムポール (TTPL) ブリッジレス力率補正 (PFC) 電力段であり、C2000™ リアルタイム制御コントローラと、ドライバや保護機能を統合した GaN (窒化ガリウム) である LMG3410R070 を使用しています。 この電源トポロジは、双方向の電源フロー (PFC とグリッド接続型インバータ) に対応する能力があるほか、LMG341x GaN デバイスを使用して、電源の効率向上とサイズ縮小を実現しています。このデザインは、位相シェディングおよびアダプティブ (...)