PMP23547

Referenzdesign für GaN-basierte Dreiphasen-Totem-Pole-Leistungsfaktorkorrektur (8 kW) und Dreiphasen

PMP23547

Designdateien

Überblick

Dieses Referenzdesign ist eine Stromversorgung mit hoher Dichte, hohem Wirkungsgrad und einer Leistung von 8 kW. Die erste Stufe ist ein PFC-Wandler (Power Factor Correction, Leistungsfaktorkorrektur) im Dreiecksmodus (TCM) mit nachgeschaltetem Delta-Delta-verbundenem dreiphasigem Induktor-Induktor-Kondensator(LLC)-Wandler. Beide Leistungsstufen sind mit hochleistungsfähigen TI-Leistungsschaltern aus Galliumnitrid (GaN) implementiert. Der PFC verwendet einen dreiphasigen Totem-Pole-PFC in einem auf Nullstromerkennung (ZCD) basierenden Steuermechanismus. Die Steuerungsmethode arbeitet mit variabler Frequenz und erhält das Nullspannungsschaltung (ZVS) unter allen Betriebsbedingungen aufrecht. Die Steuerung wird mit dem Hochleistungs-Mikrocontroller TMS320F280039C und dem GaN-Feldeffekttransistor (FET) LMG3527R030 mit integrierter ZCD-Sensorik implementiert. Der Betriebsfrequenzbereich des Wandlers liegt zwischen 70 kHz und 1,2 MHz. Der LLC arbeitet zwischen 200 kHz und 1,5 MHz. Die Delta-Delta-Resonanztankverbindung stellt reduzierte RMS-Ströme (Root-Mean-Square) bereit. Die Steuerung wird mit dem Hochleistungs-Mikrocontroller TMS320F28P550SJ implementiert. Der LLC verwendet LMG3527R030-GaN-FETs auf der Primär- und LMG3100R017-GaN-FETs auf der Sekundärseite.

Merkmale
  • Spitzenwirkungsgrad bei Volllast: 97,5 %
  • Abmessungen: 700mm × 68,5mm × 32mm
Ausgangsspannung – Auswahlmöglichkeiten PMP23547.1 PMP23547.2
Vin (Min) (V) 180 440
Vin (Max) (V) 305 460
Vout (Nom) (V) 450 48
Iout (Max) (A) 18 170
Ausgangsleistung (W) 8100 8160
Isoliert/Nicht isoliert Non-Isolated Isolated
Eingabetyp AC DC
Topologie Boost- PFC Full Bridge- LLC
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Eine voll bestückte Platine wurde nur für Test- und Leistungsvalidierung entwickelt. Sie wird nicht zum Verkauf angeboten.

Designdateien und Produkte

Designdateien

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TIDT437.PDF (260 KB)

Testergebnisse für das Referenzdesign, mit Wirkungsgraddiagrammen, Testvoraussetzungen und mehr.

Produkte

Enthält TI-Produkte in der Entwicklung und mögliche Alternativen.

Stromversorgungsmodule (integrierter Induktor)

TPSM336252,5-A-Synchron-Abwärtsstrommodul, 3 bis 36 V Eingang, 1 bis 15 V Ausgang

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Linear- und Low-Dropout-Regler (LDO)

TPS717Low-Dropout-Spannungsregler, hohes PSRR, 150 mA, niedriger Ruhestrom, mit Aktivierung

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Digitalisolatoren

ISO7741-Q1Robuster vierkanaliger, verstärkter 3/1-Digitalisolator mit EMV-Schutz für die Automobilindustrie

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Digitalisolatoren

ISO7742-Q1Robuster vierkanaliger, verstärkter 2/2-Digitalisolator mit EMV-Schutz für die Automobilindustrie

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Linear- und Low-Dropout-Regler (LDO)

TPS745-Q1Low-Dropout-Spannungsregler (LDO) für die Automobilindustrie, 500 mA, niedriger Ruhestrom, hoher

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Serienspannungsreferenzen

REF4132-Q1Rauscharme, energieeffiziente Präzisions-Spannungsreferenz für die Automobilindustrie, 12 ppm/°C

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Isolierte Gate-Treiber

UCC21231Isolierter Hochgeschwindigkeits-Zweikanal-Gate-Treiber mit 4 A Quellen und 6 A Senken

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C2000-Echtzeit-Mikrocontroller

TMS320F280039CC2000™ 32 Bit-MCU, 120 MHz, 384 KB Flash, FPU, TMU mit CLA, CLB, AES und CAN-FD

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Thermistoren

TMP61Linearer Thermistor, 1 % und 10 kΩ , in Gehäuse 0402, 0603/0805 und Through Hole

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Ideale Diode und ODER-verknüpfende Controller

LM7480Idealer Diodencontroller, 3 bis 65 V Back-to-Back NFET, –55 bis 125 Grad Celsius

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C2000-Echtzeit-Mikrocontroller

TMS320F28P550SJC2000™-32-Bit-MCU mit 150 MHz, 1,1 MB Flash C28x + CLA, fünf ADCs, CLB, AES und NPU

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Hall-Effekt-Stromsensoren

TMCS1133Hall-Effekt-Stromsensor, 80 ARMS, 1 MHz, mit AFR und ALARM

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Digitalisolatoren

ISO6521Digitaler 1/1-Isolator mit zwei Kanälen für funktionale Isolierung

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Hochgeschwindigkeits-Operationsverstärker (Transitfrequenz ≥ 50 MHz)

TLV365Einzel-50-V-Operationsverstärker mit Betrieb an einzelner Stromversorgung und Rail-to-Rail-Eingang u

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Digitalisolatoren

ISO7741Robuster vierkanaliger, verstärkter 1/3-Digitalisolator mit EMV-Schutz

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Galliumnitrid (GaN)-Leistungsstufen

LMG3100R017Zwei 1,7-mΩ-GaN-FETs (100 V) mit integriertem Treiber

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Technische Dokumentation

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Typ Titel Neueste englische Version herunterladen Datum
* Prüfbericht GaN-Based 8kW 3-Phase Totem-Pole PFC and 3-Phase LLC Reference Design PDF | HTML 10.03.2025

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