TIDA-010957

15kW, bidirectional, three-phase plus neutral flying capacitor based on GaN reference design

TIDA-010957

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Información general

This reference design provides a design template for implementing a three-level, three-phase plus neutral, Gallium Nitride (GaN) based flying capacitor power stage. The use of fast switching power devices allows switching at an equivalent frequency of 125kHz, reducing the size of magnetics for the filter and increasing the power density of the power stage. The multilevel topology allows the use of 650V rated power devices at higher DC bus voltages of up to 900V. The lower switching voltage stress across the transistors reduces the switching losses, resulting in an efficiency of 98.9% at full power.

Funciones
  • Power stage for three-phase plus neutral bidirectional DC/AC converter
  • 650V rated switches in 900V system (due to three levels)
  • High switching frequency of 125kHz and high efficiency design (98.9%)
  • 21ARMS per phase
  • Control scheme that allows control of the unbalancing of three current phases
Opciones de tensión de salida TIDA-010957.1 TIDA-010957.2
Tensión de entrada (Min) (V) 200 650
Tensión de entrada (Máx) (V) 480 900
Tensión de salida (Nom) (V) 800 400
Amperímetro de salida (Máx) (A) 22.5 21
Potencia de salida (W) 18000 8400
Aislado/Sin aislar Non-Isolated Non-Isolated
Tipo de entrada AC DC
Topología Boost- PFC Buck- PFC
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Se desarrolló una placa completamente integrada únicamente para pruebas y validación de rendimiento y no está disponible para la venta.

Archivos de diseño y productos

Archivos de diseño

Descargue archivos de sistema listos para usar para acelerar su proceso de diseño.

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Diagrama esquemático detallado del diseño y los componentes

Productos

Incluye productos de TI en el diseño y posibles alternativas.

Módulos de alimentación aislados (transformador integrado)

UCC33421-Q1Módulo de alimentación CC-CC aislado automotriz de 5 V/5 V, 1.5 W y 5 kVRMS con transformador int.

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Sensores de corriente de efecto Hall

TMCS1126Sensor de corriente de efecto Hall, 80 ARMS y 500kHz, con AFR, referencia y ALERT

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Microcontroladores en tiempo real C2000

TMS320F28P550SJMCU C2000™ de 32 bits con flash de 1.1 MB a 150 MHz C28x + CLA, cinco ADC, CLB, AES y NPU

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Etapas de potencia de nitruro de galio (GaN)

LMG3522R030FET de GaN de 650 V y 30 mΩ con controlador integrado, protección e informe de temperatura

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Semiconductores

AMC0330RAmplificador de aislamiento reforzado con entrada de ±1 V y salida ratiométrica para detección de te

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Semiconductores

AMC0311DAmplificador aislado reforzado de entrada de 2 V de precisión con ganancia fija y salida diferencial

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Sensores de temperatura aislados

ISOTMP35Sensor de temperatura aislado básico de 1.2 °C con salida analógica de 10 mV/°C

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Amplificadores aislados

AMC0381DAmplificador de precisión, entrada de 1500 V, aislado y reforzado con salida diferencial

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Documentación técnica

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Tipo Título Descargar la versión más reciente en inglés Fecha
* Guía de diseño 15kW, Bidirectional, Three-Phase Plus Neutral Flying Capacitor Based on GaN Reference Design PDF | HTML 29/12/2025

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