TIDA-011012

Diseño de referencia de transformador de estado sólido modular de SiC de 50 kW para tensión media

TIDA-011012

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Información general

Este diseño implementa un transformador de estado sólido (SST) trifásico basado en un módulo de potencia de carburo de silicio (SiC). El uso de una arquitectura modular permite apilar varios submódulos convertidores en serie para cumplir con los requisitos de red de media tensión. El uso de dispositivos SiC de conmutación rápida permite que la etapa CC/CA conmute a 10 kHz y la etapa de aislamiento de puente activo doble (DAB) a 100 kHz, lo que reduce el tamaño de los componentes magnéticos de alta frecuencia y aumenta la densidad general de potencia. La comunicación entre módulos proporciona los altos niveles de tensión de aislamiento necesarios en los equipos finales de media tensión. La topología en cascada distribuye la tensión de red de manera uniforme entre los submódulos, lo que permite el uso de dispositivos SiC estándar de menor tensión nominal al mismo tiempo que mantiene un funcionamiento completo a media tensión.

Funciones
  • Diseño de referencia nominal de 50 kW con arquitectura modular y escalable.
  • Enlace CC de media tensión nominal de 2.2 kV, enlace CC de baja tensión de 1.5 kV.
  • Convertidor de puente H basado en módulo de potencia SiC en el lado de media tensión.
  • Puente activo doble (DAB) para conmutación de etapa de conversión CC/CC aislada a 100 kHz.
  • Conmutación de convertidor CC/CA a 10 kHz en modo monopolar.
  • Comunicación de fibra óptica entre submódulos que proporciona la tensión de aislamiento necesaria.
  • Capacidad de flujo de potencia bidireccional del almacenamiento a la red y viceversa.
  • Dimensiones del módulo único: 850 mm × 300 mm × 80 mm.
Opciones de tensión de salida TIDA-011012.1 TIDA-011012.2 TIDA-011012.3 TIDA-011012.4
Tensión de entrada (Min) (V) 800 1800 1300 2200
Tensión de entrada (Máx) (V) 1300 2200 1500 2200
Tensión de salida (Nom) (V) 2200 1500 2200 1300
Amperímetro de salida (Máx) (A) 23 33 23 63
Potencia de salida (W) 50600 49500 50600 81900
Aislado/Sin aislar Non-Isolated Isolated Isolated Non-Isolated
Tipo de entrada AC DC DC DC
Topología Boost- PFC Full Bridge- Phase Shifted Full Bridge- Phase Shifted 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.

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MCU de potencia digital en tiempo real

TMS320F28P650DKMicrocontrolador C2000™ de 32 bits, 2 CPU C28x+CLA, paso de bloqueo, flash de 1.28 MB, ADC de 16 b,

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Módulos de alimentación aislados (transformador integrado)

UCC35131-Q1Módulo CC-CC aislado auto., VIN 5.5 V a 20 V, regulado en 2 W y 5 kVRMS, transformador integrado

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Sensores de corriente de efecto Hall

TMCS1133Sensor de corriente de efecto Hall de 80 ARMS y 1 MHz con AFR y ALERT

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ADC aislados

AMC1336Modulador aislado reforzado de precisión de entrada de ±1 V para detección de tensión

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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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Módulos de alimentación aislados (transformador integrado)

UCC33421Módulo de CC/CC aislado de 5 V/5 V, 1.5 W y 5 kVrms con transformador integrado

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Controladores de compuertas aislados

UCC218915-Q1Precontrolador monocanal aislado ±2.8 A con salidas divididas, DESAT más informes de fallas para aut

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ADC aislados

AMC0306M05Modulador sigma-delta aislado reforzado con entrada de precisión de ±50 mV

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Comparadores aislados

AMC23C12Comparador de ventana aislado reforzado de respuesta rápida con umbral ajustable y función de cierre

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* Guía de diseño A 50kW SiC-Based Modular Solid-State Transformer for Medium-Voltage Applications Reference Design PDF | HTML 4/06/2026

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