PMP23547

GaN 式 8kW 三相圖騰柱功率因數校正和三相 LLC 參考設計

PMP23547

設計檔案

概覽

此參考設計為高密度且高效率的 8kW 電源供應器。第一個階段是三角傳導模式 (TCM) 功率因數校正 (PFC) 轉換器,接著是連接 Δ-Δ 的三相電感器 - 電感器 - 電容器 (LLC) 轉換器。兩個功率級均採用 TI 高性能氮化鎵 (GaN) 電源開關來實現。PFC 在零電流偵測 (ZCD) 架構控制機制中採用三相圖騰柱 PFC。控制方法以可變頻率運作,且可在所有操作條件下維持零電壓切換 (ZVS)。此控制透過 TMS320F280039C 高性能微控制器和含整合式 ZCD 感測的 LMG3527R030 GaN 場效應電晶體 (FET) 來執行。轉換器的運作頻率範圍約在 70kHz 和 1.2MHz 之間。LLC 可在 200kHz 和 1.5MHz 之間運作。Δ-Δ 諧振電路連線可減少均方根 (RMS) 電流。透過 TMS320F28P550SJ 高性能微控制器執行控制。LLC 在主要裝置使用 LMG3527R030 GaN FET ,在次要裝置使用 LMG3100R017 GaN FET。

特點
  • 全負載的峰值效率:97.5%
  • 尺寸:700mm × 68.5mm × 32mm
輸出電壓選項 PMP23547.1 PMP23547.2
Vin (最小值) (V) 180 440
Vin (最大值) (V) 305 460
Vout (Nom) (V) 450 48
Iout (最大) (A) 18 170
輸出功率 (W) 8100 8160
隔離式/非隔離式 Non-Isolated Isolated
輸入類型 AC DC
拓撲結構 Boost- PFC Full Bridge- LLC
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已開發完全組裝的電路板,僅供測試與性能驗證,且為非賣品。

設計檔案與產品

設計檔案

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TIDT437.PDF (260 KB)

參考設計的測試結果,包括效率圖、測試先決條件等

產品

設計與潛在替代方案中包括 TI 產品。

電源模組 (整合式電感器)

TPSM336253-V 至 36-V 輸入、1-V 至 15-V 輸出、2.5-A 同步降壓電源模組

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線性與低壓差 (LDO) 穩壓器

TPS717具啟用功能的 150-mA 高 PSRR 低 IQ 低壓降電壓穩壓器

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數位隔離器

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數位隔離器

ISO7742-Q1車用穩健 EMC 四通道 2/2 強化型數位隔離器

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線性與低壓差 (LDO) 穩壓器

TPS745-Q1具電源良好指示的車用 500-mA 低 IQ 高 PSRR 低壓差 (LDO) 電壓穩壓器

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串聯電壓參考

REF4132-Q1車用 12-ppm/°C 低雜訊低功耗精密電壓參考

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隔離式閘極驅動器

UCC21231具備 4A 源極和 6A 汲極的高速雙通道隔離式閘極驅動器

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C2000 即時微控制器

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熱敏電阻

TMP61採用 0402、0603/0805 及穿孔封裝的 1%、10-kΩ 線性熱敏電阻

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理想二極體與 ORing 控制器

LM74803-V 至 65-V 背對背 NFET 理想二極體控制器、-55°C 至 125°C

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C2000 即時微控制器

TMS320F28P550SJC2000™ 32 位元 MCU,具備 150MHz 1.1MB 快閃記憶體 C28x + CLA、五個 ADC、CLB、AES 和 NPU

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霍爾效應電流感測器

TMCS1133具有 AFR 和 ALERT 功能的 80ARMS、1MHz 霍爾效應電流感測器

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數位隔離器

ISO6521功能隔離雙通道 1/1 數位隔離器

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高速運算放大器 (GBW ≥ 50 MHz)

TLV365具軌至軌輸入和輸出的 50-MHz 單電源供電運算放大器

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數位隔離器

ISO7741穩健 EMC、四通道、3/1、強化型數位隔離器

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氮化鎵 (GaN) 功率級

LMG3100R017具有整合式驅動器的 100V 1.7mΩ GaN FET

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技術文件

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類型 標題 下載最新的英文版本 日期
* 測試報告 GaN-Based 8kW 3-Phase Totem-Pole PFC and 3-Phase LLC Reference Design PDF | HTML 2025/3/10

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