TIDA-011012

適合中壓應用的 50kW SiC 式模組化固態變壓器參考設計

TIDA-011012

設計檔案

概覽

此設計實作以碳化矽 (SiC) 電源模組為基礎的三相固態變壓器 (SST)。使用模組化架構可實現串聯多個轉換器子模組,以滿足中壓電網需求。使用快速切換 SiC 裝置可讓 DC/AC 級在 10kHz 時切換,並可在 100kHz 時切換雙主動橋式 (DAB) 隔離級,進而縮減高頻磁性元件的尺寸,並增加整體功率密度。模組間通訊可提供中壓終端設備所需的高隔離電壓位準。串接拓撲結構均勻地將電網電壓分配給子模組,允許使用標準的低電壓額定 SiC 裝置,同時維持完整中壓運作。

特點
  • 採用模組化且可擴充架構的 50kW 額定參考設計。
  • 中壓 DC 鏈路額定電壓為 2.2kV,低電壓 DC 鏈路額定電壓為 1.5kV。
  • 中壓側的 SiC 電源模組架構全橋轉換器。
  • 雙主動橋式 (DAB),適用於在 100kHz 時切換隔離式 DC/DC 轉換級。
  • 在單極模式下,DC/AC 轉換器以 10kHz 切換。
  • 子模組之間的光纖通訊,可提供所需的隔離電壓。
  • 雙向功率流功能支援電網到儲存及儲存到電網運作。
  • 單模組尺寸:850mm × 300mm × 80mm。
輸出電壓選項 TIDA-011012.1 TIDA-011012.2 TIDA-011012.3 TIDA-011012.4
Vin (最小值) (V) 800 1800 1300 2200
Vin (最大值) (V) 1300 2200 1500 2200
Vout (Nom) (V) 2200 1500 2200 1300
Iout (最大) (A) 23 33 23 63
輸出功率 (W) 50600 49500 50600 81900
隔離式/非隔離式 Non-Isolated Isolated Isolated Non-Isolated
輸入類型 AC DC DC DC
拓撲結構 Boost- PFC Full Bridge- Phase Shifted Full Bridge- Phase Shifted Buck- PFC
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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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參考設計概觀與已驗證的性能測試資料

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元件配置的詳細設計佈線圖概觀

TIDME77.ZIP (339 KB)

設計元件、參考指示項與製造商/零件編號的完整清單

TIDME76.ZIP (55190 KB)

IC 元件的 3D 模型或 2D 圖所使用的檔案

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包含 PCB 設計中實體電路板層相關資訊的設計檔案

TIDME74.ZIP (6425 KB)

產生 PCB 設計佈線圖所使用的 PCB 層圖表檔案

TIDME73.ZIP (1771 KB)

設計佈線圖與元件的詳細電路圖

產品

設計與潛在替代方案中包括 TI 產品。

隔離式比較器

AMC23C12具有可調閥值和閂鎖功能的快速回應強化型隔離窗型比較器

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即時數位電源 MCU

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隔離式電源模組 (整合式變壓器)

UCC35131-Q1具有整合式變壓器的車用、2W、5.5V 至 20V VIN、穩壓 5kVRMS 隔離式 DC-DC 電源模組

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隔離式 ADC

AMC1336±1V 輸入、精密電壓感測強化型隔離調變器

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隔離式溫度感測器

ISOTMP35具有 10mV/°C 類比輸出的 1.2°C 基本隔離式溫度感測器

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隔離式閘極驅動器

UCC218915-Q1具有分離輸出、DESAT 和故障報告功能的車用 ±2.8A 單通道隔離式預驅動器

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隔離式電源模組 (整合式變壓器)

UCC33421具有整合式變壓器的 5V/5V 1.5W 5kVrms 隔離式 DC-DC 模組

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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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隔離式 ADC

AMC0306M05精密 ±50mV 輸入、強化隔離式 ΔΣ 調變器

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* 設計指南 A 50kW SiC-Based Modular Solid-State Transformer for Medium-Voltage Applications Reference Design PDF | HTML 2026/6/4

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