ZHCUBJ7 November 2023
效率测试是在 27°C 实验室温度下使用 Tektronix PA4000 功率分析仪完成的。如图 4-4 所示,不带散热器的 TIDA-010255 PCB 水平放置在工作台上,并仅采用自然对流散热。F28379D MCU 软件配置为以 1Hz 频率创建可配置振幅的三相交流电压。PWM 载波频率设定为 16kHz 或 8kHz。
以下几个图显示了当 PCB 和 GaN-FET 达到其稳定状态温度时(通常在大约 5 分钟后),不使用散热器时的 TIDA-010255 PCB 功率损耗与稳定状态下的 ARMS 三相电机负载电流之间的关系。功率损耗主要由 GaN-FET 的开关和传导功率损耗决定,而相电流分流功率损耗可以忽略不计。
当输出电流为 7.7ARMS 时,16kHz PWM 下的 TIDA-010255 电路板功率损耗为 16.09W,而在 8kHz PWM 下则为 11.2W。
在 320VDC、最大相间电压为 130VRMS(具有三次谐波的空间矢量 PWM)且功率因数为 0.9 时,理论最大峰值效率在 16kHz PWM 下为 99.4%,而在 8kHz PWM 下则为 99.6%。
为了查看有效寄生电容损耗,TIDA-010255 PCB 功率损耗是在零负载电流、50% PWM 占空比和 8kHz 至 64kHz 的 PWM 开关频率下测量的,如图 4-21 所示。在第一个测试中,逆变器输出保持未连接状态。64kHz PWM 下的损耗为 21.7W。总损耗的计算公式为 方程式 5,其中 COSS_HB 是每个半桥约 1.1nF 的有效寄生电容,即六个电源开关每一个约 550pF,包括 TIDA-010255 PCB 寄生电容。假设 PCB 寄生电容为 50pF,则 LMG3422R030 在 0V 至 320V 范围内与时间相关的有效输出电容 CO(tr) 估算值约为 500pF,比 0V 至 400V 范围内的 430pF CO(tr) 高 15% 左右。
在第二个测试中,我们使用 1m 电缆连接了一个交流感应电机,用于探索对整体零负载电流损耗的影响。同样,PWM 占空比设置为 50%,因此未驱动电机电流。64kHz 时的损耗增加到 22.7W。计算得出,交流感应电机 1m 电缆的额外寄生负载电容每相约 50pF。