ZHCUBL8A December   2023  – June 2024

 

  1.   1
  2.   说明
  3.   资源
  4.   特性
  5.   应用
  6.   6
  7. 1系统说明
    1. 1.1 具有直流/直流转换器的 PV 或电池输入
    2. 1.2 隔离和 CLLLC 转换器
    3. 1.3 直流/交流转换器
    4. 1.4 主要系统规格
  8. 2系统设计原理
    1. 2.1 升压转换器设计
    2. 2.2 MPPT 操作
    3. 2.3 CLLLC 转换器设计
      1. 2.3.1 实现零电压开关 (ZVS)
      2. 2.3.2 谐振回路设计
    4. 2.4 直流/交流转换器设计
  9. 3系统概述
    1. 3.1 方框图
    2. 3.2 设计注意事项
      1. 3.2.1 直流/直流转换器
        1. 3.2.1.1 输入电流和电压检测和 MPPT
        2. 3.2.1.2 浪涌电流限制
      2. 3.2.2 CLLLC 转换器
        1. 3.2.2.1 低压侧
        2. 3.2.2.2 高压侧
        3. 3.2.2.3 调制方案
      3. 3.2.3 直流/交流转换器
        1. 3.2.3.1 有源元件选择
          1. 3.2.3.1.1 高频 FET：GaN FET
          2. 3.2.3.1.2 隔离式电源
          3. 3.2.3.1.3 低频 FET
        2. 3.2.3.2 无源元件选择
          1. 3.2.3.2.1 升压电感器选择
          2. 3.2.3.2.2 Cx 电容选择
          3. 3.2.3.2.3 EMI 滤波器设计
          4. 3.2.3.2.4 直流链路输出电容
        3. 3.2.3.3 电压和电流测量
    3. 3.3 重点米6体育平台手机版_好二三四
      1. 3.3.1  TMDSCNCD280039C - TMS320F280039C 评估模块 C2000™ MCU controlCARD™
      2. 3.3.2  LMG3522R050 - 具有集成驱动器的 650V 50mΩ GaN FET
      3. 3.3.3  LMG2100R044 - 100V、35A GaN 半桥功率级
      4. 3.3.4  TMCS1123 - 精密霍尔效应电流传感器
      5. 3.3.5  AMC1302 - 具有 ±50mV 输入电压的增强型隔离式精密放大器
      6. 3.3.6  AMC3330 - 具有集成式直流/直流转换器的 ±1V 输入、增强型隔离式精密放大器
      7. 3.3.7  AMC1311 - 高阻抗 2V 输入增强型隔离式放大器
      8. 3.3.8  ISO6741 - EMC 性能优异的通用增强型四通道数字隔离器
      9. 3.3.9  UCC21540 - 增强型隔离式双通道栅极驱动器
      10. 3.3.10 LM5164 - 具有超低 IQ 的 100V 输入、1A 同步直流/直流降压转换器
  10. 4硬件、软件、测试要求和测试结果
    1. 4.1 硬件要求
    2. 4.2 测试设置
      1. 4.2.1 直流/直流测试
      2. 4.2.2 直流/交流测试
    3. 4.3 测试结果
      1. 4.3.1 输入直流/直流升压结果
      2. 4.3.2 CLLLC 结果
      3. 4.3.3 直流/交流结果
  11. 5设计和文档支持
    1. 5.1 设计文件
      1. 5.1.1 原理图
      2. 5.1.2 BOM
    2. 5.2 工具与软件
    3. 5.3 文档支持
    4. 5.4 支持资源
    5. 5.5 商标
  12. 6作者简介
  13. 7修订历史记录

3.2.1 直流/直流转换器

此参考设计的第一级是低压非隔离式直流/直流转换器。该设计有四个相同的通道，它们有一个公共输出轨。根据升压转换器的性质，运行期间的输出电压需要高于输入电压。大多数 PV 电池板的电压范围为 30V 至 50V，充满电的 48V 电池的电压范围为 55V 至 60V，因此对于公共总线，选择了 75V 的标称电压。

参数值

输入电压

30V 至 60V

输出电压

75V

输入电流

14A

输入功率

400W

效率

> 99%

在本参考设计中，直流/直流转换器的设计目标是在所有电压和电流条件下几乎一直保持连续导通模式 (CCM)。CCM 运行有助于在中高负载下实现高效率，并获得更好的 EMI 性能。但是，对于轻负载，由于导通损耗和磁芯损耗较高，CCM 模式的效率低。在极轻负载下，转换器能够以不连续导通模式 (DCM) 运行。

TIDA-010933 直流/直流转换器图 3-2 直流/直流转换器

LMG2100R044 用于此级。此器件具有高集成度，可通过来自 MCU 的数字线进行控制。布置了简单的滤波器来抑制噪声。需要高质量输入和输出陶瓷电容器来处理电流纹波。LMG2100R044 具有非常高的开关性能，并且寄生电感和电源环路非常重要。采用特殊布局来降低寄生电感的影响，从而降低开关节点的电压尖峰。高频陶瓷电容器放置在 VIN 引脚旁边，返回路径布置在下一个内层上。这种布线在 PCB 层中具有非常小的环路面积，因而产生的寄生电感也较小。四个并联的电容器有助于将等效串联电感 (ESL) 降低为原来的四分之一。图 3-3 显示了 LMG2100R044 的布局。

在图 3-3 中，为了实现低寄生电感，电流的返回路径位于内层（青色）。

TIDA-010933 LMG2100R044 布局图 3-3 LMG2100R044 布局
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