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

调制方案

建议的 CLLLC 转换器在变压器两侧都具有 GaN 开关器件。需要使用该开关来添加双向功能并使用同步整流提高效率。同步整流 (SR) 对于基于 GaN 的设计非常重要,因为第三象限损耗可能很大。

初级侧和 SR 的控制方案对于保持 ZVS 和高效率非常重要。根据负载,流过整流器件的电流可能是不连续的,当电流达到零时,开关应关断。开关提前关断可能会导致额外的第三象限损耗。延迟关断可能会导致电流从次级侧流回到初级侧。该电流会减小初级侧的关断电流,并导致初级侧发生非 ZVS 开关。此外,反向电流会导致无功功率并降低总效率。

为了控制 SR 时序变压器次级侧电流,需要检测一个过零。电流测量需要具有非常低的传播延迟。通常,这是通过 Rogowski 线圈完成的,但在本设计中使用了 TCMS1133 霍尔传感器。该电流传感器的典型传播延迟为 50ns。该电流传感器的输出路由到 C2000 MCU 中的 CMPSS 单元。当次级电流接近零时,CMPSS 单元为 EPWM 模块生成跳闸信号。在开关周期的开始阶段,电流信号具有很大的噪声,因此使用消隐时间来避免误跳闸。

TIDA-010933 CLLLC 调制方案图 3-9 CLLLC 调制方案.

LLC1 和 LLC2 稳定至 50% 占空比。这些 EPWM 模块从零相移开始。在应用软启动 (SS) 期间,两个单元之间的相移缓慢增加,直到序列到达图 3-9 所示的状态。

当 TBCNT 分别达到零和周期值时,H 和 L 信号的 SR 信号导通。对应于 SR 的 EPWM 相对于 LLC2 具有半个周期的相移,可确保 LLC2 和 SR 的上升沿同步。然后,SR 信号在短暂的消隐时间内被强制处于导通状态。需要利用这段时间使电流信号在开关噪声之后稳定下来。当消隐窗口结束时,EPWM 模块开始侦听来自 CMPSS 模块的跳闸信号。如果电流信号达到阈值,SR 信号将在周期结束前关断。在开关周期结束时,该信号无论如何都会关断,消隐窗口会在下一个半周期中重新启动。

提前选择电流阈值以补偿电流检测、隔离器和关断过程中的延迟。这会导致额外的第三象限损耗,但在谐振设计中,开关周期结束时的电流接近零,这些损耗很小。

在 SS 期间,SR 关断,并且整流通过第三象限导通来完成。

对于反向运行,初级侧和次级侧会改变其角色,CMPSS/EPWM 信号应在 C2000 中重新初始化。