ZHCUBT0 February 2024
效率测试是在 27°C 实验室温度下使用 HIOKI PW6001 电源分析仪和 HIOKI CT6872 电流互感器完成的。TIDA-010936 由 48V 直流电源供电,并使用大功率伺服电机作为负载(72V、21A)。一个测力计在电机内提供高负载。PWM 载波频率设置在 40Hz 至 80kHz 之间。电机转速为 600RPM。图 4-20 所示为测试设置和布线方框图的图片。
在所有这些测试中,均未使用散热器和风扇,因此仅运用 TIDA-010936 PCB 的自然对流。
图 4-22 显示了 TIDA-010936 功率损耗与三相电机负载电流(以 ARMS 为单位)间的关系。这些数字不包括 C2000 MCU LaunchPad 开发套件的功率损耗。
TIDA-010936 电路板在最大负载电流为 14.8ARMS 时的功率损耗在 40kHz PWM 下为 9.66W,在 80kHz PWM 下为 10.5W。TIDA-010936 功率损耗主要由 GaN FET (LMG2100) 中的损耗和 1mΩ 分流电阻中的损耗决定。
最大线电压为 19.5VRMS(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 48VDC、40kHz PWM 下为 99.3%,在 48VDC、80kHz PWM 下为 99.2%,如图 4-23 所示。
可以发现,随着 PWM 开关频率增加,电路板的功率损耗不会显著增加。这也反映了 LMG2100R044 GaN-FET 具有极低的开关损耗,即使在更高的 PWM 开关频率下也能实现极高的效率。