ZHCU458I march   2018  – july 2023

 

  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 主要系统规格
  8. 2系统概述
    1. 2.1 方框图
    2. 2.2 主要产品
      1. 2.2.1  UCC21710
      2. 2.2.2  UCC5320
      3. 2.2.3  TMS320F28379D
      4. 2.2.4  AMC1305M05
      5. 2.2.5  OPA4340
      6. 2.2.6  LM76003
      7. 2.2.7  PTH08080W
      8. 2.2.8  TLV1117
      9. 2.2.9  OPA350
      10. 2.2.10 UCC14240
    3. 2.3 系统设计原理
      1. 2.3.1 三相 T 型逆变器
        1. 2.3.1.1 架构概述
        2. 2.3.1.2 LCL 滤波器设计
        3. 2.3.1.3 电感器设计
        4. 2.3.1.4 SiC MOSFET 选型
        5. 2.3.1.5 损耗估算
        6. 2.3.1.6 散热注意事项
      2. 2.3.2 电压感测
      3. 2.3.3 电流检测
      4. 2.3.4 系统电源
        1. 2.3.4.1 主输入电源调节
        2. 2.3.4.2 隔离式偏置电源
      5. 2.3.5 栅极驱动器
        1. 2.3.5.1 1200V SiC MOSFET
        2. 2.3.5.2 650V SiC MOSFET
        3. 2.3.5.3 栅极驱动器辅助电源
      6. 2.3.6 控制设计
        1. 2.3.6.1 电流环路设计
        2. 2.3.6.2 PFC 直流母线电压调节环路设计
  9. 3硬件、软件、测试要求和测试结果
    1. 3.1 需要的硬件和软件
      1. 3.1.1 硬件
        1. 3.1.1.1 所需的测试硬件
        2. 3.1.1.2 设计中使用的微控制器资源 (TMS320F28379D)
        3. 3.1.1.3 F28377D、F28379D 控制卡设置
        4. 3.1.1.4 设计中使用的微控制器资源 (TMS320F280039C)
      2. 3.1.2 软件
        1. 3.1.2.1 固件入门
          1. 3.1.2.1.1 打开 CCS 工程
          2. 3.1.2.1.2 Digital Power SDK 软件架构
          3. 3.1.2.1.3 中断和实验结构
          4. 3.1.2.1.4 构建、加载和调试固件
        2. 3.1.2.2 保护方案
        3. 3.1.2.3 PWM 开关方案
        4. 3.1.2.4 ADC 负载
    2. 3.2 测试和结果
      1. 3.2.1 实验 1
      2. 3.2.2 测试逆变器运行情况
        1. 3.2.2.1 实验 2
        2. 3.2.2.2 实验 3
        3. 3.2.2.3 实验 4
      3. 3.2.3 测试 PFC 运行情况
        1. 3.2.3.1 实验 5
        2. 3.2.3.2 实验 6
        3. 3.2.3.3 实验 7
      4. 3.2.4 效率测试设置
      5. 3.2.5 测试结果
        1. 3.2.5.1 PFC 模式 - 230VRMS、400V L-L
          1. 3.2.5.1.1 PFC 启动 – 230VRMS、400V L-L 交流电压
          2. 3.2.5.1.2 230VRMS、400V L-L 下的稳态结果 - PFC 模式
          3. 3.2.5.1.3 220VRMS、50Hz 下的效率和 THD 结果 – PFC 模式
          4. 3.2.5.1.4 阶跃负载变化时的瞬态测试
        2. 3.2.5.2 PFC 模式 - 120VRMS、208V L-L
          1. 3.2.5.2.1 120VRMS、208V L-L 下的稳态结果 - PFC 模式
          2. 3.2.5.2.2 120VRMS 下的效率和 THD 结果 - PFC 模式
        3. 3.2.5.3 逆变器模式
          1. 3.2.5.3.1 逆变器闭环结果
          2. 3.2.5.3.2 效率和 THD 结果 - 逆变器模式
          3. 3.2.5.3.3 逆变器 - 瞬态测试
      6. 3.2.6 开环逆变器测试结果
  10. 4设计文件
    1. 4.1 原理图
    2. 4.2 物料清单
    3. 4.3 PCB 布局建议
      1. 4.3.1 布局图
    4. 4.4 Altium 工程
    5. 4.5 光绘文件
    6. 4.6 装配图
  11. 5商标
  12. 6关于作者
  13. 7修订历史记录

2.3.6.2 PFC 直流母线电压调节环路设计

在查看电压环路模型之前，来自 DQ 域的功率测量值可写为：

方程式 49. GUID-20210223-CA0I-BGSW-2ZVZ-BVJGHDDTMJ0B-low.gif

其中 GUID-20210223-CA0I-RRJR-R25D-QCFKPTGHVZZD-low.gif

因此：

方程式 50. GUID-20210223-CA0I-FZR0-SFR7-SKXWRQQZQB1K-low.gif
方程式 51. GUID-20210223-CA0I-NPSD-DCV1-PDWJQBWNLFQM-low.gif

假定直流母线调节环路提供电源基准，用该基准除以线路电压 RMS 的平方即可得出电导率。进一步乘以线路电压将得到瞬时电流。

GUID-20210222-CA0I-6RXT-XP2T-PHJ4P8LLSKTN-low.gif图 2-50 电压环路模型

通过围绕运行点对方程式 52 进行线性化来形成直流母线调节环路的小信号模型：

方程式 52. GUID-20210223-CA0I-11DG-TR7M-TXNGDMV272SP-low.gif

由于变换的幅度不变，通过使用 GUID-20210223-CA0I-FDP1-WD1T-S7GW8KSZFNQX-low.gif 和 GUID-20210223-CA0I-RG49-BQHH-XH7W5NQ97BRK-low.gif从 RMS 转换为峰值量，可以推导出方程式 53。

方程式 53. GUID-20210223-CA0I-BDGB-VMML-ZNLH2CHFHDPV-low.gif

同样适用于直流母线上的电阻负载：GUID-20210223-CA0I-M5MQ-XHZQ-XXPBWR0RS677-low.gif。

所以，电压环路受控体可写成方程式 54

方程式 54. GUID-20210326-CA0I-WVMZ-PSFT-D6LXSZ888PQN-low.gif

通过使用先前的模型，为该电压环路设计了以下补偿器（方程式 55）：

方程式 55. GUID-20210223-CA0I-1WVW-NPT1-BX9RKL6JGTJQ-low.gif

SFRA 用于测量电压环路带宽，并与该模型进行比较，结果显示了与该模型的良好相关性。图 2-51 展示了建模值与测量值的受控体频率响应比较情况，而图 2-52 展示了建模值与测量值的开环频率响应比较情况。

GUID-20210706-CA0I-SP9G-WJ7T-RMKGKC18VBFD-low.gif图 2-51 电压环路受控体频率响应测量值与建模值
GUID-20210223-CA0I-KWT9-PTL0-DDTJBWQZVTXT-low.png图 2-52 电压环路开环频率响应建模值与测量值