ZHCUBL8 December   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 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 关键系统规格
  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. 3.2.3 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 重点产品
      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/直流电路板
      2. 4.2.2 直流/交流电路板
    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

实现零电压开关 (ZVS)

谐振转换器的变压器需要设计为具有足够的磁化电流来对两侧开关的输出电容放电。需要满足两个条件。使存储在磁化和谐振电感器中的能量大于两侧开关的输出电容中存储的能量。此外,磁化电流需要足够大,以便可在给定的死区时间内对开关的电容进行放电。

方程式 4. LM+LR×IM_PEAK22  CEQ×VIN22

其中

  • IM_PEAK 是变压器中的最大峰值电流
  • LM 是变压器的磁化电感
  • LR 是谐振回路电感
  • VIN 是 CLLLC 转换器的输入电压
  • CEQ 是开关节点的等效电容
方程式 5. LMTDT4×CEQ×fsW

其中

  • TDT 是死区时间的持续时间
  • CEQ 是开关节点的等效电容
  • LM 是变压器的磁化电感
  • fSW 是 CLLLC 转换器的开关频率

第一个条件 (方程式 4) 是能量要求,第二个条件 (方程式 5) 是压摆率要求。

峰值磁化电流是磁化电流峰峰值的一半。

方程式 6. IMPEAK=V4×(LM+LR)×fsW

等效电容为低压侧电容与反射到低压侧的高压侧电容之和:

方程式 7. CEQ=CP+CS'

其中

  • CEQ 是开关节点的等效电容
  • CP 是初级侧开关的电容
  • C'S 是反射到初级侧的次级侧开关的电容

反射电容 C'S 可以使用变压比来计算:

方程式 8. Cs'=Cs×NSNP2

其中

  • CS 是次级侧开关的电容
  • NS 是次级绕组的匝数
  • NP 是初级绕组的匝数

开关的输出电容限制了最大磁化电感。选择开关作为 RDS(on) 和 COSS 之间的权衡。