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

3.2.2.1 实验 2

在本实验中，功率级在 HW 或 HIL 平台上以开环方式运行。图 3-5 所示为实际硬件的实验设置。

GUID-20210222-CA0I-8DZ9-CH6L-TXDRGBFFBXQD-low.gif图 3-5 带电阻负载的逆变器模式实验设置

图 3-6 展示了软件图。

GUID-20210222-CA0I-M1GF-RQZV-BV7MCG510GB2-low.svg图 3-6 实验 2 软件图

请参阅硬件测试设置部分，了解用于配置该测试的设备的实际详情。通过更改 <settings.h> 文件中的 Lab Number（实验编号）将工程设置为实验 2（使用 powerSUITE 工程时，powerSUITE GUI 将进行此更改）。

在 user-settings.h 文件中，有一些附加选项可用，但本用户指南中所述的测试采用以下代码。

//
// Option to use SDFM based grid sensing for the current loop
// with this option the inv current from LEM is overwritten by the grid current from SDFM
// On Revision 5 of the hardware the only option supported is the SDFM sensing
//
#define TINV_SDFM 1
#define TINV_ADC 2
#define TINV_CURRENT_LOOP_SENSE_OPTION TINV_SDFM
....
#if TINV_LAB == 2
#define TINV_TEST_SETUP TINV_TEST_SETUP_RES_LOAD
#define TINV_PROTECTION TINV_PROTECTION_ENABLED
#define TINV_SFRA_TYPE TINV_SFRA_CURRENT
#define TINV_SFRA_AMPLITUDE (float32_t)TINV_SFRA_INJECTION_AMPLITUDE_LEVEL2
#define TINV_POWERFLOW_MODE TINV_INVERTER_MODE
#define TINV_DC_CHECK 0
#define TINV_SPLL_TYPE TINV_SPLL_SRF
#endif

实验 2：

在此检查中，软件在硬件和/或 HIL 平台上运行。

构建并加载代码，使用 lab2.js 文件在 CCS 窗口中填充观察变量。

  • 通过向 TINV_allRelaySet 写入 1 来开启继电器。辅助电源汲取的电流应接近 530mA。
  • 首先为星形连接的负载设置一个大约 1kΩ 的适当电阻负载（尽管也可以在空载条件下启动逆变器模式）。
  • 将直流总线电压“Vbus”缓慢斜升至 800V。
  • 设置 TINV_clearPWMTrip = 1，以清除 PWM 跳闸信号。现在开关操作将开始，并且正弦电压开始出现在输出端。此时，辅助电源汲取的电流应接近 570mA。
  • TINV_vdInvRef_pu（默认值为 0.835）是调制指数，可用于以开环方式改变逆变器的交流输出。
  • 在继续闭合实验 3 中的电流环路之前，验证图形窗口中感测到的电压和电流测量数据。图 3-7 是使用 C2000 的 SDFM 模块感测到的电网侧电流的图形窗口。标度以每单位 (pu) 显示。
#ifndef __TMS320C28XX_CLA__ 
TINV_dVal1 = TINV_iGrid_A_sensed_pu;
TINV_dVal2 = TINV_iGrid_B_sensed_pu;
TINV_dVal3 = TINV_iGrid_C_sensed_pu; 
TINV_dVal4 = TINV_rgen.out; 
DLOG_4CH_run(&TINV_dLog1); 
#endif
GUID-20210408-CA0I-DJXW-HSRX-N7Z20SQJ50L6-low.png图 3-7 感测到的电网电流

图 3-8 展示了从 CCS 图形窗口监测到的三个电网电压。标度以每单位 (pu) 显示。

GUID-20210408-CA0I-CRJZ-JJD5-4K9VF75R2QKZ-low.png图 3-8 感测到的电网电压

图 3-9 所示为在 230VAC 和 1.7kW 下开环运行的逆变器捕获到的电压和电流波形。示波器信号：通道 1 - 直流链路电压（浅绿色），通道 2 - 交流电压（蓝色），通道 3 - 交流电流（深绿色）。

GUID-20210408-CA0I-WJP9-N47G-6R216P2CXX6V-low.png图 3-9 开环逆变器电压和电流波形