ZHCU458J March   2018  – February 2025 TMS320F28P550SG , TMS320F28P550SJ , TMS320F28P559SG-Q1 , TMS320F28P559SJ-Q1

 

  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 重点产品
      1. 2.2.1  UCC21710
      2. 2.2.2  UCC5350
      3. 2.2.3  TMS320F28379D
      4. 2.2.4  AMC3306M05
      5. 2.2.5  OPA4388
      6. 2.2.6  TMCS1123
      7. 2.2.7  AMC0330R
      8. 2.2.8  AMC0381D
      9. 2.2.9  UCC14341
      10. 2.2.10 UCC33421
    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
      2. 2.3.2 电压感测
      3. 2.3.3 电流检测
      4. 2.3.4 系统辅助电源
      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 所需的硬件和软件
      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
          5. 3.1.2.1.5 CPU 负载
        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
          1. 3.2.5.1.1 PFC 启动 – 230VRMS、400VL-L 交流电压
          2. 3.2.5.1.2 稳态结果 - PFC 模式
          3. 3.2.5.1.3 效率、THD 和功率因数结果、60Hz – 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 逆变器模式
  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 Gerber 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

2.3.1.2 LCL 滤波器设计

任何向电网传输电力的系统都需要满足特定的谐波含量输出规格。在诸如现代光伏逆变器之类的电压源系统中，高阶 LCL 滤波器通常可提供足够的谐波衰减，同时与更简单的滤波器设计相比，整体设计尺寸得以减小。然而，由于更高阶的性质，在设计中需要注意控制共振。图 2-24 所示为一个典型的 LCL 滤波器。

TIDA-01606 LCL 滤波器架构图 2-24 LCL 滤波器架构

与传统的基于硅的开关元件相比，使用 SiC MOSFET（比如本参考设计）的主要优势之一是能够显著提高功率级的开关频率。这种提高的开关频率对逆变器的输出滤波器谐振设计有直接影响，需要加以考虑。为了确保围绕该开关频率正确设计滤波器，本设计中采用了这种已知的数学模型。

主要元件是逆变器电感器，即 Linv，可根据 方程式 28 将它推导出来：

方程式 1. TIDA-01606

其中，

  • fSW 是 PWM 开关频率
  • Igrid_rated 是电网 RMS 电流额定值
  • % 纹波是纹波电流占额定电网电流的百分比

初级 EMI 滤波电容器 Cf 的大小由 方程式 2 确定：

方程式 2. 1 L i n v × ( 2 π × f S W ) 2 < < C f < % × Q r a t e d 2 π × f g r i d × V g r i d 2

其中

  • % Qrated 是限制 Cf 电容器的额定无功功率的百分比
  • Fgrid 是电网电频率
  • Vgrid 是电网相电压

方程式 3 展示了示例计算：

方程式 3. 1 130 μ F × ( 2 π × 90 k H z ) 2 < < C f < 5 % × 11 k V A 3 2 π × 60 H z × 230 V 2 24 n F   < < C f <   9 . 2 μ F

在 E7 中，为 Cf 选择 4.7µF。这相当于大约 6.4kHz 的截止频率。