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

1 系统说明

现代商业规模的光伏逆变器在两个方面进行了创新，使市场上的产品体积更小、效率更高：

  • 转向更高电压的太阳能电池阵列
  • 减小板载磁体的尺寸

通过将阵列中的电压增加到 1000V 或 1500V 直流电压，可以降低电流以保持相同的功率等级。电流的降低会使设计中所需的铜更少和功率传导器件的体积更小。di/dt 的降低也可降低电子元件上的应力。然而，高于 1kV 的持续直流电压难以设计，甚至难以找到能够承受这种高压的元件。

为了补偿由高压太阳能电池阵列产生的电压应力，目前已设计出了新的光伏逆变器拓扑。传统的半桥会阻止每个开关器件上的全输入电压。通过添加额外的开关阻断和传导元件，可显著降低器件上的整体应力。本参考设计展示了如何实现三级转换器。还可以实现更高级别的转换器，从而进一步提高电压处理能力。

通过在电源转换器中实现更高的开关速度，还能提高太阳能电子设备的功率密度。正如本设计所示，即使是稍高的开关速度也能降低输出滤波器级的整体尺寸要求，而这也是影响设计尺寸的主要因素。

传统的开关器件在高电压开关速度方面存在限制，换言之，是器件的 dV/dt 能力有限。这种缓慢的上升和下降会增加导通损耗，因为器件在开关状态中花费的时间更多。这种开关时间增加，也会使控制系统中防止击穿和短路所需的死区时间增加。为此，使用了较新的开关半导体技术（例如具有高电子迁移率的 SiC 和 GaN 器件）开发方案。本参考设计将 SiC MOSFET 与 TI 的 SiC 栅极驱动器技术结合使用，旨在展示可能增加的功率密度。

同样，就车载充电器 (OBC) 而言，人们对更高功率充电器（11kW 和 22kW）的需求越来越高。对于需要三相 PFC 的情况，本设计展示了如何使用 DQ 控制来实现三相 PFC，并提供了完整的控制环路模型。