ZHCU696G September   2019  – October 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 关键系统规格
  8. 2系统概览
    1. 2.1 方框图
    2. 2.2 设计注意事项
    3. 2.3 重点产品
      1. 2.3.1  LMG3422R050 - 具有集成驱动器和保护功能的 600V GaN
      2. 2.3.2  TMCS1100 - 精密隔离式电流感测监控器
      3. 2.3.3  UCC27524 - 双路 5A 高速低侧功率 MOSFET 驱动器
      4. 2.3.4  UCC27714 - 620V、1.8A、2.8A 高侧低侧栅极驱动器
      5. 2.3.5  ISO7721 - EMC 性能优异的增强型和基础型双通道高速数字隔离器
      6. 2.3.6  ISO7740 和 ISO7720 - 高速、低功耗、稳健的EMC 数字隔离器
      7. 2.3.7  OPA237 - 单电源运算放大器
      8. 2.3.8  INAx180 - 低侧和高侧电压输出，电流感测放大器
      9. 2.3.9  TPS560430 - SIMPLE SWITCHER 4V 至 36V、600mA 同步降压转换器
      10. 2.3.10 TLV713 - 适用于便携式设备且具有折返电流限制的 150mA 低压差 (LDO) 稳压器
      11. 2.3.11 TMP61 - 用于温度咸测的小型硅基线性热敏电阻
      12. 2.3.12 CSD18510Q5B - 40V、0.96mΩ、N 沟道、单路、SON5x6、NexFET MOSFET
      13. 2.3.13 UCC28911 - 具有恒压恒流和初级侧调节功能的 700V 反激式开关
      14. 2.3.14 SN74LVC1G3157DRYR - 单极双掷模拟开关
    4. 2.4 系统设计原理
      1. 2.4.1 图腾柱 PFC 级设计
        1. 2.4.1.1 PFC 级设计参数
        2. 2.4.1.2 电流计算
        3. 2.4.1.3 PFC 升压电感
        4. 2.4.1.4 输出电容器
        5. 2.4.1.5 快速开关和慢速开关
        6. 2.4.1.6 交流电流感测电路
        7. 2.4.1.7 温度感测
      2. 2.4.2 LLC 级设计参数
        1. 2.4.2.1 确定 LLC 变压器匝数比 N
        2. 2.4.2.2 确定 Mg_min 和 Mg_max
        3. 2.4.2.3 确定谐振网络的等效负载电阻 (Re)
        4. 2.4.2.4 选择 Lm 和 Lr 之比 (Ln) 以及 Qe
        5. 2.4.2.5 确定初级侧电流
        6. 2.4.2.6 确定次级侧电流
        7. 2.4.2.7 初级侧 GaN 和驱动器
        8. 2.4.2.8 次级侧同步 MOSFET
        9. 2.4.2.9 输出电流感测
      3. 2.4.3 初级侧和次级侧之间的通信
  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 测试条件
        2. 3.1.1.2 电路板验证所需的测试设备
        3. 3.1.1.3 测试步骤
          1. 3.1.1.3.1 系统测试：双级
          2. 3.1.1.3.2 PFC 级测试
          3. 3.1.1.3.3 LLC 级测试
      2. 3.1.2 PFC 级软件
        1. 3.1.2.1 打开 CCS 内的项目
        2. 3.1.2.2 工程结构
        3. 3.1.2.3 基于 C2000 MCU 使用 CLA 来减轻 CPU 负载
        4. 3.1.2.4 CPU 利用率及内存分配
        5. 3.1.2.5 运行项目
          1. 3.1.2.5.1 实验 1：开环，直流（PFC 模式）
            1. 3.1.2.5.1.1 设置实验 1 的软件选项
            2. 3.1.2.5.1.2 构建和加载项目
            3. 3.1.2.5.1.3 设置调试环境窗口
            4. 3.1.2.5.1.4 使用实时仿真
            5. 3.1.2.5.1.5 运行代码
          2. 3.1.2.5.2 实验 2：闭合电流环路，直流
            1. 3.1.2.5.2.1 设置实验 2 的软件选项
            2. 3.1.2.5.2.2 构建和加载项目以及设置调试
            3. 3.1.2.5.2.3 运行代码
          3. 3.1.2.5.3 实验 3：闭合电流环路，交流 (PFC)
            1. 3.1.2.5.3.1 设置实验 3 的软件选项
            2. 3.1.2.5.3.2 构建和加载项目以及设置调试
            3. 3.1.2.5.3.3 运行代码
          4. 3.1.2.5.4 实验 4：闭合电压和电流环路 (PFC)
            1. 3.1.2.5.4.1 设置实验 4 的软件选项
            2. 3.1.2.5.4.2 构建和加载项目以及设置调试
            3. 3.1.2.5.4.3 运行代码
      3. 3.1.3 LLC 级软件
        1. 3.1.3.1 打开 CCS 内的工程
        2. 3.1.3.2 工程项目
        3. 3.1.3.3 软件流程
        4. 3.1.3.4 CPU 利用率及内存分配
        5. 3.1.3.5 运行项目
          1. 3.1.3.5.1 实验 1：开环控制
            1. 3.1.3.5.1.1 软件设置
            2. 3.1.3.5.1.2 构建和加载项目
            3. 3.1.3.5.1.3 调试环境窗口
            4. 3.1.3.5.1.4 运行代码
          2. 3.1.3.5.2 实验 2：使用 SFRA 的闭环控制
            1. 3.1.3.5.2.1 软件设置
            2. 3.1.3.5.2.2 构建和加载项目
            3. 3.1.3.5.2.3 调试环境窗口
            4. 3.1.3.5.2.4 运行代码
      4. 3.1.4 PFC + LLC 级双测试
        1. 3.1.4.1 硬件设置
        2. 3.1.4.2 系统测试步骤
        3. 3.1.4.3 TIDA-010062 中的 FSI 软件
      5. 3.1.5 实时固件更新概述
        1. 3.1.5.1 实时固件更新说明
        2. 3.1.5.2 软件结构
        3. 3.1.5.3 LLC 级软件上的 LFU
          1. 3.1.5.3.1 在 CCS 内打开工程
        4. 3.1.5.4 使用 CCS 将自定义引导加载程序和应用程序加载到闪存
        5. 3.1.5.5 在 CLA 上运行控制环路的 LFU 演示和测试结果
    2. 3.2 测试和结果
      1. 3.2.1 性能、数据和曲线
        1. 3.2.1.1 PFC 级的效率、iTHD 和 PF
        2. 3.2.1.2 LLC 级的效率
        3. 3.2.1.3 整个系统的效率
      2. 3.2.2 函数波形
        1. 3.2.2.1 启动
        2. 3.2.2.2 霍尔传感器
        3. 3.2.2.3 PFC 工作波形
        4. 3.2.2.4 LLC 工作波形
  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 功率级专用指南
      2. 4.3.2 栅极驱动器专用指南
      3. 4.3.3 布局图
    4. 4.4 Altium 项目
    5. 4.5 Gerber文件
    6. 4.6 装配图
  11. 5软件文件
  12. 6相关文档
    1. 6.1 商标
  13. 7关于作者
  14. 8修订历史记录
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1 系统说明

在网络、服务器和数据中心系统中，在电源单元 (PSU) 的整个负载范围内实现高效率是一项关键要求。由于服务器计算机持续在高功耗状态下工作以进行计算和通信，因此高效 PSU 可减少运行投资。80 PLUS® 是一项主动认证程序，旨在促进计算机 PSU 的高效能源利用。该程序对 20%、50% 和 100% 额定负载下能源效率大于 80% 的产品进行认证。最高等级已达到钛级。

此参考设计是一款1000W 交流/直流电源，适用于商用服务器 PSU 应用，其以小巧的尺寸 (160mm × 66mm × 38mm) 展示了高效率运行能力。此参考设计由作为前级的连续导通模式 (CCM) 图腾柱功率因数校正 (PFC) 、作为输出级的隔离式半桥 LLC，以及为控制级生成偏置电源的初级侧调节（PSR）反激组成。PFC 级在 100V - 265V 交流 RMS 的输入电压范围内工作，并产生 380V 直流总线。第二级由隔离式半桥 LLC 级构成，产生12V、84A 标称输出。