ZHCU762A March   2021  – March 2022

 

  1.   说明
  2.   资源
  3.   特性
  4.   应用
  5.   5
  6. 1系统说明
    1. 1.1 关键系统规格
  7. 2系统概要
    1. 2.1 方框图
    2. 2.2 设计注意事项
      1. 2.2.1 三相 ANPC 逆变器架构概述
      2. 2.2.2 LCL 滤波器设计
      3. 2.2.3 电源开关器件选择
      4. 2.2.4 GaN 功率级
      5. 2.2.5 电压感测
      6. 2.2.6 电流感测
      7. 2.2.7 系统电源
        1. 2.2.7.1 隔离式偏置电源
      8. 2.2.8 Si 栅极驱动器电路
  8. 3硬件、软件、测试要求和测试结果
    1. 3.1 硬件和软件要求
      1. 3.1.1 硬件
      2. 3.1.2 软件
    2. 3.2 用交流电阻负载测试 TIDA-010210
      1. 3.2.1 测试设置
      2. 3.2.2 试验结果
    3. 3.3 在 PFC 操作中测试 TIDA-010210
      1. 3.3.1 测试设置
      2. 3.3.2 试验结果
  9. 4设计和文档支持
    1. 4.1 设计文件
      1. 4.1.1 原理图
      2. 4.1.2 BOM
      3. 4.1.3 Altium 工程
      4. 4.1.4 Gerber 文件
      5. 4.1.5 装配图
    2. 4.2 工具与软件
    3. 4.3 支持资源
    4. 4.4 商标
  10. 5关于作者
  11. 6修订历史记录

2.2.3 电源开关器件选择

如架构概述中所示，主开关器件只需支持一半的完整开关电压。若要支持此设计的 800V 直流链路电压，请使用额定电压为 600V 的器件。开关 Q1、Q5、Q4 和 Q6 是高频开关，因此必须是 GaN 器件。然而，开关 Q2 和 Q3 仅以 100 Hz 和 120 Hz 的频率开关，并且可使用 Si MOSFET。

导通损耗主要由 GaN MOSFET 的 RDS(on) 和 Si MOSFET 的 RDS(on) 决定。在任何情况下，都会有两个器件同时导通（GaN 器件和 Si 器件各一个）。因此，应根据这些器件所允许的导通损耗来选择其 RDS(on)。

开关损耗是每个开关元件的开关频率和开关能量的函数；开关能量与开关瞬态下的器件电流和电压有关。使用数据表中的开关能量曲线，可估算总开关损耗。请注意，在逆变器配置中，只有 Q1 或 Q4 会出现开关损耗，因为 Q5 和 Q6 仅作为同步开关工作，因此会出现零电压开关。然而，由于 Q5 和 Q6 体二极管在死区时间内导通，它们会有正向压降损耗和反向恢复损耗。然而，TI 的 GaN 器件根本没有反向恢复损耗，而 SiC 器件的反向恢复损耗可忽略。Q2 和 Q3 仅以非常低的频率开关，因此其开关损耗可以忽略。

如前所述，可以估算所有器件的导通损耗和开关损耗，还可以估算效率。借助热系统设计的热阻信息，可选择合适的器件额定值。600V/30mΩ GaN 和 650V/40mΩ Si MOSFET 在热性能、效率和成本方面达到了很好的平衡。