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

试验结果

图 3-6 中的闭环测试输出波形显示了标称负载下清晰的正弦波形。实验期间,未在电流中观察到明显的过零失真。测得的总谐波失真小于 4%。



图 3-6 11 kVA PFC 满载下的工作电流和电压

表 3-1表 3-2 收集了 PFC 在 230VRMS 时的效率,直流总线电压分别是:600V 和 800V。从功率分析仪获得的结果基于 2kW 至 11kW 的功率。在大多数工作点,功率效率高于 98%,最高达到了 98.62%。

表 3-1 600VDC 时 GaN LMG3422R030 的系统效率
直流总线电压 (V) 交流电网电流 (A) 输入功率 (W) 输出功率 (W) 效率

605.3

3

2045.7

1980.2

96.8

605.34

5.22

3559.5

3506.1

98.5

605.38

7

4773.3

4707.4

98.62

605.2

8.9

6068.9

5978.5

98.51

605.28

10.9

7432.7

7309.3

98.34

605.34

13.05

8898.8

8731.5

98.12

605.5

15.2

10364.9

10148.3

97.91

605.8

16.5

11251.4

11006.1

97.82

表 3-2 800VDC 时 GaN LMG3422R030 的系统效率
直流总线电压 (V) 交流电网电流 (A) 输入功率 (W) 输出功率 (W) 效率

803.4

3.02

2070

1976.8

95.5

801.4

5.24

3601.8

3511.8

97.5

802.4

7.01

4830

4747.9

98.3

803.4

8.95

6141

6042.7

98.4

803.5

10.93

7521

7408.2

98.5

802.8

12.98

8970

8826.5

98.4

803.8

15.21

10488

10304.5

98.25

803.1

16.52

11385

11180.1

98.2

我们收集并绘制了表中汇总的所有数据,如图 3-7 所示。在低功率时,最好保持 PFC 在较低直流总线电压下工作。相反,在较高电流下,保持较高直流总线电压可使效率提高 0.4%,这一点非常重要。

图 3-7 PFC 效率与输入功率间的关系

表 3-3 列出了最终设计尺寸,总体积为 4.3L。因此,在额定功率为 11kW 时,功率密度为 2.57 kW/L。

表 3-3 TIDA-010210 尺寸
尺寸
X 300 mm
Y 220 mm
Z 65 mm
体积 4.29 升