PMP22650

基于 GaN 的 6.6kW 双向车载充电器参考设计

PMP22650

设计文件

概述

PMP22650 参考设计是一款 6.6kW 的双向车载充电器。该设计采用两相图腾柱 PFC 和带有同步整流功能的全桥 CLLLC 转换器。CLLLC 采用频率和相位调制在所需的调节范围内调节输出。该设计采用 TMS320F28388D 微控制器内的单个处理内核来控制 PFC 和 CLLLC。使用配有 Rogowski 线圈电流传感器的相同微控制器来实现同步整流。通过高速 GaN 开关 (LMG3522) 实现高密度。PFC 的工作频率为 120kHz,而 CLLLC 在 200kHz 至 800kHz 的可变频率范围内运行。峰值系统效率为 96.5%,该数值在 3.8kW/L 开放式框架功率密度下实现。虽然该设计是针对 6.6kW 输出功率进行计算,但也可以将此设计作为基础,设计出额定功率为 7.xkW(如 7.2kW 至 7.4kW)、工作输入电压为 240V 并配有 32A 断路器的 OBC。

特性
  • 96.5% 系统效率
  • 3.8kW/L 功率密度
  • 支持 GaN 技术的高工作频率(500kHz 至 800kHz)
  • 经驱动器集成优化的 GaN
  • 用于 PFC 和 CLLLC 的单个 TMS 控制器
输出电压选项 PMP22650.1
Vin (Min) (V) 90
Vin (Max) (V) 264
Vout (Nom) (V) 350
Iout (Max) (A) 19
Output Power (W) 6650
Isolated/Non-Isolated Isolated
Input Type AC
Topology Boost- PFC^Full Bridge- LLC
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我们开发的全面组装电路板仅用于测试和性能验证,不可用于销售。

设计文件和产品

设计文件

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参考设计的测试结果,包括效率图表,测试前提条件等

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设计布局和元件的详细原理图

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元件放置方式设计布局的详细原理图

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IC 元件的 3D 模型和 2D 图纸使用的文件

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包含设计 PCB 物理板层信息的设计文件

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用于生成 PCB 设计布局的 PCB 层图文件

产品

在设计中包括 TI 产品和可能的替代产品。

氮化镓 (GaN) IC

LMG3522R030-Q1具有集成驱动器、保护和温度报告功能的汽车类 650V 30mΩ GaN FET

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C2000 实时微控制器

TMS320F28388D具有连接管理器、2 个 C28x+CLA CPU、1.5MB 闪存、FPU64、CLB、ENET、EtherCAT 的 C2000™ 32 位 MCU

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与门

SN74AHCT08Q-Q1具有 TTL 兼容型 CMOS 输入的汽车类 4 通道、2 输入、4.5V 至 5.5V 与门

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与门

SN74HC21-Q1Automotive, 2-ch, 4-input 2-V to 6-V 5.2-mA drive strength AND gate

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串联电压基准

REF4132-Q1汽车类 12ppm/°C 低噪声低功耗精密电压基准

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变压器驱动器

SN6501-Q1适用于隔离电源的汽车类低噪声、350mA、410kHz 变压器驱动器

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数字隔离器

ISO7730EMC 性能优异的三通道、3/0、增强型数字隔离器

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数字隔离器

ISO7741-Q1EMC 性能优异的汽车类四通道、3/1、增强型数字隔离器

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数字隔离器

ISO7761EMC 性能优异的六通道、5/1、增强型数字隔离器

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模拟开关和多路复用器

TMUX1208-Q1具有 1.8V 逻辑电平的汽车类 5V、8:1、单通道多路复用器

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模拟温度传感器

TMP235-Q1具有 +10mV/°C 增益的汽车级 ±1.5°C 2.3V 至 5.5V 模拟输出温度传感器

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监控器和复位 IC

TPS3703-Q1具有复位时间延迟的汽车高精度窗口监控器

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监控器和复位 IC

TPS3850-Q1用于进行 OV 和 UV 监控的汽车窗口监控器,具有窗口看门狗计时器和可编程延迟

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精密运算放大器 (Vos<1mV)

OPA320-Q1通过汽车级认证的精密、零交叉、20MHz、0.9pA、Ib、RRIO、CMOS 运算放大器

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线性和低压降 (LDO) 稳压器

TPS745-Q1具有电源正常指示功能的汽车类、500mA、低 IQ、高 PSRR、低压降 (LDO) 稳压器

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通用运算放大器

LMV796-Q1汽车级、单路、5V、17MHz、低噪声 (5.8nV/√Hz) 运算放大器

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通用运算放大器

TLV314-Q1汽车级、单路、5.5V、3MHz、低静态电流 (65μA)、RRIO 运算放大器

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降压转换器(集成开关)

TPS62170-Q1采用 2x2 QFN 封装的 3-17V 0.5A 车用降压转换器

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隔离式 CAN 收发器

ISO1042-Q1具有 70V 总线故障保护功能和灵活数据速率的汽车类隔离式 CAN 收发器

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隔离式放大器

AMC3302具有集成直流/直流的 ±50mV 输入、精密电流检测增强型隔离式放大器

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隔离式放大器

AMC3330-Q1具有内部时钟的汽车类 ±1V 输入、精密电压检测增强型隔离式放大器直流/直流

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隔离式栅极驱动器

UCC21222-Q1具有禁用可编程死区时间和 8V UVLO 的汽车类 3.0kVrms 4A/6A 双通道隔离式栅极驱动器

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高速运算放大器 (GBW ≥ 50MHz)

OPA365-Q1汽车类 2.2V、50MHz 低噪声单电源轨到轨运算放大器

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技术文档

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类型 标题 下载最新的英文版本 日期
* 测试报告 GaN-Based, 6.6-kW, Bidirectional, Onboard Charger Reference Design PDF | HTML 2021年 9月 8日
更多文献资料 Optimizing GaN-Based High-Voltage, High-Power Designs PDF | HTML 2021年 12月 7日
更多文献资料 Optimizing GaN-based high-voltage, high-power designs PPT 2021年 12月 2日

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