TIDA-00951

效率大于 93% 且适用于 UPS 的 2kW、48V 至 400V 隔离式双向直流/直流转换器参考设计

TIDA-00951

设计文件

概述

此 2kW 隔离式双向直流/直流转换器参考设计 (TIDA-00951) 可在 400V 直流总线和 12 - 14 节锂电池组之间进行电力传输,可用于 UPS、电池备份和电力存储等应用。在备用模式下,此参考设计可用作采用 ZVS 技术的有源钳位升压转换器,将电源从 48V 电池传输至 400V 直流总线。当用作电压馈入式全桥电池充电器,从 400V 直流总线为 48V 电池充电时,此参考设计可实现大于 93% 的效率。此参考设计还设有内置直流总线和电池过流保护,并设有过压保护。

特性
  • 数控隔离式双向直流/直流转换器
  • 可作为有源钳位全桥升压转换器,高负载条件下 ZCS 与 ZVS 一同开启,用于低压 FET,同时 ZVS 用于高压开关
  • 宽运行范围:36V 至 60V 电池供电及 300V 至 400V 直流总线
  • 在低压侧采用 100V FET 的成本优化设计,无需并行使用功率高达 2kW 的多个 FET
  • 具有可在 100uS 时间范围内快速从电池充电模式转换为备用模式的快速模式
  • 使用 TIDA-01281 参考设计上的 TMS320F28033 数字控制器来控制运行
  • 用于监控电池电流的高侧电流检测,基于 TIDA-01141 参考设计的板载 INA240
  • 使用 TIDA-01159 参考设计中的增强型隔离闸极驱动器 UCC21520 来驱动高压全桥

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

下载现成的系统文件,加快您的设计过程。

TIDUD04A.PDF (1851 K)

参考设计概述和经过验证的性能测试数据

ZHCU233.PDF (3880 K)

参考设计概述和经过验证的性能测试数据

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设计布局和元件的详细原理图

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设计元件、引用标识符和制造商/器件型号的完整列表

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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

TIDCDH6.ZIP (1995 K)

包含设计 PCB 物理板层信息的设计文件

TIDRR68.PDF (1699 K)

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。

C2000 实时微控制器

TMS320F28033具有 60MHz 频率、64KB 闪存、4.6MSPS ADC、CLA 的 C2000™ 32 位 MCU

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C2000 实时微控制器

TMS320F28033-Q1具有 60MHz 频率、64KB 闪存、4.6MSPS ADC、CLA 的汽车类 C2000™ 32 位 MCU

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N 沟道 MOSFET

CSD19536KCS采用 TO-220 封装的单路、2.7mΩ、100V、N 沟道 NexFET™ 功率 MOSFET

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低侧驱动器

UCC27517A具有 5V UVLO 和负输入电压处理能力的 4A/4A 单通道栅极驱动器

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半桥驱动器

UCC27211A具有 8V UVLO 和负电压处理能力的 4A、120V 半桥栅极驱动器

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变压器驱动器

SN6505B适用于隔离电源的低噪声、1A、420kHz 变压器驱动器

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同相缓冲器和驱动器

SN74LVC126A具有三态输出的 4 通道、1.65V 至 3.6V 缓冲器

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并联电压基准

LM4041A12精度为 0.1% 的 1.2V 精密微功耗并联电压基准

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温度开关

TMP300电阻可编程、支持高达 18V 电压的温度开关和模拟输出传感器

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电流检测放大器模拟输出

INA240具有增强的 PWM 抑制能力的 -4V 至 80V、双向、超精密电流感应放大器

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精密运算放大器 (Vos<1mV)

OPA376精密 (0.025mV)、低噪声 (7.5nV/rtHz)、低静态电流 (760uA) 运算放大器

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线性和低压降 (LDO) 稳压器

TLV1117800mA 15V 线性稳压器

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降压转换器(集成开关)

TPS62160具有 DCS-Control™ 的 3V-17V 1A 降压转换器

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隔离式放大器

AMC1301用于电流感应的 ±250mV 输入、精密增强型隔离放大器

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隔离式栅极驱动器

UCC215205.7kVrms, 4A/6A dual-channel isolated gate driver w/ dual input, disable pin, 8V UVLO in DW package

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隔离式栅极驱动器

UCC21540具有双输入、DT 引脚和 8V UVLO、采用 DW 或 DWK 封装的 5.7kVrms、4A/6A 双通道隔离式栅极驱动器

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