TIDA-010062

1kW、80 Plus Titanium、GaN CCM 图腾柱无桥 PFC 和 GaN 半桥 LLC 参考设计

TIDA-010062

设计文件

概述

This reference design is a digitally controlled, compact 1-kW AC/DC power supply design for server power supply unit (PSU) and telecom rectifier applications. This highly efficient design supports two main power stages, including a front-end continuous conduction mode (CCM) totem-pole bridgeless power factor correction (PFC) stage. The PFC stage features LMG341x GaN FET with integrated driver to provide enhanced efficiency across a wide load range and meet 80 plus titanium requirements. This reference design also supports LMG3422 GaN FET half-bridge inductor-inductor capacitor (LLC) isolated DC/DC stage to achieve +12-V DC output at 1 kW. Two control cards use C2000™ Piccolo™ microcontrollers to control both power stages.

特性

80 plus titanium efficiency,η=>95% at 20%-100% load
CCM GaN-based totem pole bridgeless PFC stage with >98.8% peak efficiency, enabled by LMG341x GaN FET with integrated driver
Half-bridge LMG342x GaN FET LLC stage with >98.3% peak efficiency
Fast load transient, Vo change within 300-mV at 2.5-A/µs slew rate
Low iTHD, <10% at 10% load, <5% at 20% load, <2% at >50% load
Power density 41 W/in3, 38 mm x 66 mm x 160 mm
Fast serial interface (FSI) based PFC or DC/DC communication

输出电压选项	TIDA-010062.1
Vin (Min) (V)	100
Vin (Max) (V)	264
Vout (Nom) (V)	12
Iout (Max) (A)	84
Output Power (W)	1008
Isolated/Non-Isolated	Isolated
Input Type	AC
Topology	Flyback- Quasi Resonant^Half Bridge- LLC^PFC- Boost

工业应用

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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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Design guide — TIDA-010062

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参考设计概述和经过验证的性能测试数据

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Schematic — TIDA-010062

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设计布局和元件的详细原理图

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Bill of materials (BOM) — TIDA-010062

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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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Assembly drawing — TIDA-010062

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元件放置方式设计布局的详细原理图

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CAD/CAE symbol — TIDA-010062

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IC 元件的 3D 模型和 2D 图纸使用的文件

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Gerber file — TIDA-010062

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包含设计 PCB 物理板层信息的设计文件

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PCB layout — TIDA-010062

TIDM174A.ZIP (2287 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

TMS320F280025C — 具有 100MHz 频率、FPU、TMU、128kB 闪存、CLB 的 C2000™ 32 位 MCU

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C2000 实时微控制器

TMS320F280033 — C2000™ 32 位 MCU 120MHz 128KB 闪存、FPU、TMU、AES 和 CAN-FD

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C2000 实时微控制器

TMS320F280034 — 具有 CLA、AES 和 CAN-FD 的 C2000™ 32 位 MCU 120MHz 128KB 闪存、FPU 和 TMU

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C2000 实时微控制器

TMS320F280034-Q1 — 具有 CLA、AES 和 CAN-FD 以及 128KB 闪存、FPU 和 TMU 的汽车级 C2000™ 32 位 120MHz MCU

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C2000 实时微控制器

TMS320F280036-Q1 — 具有 CLA、AES 和 CAN-FD 的汽车类 C2000™ 32 位 MCU 120MHz 256KB 闪存、FPU 和 TMU

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C2000 实时微控制器

TMS320F280036C-Q1 — 具有 CLA、CLB、AES 和 CAN-FD 的汽车类 C2000™ 32 位 MCU 120MHz 256KB 闪存、FPU 和 TMU

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C2000 实时微控制器

TMS320F280037 — 具有 CLA、AES 和 CAN-FD 以及 256KB 闪存、FPU 和 TMU 的 C2000™ 32 位 120MHz MCU

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C2000 实时微控制器

TMS320F280037-Q1 — 具有 CLA、AES 和 CAN-FD 的汽车类 C2000™ 32 位 MCU 120MHz 256KB 闪存、FPU 和 TMU

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C2000 实时微控制器

TMS320F280037C — 具有 CLA、CLB、AES 和 CAN-FD 的 C2000™ 32 位 MCU 120MHz 256KB 闪存、FPU 和 TMU

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C2000 实时微控制器

TMS320F280037C-Q1 — 具有 CLA、CLB、AES 和 CAN-FD 的汽车类 C2000™ 32 位 MCU 120MHz 256KB 闪存、FPU 和 TMU

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C2000 实时微控制器

TMS320F280038-Q1 — 具有 CLA、AES 和 CAN-FD 的汽车类 C2000™ 32 位 MCU 120MHz 384KB 闪存、FPU 和 TMU

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C2000 实时微控制器

TMS320F280038C-Q1 — 具有 CLA、CLB、AES 和 CAN-FD 的汽车类 C2000™ 32 位 MCU 120MHz 384KB 闪存、FPU 和 TMU

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C2000 实时微控制器

TMS320F280039 — 具有 CLA、AES 和 CAN-FD 的 C2000™ 32 位 MCU 120MHz 384KB 闪存、FPU 和 TMU

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C2000 实时微控制器

TMS320F280039-Q1 — 具有 CLA、AES 和 CAN-FD 的汽车级 C2000™ 32 位 MCU 120MHz 384KB 闪存、FPU 和 TMU

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C2000 实时微控制器

TMS320F280039C — 具有 CLA、CLB、AES 和 CAN-FD 的 C2000™ 32 位 MCU 120MHz 384KB 闪存、FPU 和 TMU

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C2000 实时微控制器

TMS320F280039C-Q1 — 具有 CLA、CLB、AES 和 CAN-FD 的汽车类 C2000™ 32 位 MCU 120MHz 384KB 闪存、FPU 和 TMU

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C2000 实时微控制器

TMS320F280041 — 具有 100MHz 频率、FPU、TMU、128KB 闪存、PGA、SDFM 的 C2000™ 32 位 MCU

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C2000 实时微控制器

TMS320F280041-Q1 — 具有 100MHz 频率、FPU、TMU、128KB 闪存、PGA 和 SDFM 的汽车类 C2000™ 32 位 MCU

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C2000 实时微控制器

TMS320F280041C — 具有 100MHz 频率、FPU、TMU、128KB 闪存、InstaSPIN-FOC、CLB、PGA、SDFM 的 C2000™ 32 位 MCU

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C2000 实时微控制器

TMS320F280041C-Q1 — 具有 100MHz 频率、FPU、TMU、128KB 闪存、InstaSPIN-FOC、CLB、PGA、SDFM 的汽车类 C2000™ 32 位 MCU

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C2000 实时微控制器

TMS320F280045 — C2000™ 具有 100MHz 频率、FPU、TMU、256KB 闪存、PGA 和 SDFM 的 32 位 MCU

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C2000 实时微控制器

TMS320F280049 — 具有 100MHz 频率、FPU、TMU、256KB 闪存、CLA、PGA、SDFM 的 C2000™ 32 位 MCU

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C2000 实时微控制器

TMS320F280049-Q1 — 具有 100MHz 频率、FPU、TMU、256KB 闪存、CLA、PGA、SDFM 的汽车类 C2000™ 32 位 MCU

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C2000 实时微控制器

TMS320F280049C — 具有 100MHz 频率、FPU、TMU、256KB 闪存、CLA、InstaSPIN-FOC、CLB、PGA、SDFM 的 C2000™ 32 位 MCU

数据表: PDF | HTML

C2000 实时微控制器

TMS320F280049C-Q1 — 具有 100MHz 频率、FPU、TMU、256KB 闪存、CLA、InstaSPIN-FOC、CLB、PGA、SDFM 的汽车类 C2000™ 32 位 MCU

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N 沟道 MOSFET

CSD18510Q5B — 采用 5mm x 6mm SON 封装的单路、0.96mΩ、40V、N 沟道 NexFET™ 功率 MOSFET

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低侧驱动器

UCC27524 — 具有 5V UVLO、使能功能和 1ns 延迟匹配的 5A/5A 双通道栅极驱动器

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半桥驱动器

UCC27714 — 4-A、600V 半桥栅极驱动器

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反激式控制器

UCC28911 — 具有恒压恒流和初级侧调节功能的 700V 反激式开关

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数字隔离器

ISO7742 — EMC 性能优异的四通道、2/2、增强型数字隔离器

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模拟开关和多路复用器

SN74LVC1G3157 — 5V、2:1 (SPDT)、单通道通用模拟开关

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模拟电流检测放大器

INA180 — 26V、350kHz 电流检测放大器

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氮化镓 (GaN) IC

LMG3410R070 — 具有集成驱动器和保护功能的 600V 70mΩ GaN

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氮化镓 (GaN) IC

LMG3422R050 — 具有集成驱动器、保护和温度报告功能的 600V 50mΩ GaN FET

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热敏电阻

TMP61 — 采用 0402、0603/0805 和通孔封装的 1%、10kΩ 线性热敏电阻

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精密运算放大器 (Vos<1mV)

OPA2376 — 双通道、低噪声、低静态电流、精密运算放大器

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线性和低压降 (LDO) 稳压器

TLV713P — 具有主动输出放电和使能功能的 150mA、低压降无电容稳压器

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降压转换器（集成开关）

TPS560430 — 具有高效睡眠模式的 SIMPLE SWITCHER® 36V 600mA 降压稳压器

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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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霍尔效应电流传感器

TMCS1100 — 具有外部基准的精密隔离电流传感器

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开始开发

软件

软件开发套件 (SDK)

C2000WARE-DIGITALPOWER-SDK — 适用于 C2000 实时控制器的 DigitalPower SDK

DigitalPower SDK for C2000™ microcontrollers (MCU) is a cohesive set of software infrastructure, tools, and documentation designed to minimize C2000 MCU based digital power system development time targeted for various AC-DC, DC-DC and DC-AC power supply applications. The software includes (...)

支持的产品和硬件

产品

C2000 实时微控制器

TMS320F2800157 — 具有 HRPWM、120MHz 频率、256KB 闪存且支持 CAN-FD 的 C2000™ 32 位 MCU

TMS320F2800157-Q1 — 具有 HRPWM、CAN-FD、锁步 ASIL B、0 级和 1 级、120MHz 频率、256KB 闪存的汽车级 C2000™ 32 位 MCU

TMS320F280021 — 具有 100MHz 频率、FPU、TMU、32KB 闪存的 C2000™ 32 位 MCU

TMS320F280021-Q1 — 具有 100MHz 频率、FPU、TMU、32KB 闪存的汽车类 C2000™ 32 位 MCU

TMS320F280023 — 具有 100MHz 频率、FPU、TMU、64kB 闪存的 C2000™ 32 位 MCU

TMS320F280023-Q1 — 具有 100MHz 频率、FPU、TMU、64KB 闪存的汽车类 C2000™ 32 位 MCU

TMS320F280023C — 具有 100MHz 频率、FPU、TMU、64KB 闪存、CLB 的 C2000™ 32 位 MCU

TMS320F280025 — 具有 100MHz 频率、FPU、TMU、128kB 闪存的 C2000™ 32 位 MCU

TMS320F280025-Q1 — 具有 100MHz 频率、FPU、TMU、128KB 闪存的汽车类 C2000™ 32 位 MCU

TMS320F280025C — 具有 100MHz 频率、FPU、TMU、128kB 闪存、CLB 的 C2000™ 32 位 MCU

TMS320F280025C-Q1 — 具有 100MHz 频率、FPU、TMU、128KB 闪存、CLB 的汽车类 C2000™ 32 位 MCU

TMS320F280033 — C2000™ 32 位 MCU 120MHz 128KB 闪存、FPU、TMU、AES 和 CAN-FD

TMS320F280034 — 具有 CLA、AES 和 CAN-FD 的 C2000™ 32 位 MCU 120MHz 128KB 闪存、FPU 和 TMU

TMS320F280037 — 具有 CLA、AES 和 CAN-FD 以及 256KB 闪存、FPU 和 TMU 的 C2000™ 32 位 120MHz MCU

TMS320F280037C — 具有 CLA、CLB、AES 和 CAN-FD 的 C2000™ 32 位 MCU 120MHz 256KB 闪存、FPU 和 TMU

TMS320F280037C-Q1 — 具有 CLA、CLB、AES 和 CAN-FD 的汽车级 C2000™ 32 位 MCU 120MHz 256KB 闪存、FPU 和 TMU

TMS320F280038C-Q1 — 具有 CLA、CLB、AES 和 CAN-FD 的汽车类 C2000™ 32 位 MCU 120MHz 384KB 闪存、FPU 和 TMU

TMS320F280039 — 具有 CLA、AES 和 CAN-FD 的 C2000™ 32 位 MCU 120MHz 384KB 闪存、FPU 和 TMU

TMS320F280039C — 具有 CLA、CLB、AES 和 CAN-FD 的 C2000™ 32 位 MCU 120MHz 384KB 闪存、FPU 和 TMU

TMS320F280039C-Q1 — 具有 CLA、CLB、AES 和 CAN-FD 的汽车类 C2000™ 32 位 MCU 120MHz 384KB 闪存、FPU 和 TMU

TMS320F280040-Q1 — 具有 100MHz 频率、FPU、TMU、128KB 闪存、PGA、SDFM 的汽车类 C2000™ 32 位 MCU

TMS320F280040C-Q1 — 具有 100MHz 频率、FPU、TMU、128KB 闪存、InstaSPIN-FOC、CLB、PGA、SDFM 的汽车类 C2000™ 32 位 MCU

TMS320F280041 — 具有 100MHz 频率、FPU、TMU、128kB 闪存、PGA、SDFM 的 C2000™ 32 位 MCU

TMS320F280041-Q1 — 具有 100MHz 频率、FPU、TMU、128KB 闪存、PGA、SDFM 的汽车类 C2000™ 32 位 MCU

TMS320F280041C — 具有 100MHz 频率、FPU、TMU、128kB 闪存、InstaSPIN-FOC、CLB、PGA、SDFM 的 C2000™ 32 位 MCU

TMS320F280041C-Q1 — 具有 100MHz 频率、FPU、TMU、128KB 闪存、InstaSPIN-FOC、CLB、PGA、SDFM 的汽车类 C2000™ 32 位 MCU

TMS320F280045 — 具有 100MHz 频率、FPU、TMU、256KB 闪存、PGA、SDFM 的 C2000™ 32 位 MCU

TMS320F280048-Q1 — 具有 100MHz 频率、FPU、TMU、256KB 闪存、CLA、PGA、SDFM 的汽车类 C2000™ 32 位 MCU

TMS320F280048C-Q1 — 具有 100MHz 频率、FPU、TMU、256KB 闪存、CLA、InstaSPIN-FOC、CLB、PGA、SDFM 的汽车类 C2000™ 32 位 MCU

TMS320F280049 — 具有 100MHz 频率、FPU、TMU、256kB 闪存、CLA、PGA、SDFM 的 C2000™ 32 位 MCU

TMS320F280049-Q1 — 具有 100MHz 频率、FPU、TMU、256KB 闪存、CLA、PGA、SDFM 的汽车类 C2000™ 32 位 MCU

TMS320F280049C — 具有 100MHz 频率、FPU、TMU、256kB 闪存、CLA、InstaSPIN-FOC、CLB、PGA、SDFM 的 C2000™ 32 位 MCU

TMS320F280049C-Q1 — 具有 100MHz 频率、FPU、TMU、256KB 闪存、CLA、InstaSPIN-FOC、CLB、PGA、SDFM 的汽车类 C2000™ 32 位 MCU

TMS320F28075 — 具有 120MHz 频率、FPU、TMU、512KB 闪存、CLA、SDFM 的 C2000™ 32 位 MCU

TMS320F28075-Q1 — 具有 120MHz 频率、FPU、TMU、512KB 闪存、CLA、SDFM 的汽车类 C2000™ 32 位 MCU

TMS320F28076 — 具有 120MHz 频率、FPU、TMU、512KB 闪存、CLA、CLB、SDFM 的 C2000™ 32 位 MCU

TMS320F28374D — 具有 800MIPS、2xCPU、2xCLA、FPU、TMU、512KB 闪存、EMIF、12 位 ADC 的 C2000™ 32 位 MCU

TMS320F28374S — 具有 400MIPS、1xCPU、1xCLA、FPU、TMU、512KB 闪存、EMIF、12 位 ADC 的 C2000™ 32 位 MCU

TMS320F28375D — 具有 800MIPS、2xCPU、2xCLA、FPU、TMU、1024KB 闪存、EMIF、12 位 ADC 的 C2000™ 32 位 MCU

TMS320F28375S — 具有 400MIPS、1xCPU、1xCLA、FPU、TMU、1024KB 闪存、EMIF、12 位 ADC 的 C2000™ 32 位 MCU

TMS320F28375S-Q1 — 具有 400MIPS、1xCPU、1xCLA、FPU、TMU、1024KB 闪存、EMIF、12 位 ADC 的汽车类 C2000™ 32 位 MCU

TMS320F28376D — 具有 800MIPS、2xCPU、2xCLA、FPU、TMU、512KB 闪存、EMIF、16 位 ADC 的 C2000™ 32 位 MCU

TMS320F28376S — 具有 400MIPS、1xCPU、1xCLA、FPU、TMU、512KB 闪存、EMIF、16 位 ADC 的 C2000™ 32 位 MCU

TMS320F28377D — 具有 800MIPS、2xCPU、2xCLA、FPU、TMU、1024KB 闪存、EMIF、16 位 ADC 的 C2000™ 32 位 MCU

TMS320F28377D-EP — 具有 800MIPS、2xCPU、2xCLA、FPU、TMU、1MB 闪存、EMIF、16 位 ADC 的 C2000™ 增强型产品 32 位 MCU

TMS320F28377D-Q1 — 具有 800MIPS、2xCPU、2xCLA、FPU、TMU、1024KB 闪存、EMIF、16 位 ADC 的汽车类 C2000™ 32 位 MCU

TMS320F28377S — 具有 400MIPS、1xCPU、1xCLA、FPU、TMU、1024KB 闪存、EMIF、16 位 ADC 的 C2000™ 32 位 MCU

TMS320F28377S-Q1 — 具有 400MIPS、1xCPU、1xCLA、FPU、TMU、1024KB 闪存、EMIF、16 位 ADC 的汽车类 C2000™ 32 位 MCU

TMS320F28378D — 具有 800MIPS、2xCPU、2xCLA、FPU、TMU、1024KB 闪存、CLB、EMIF、12 位 ADC 的 C2000™ 32 位 MCU

TMS320F28378S — 具有 400MIPS、1xCPU、1xCLA、FPU、TMU、1024KB 闪存、CLB、EMIF、12 位 ADC 的 C2000™ 32 位 MCU

TMS320F28379D — 具有 800MIPS、2xCPU、2xCLA、FPU、TMU、1024KB 闪存、CLB、EMIF、16 位 ADC 的 C2000™ 32 位 MCU

TMS320F28379D-Q1 — 具有 800MIPS、2xCPU、2xCLA、FPU、TMU、1024KB 闪存、CLB、EMIF、16 位 ADC 的汽车类 C2000™ 32 位 MCU

TMS320F28379S — 具有 400MIPS、1 个 CPU、1 个 CLA、FPU、TMU、1024KB 闪存、CLB、EMIF 和 16b ADC 的 C2000 ™ 32 位 MCU

TMS320F28384D — 具有连接管理器、2 个 C28x+CLA CPU、1.5MB 闪存、FPU64、以太网的 32 位 MCU

TMS320F28384D-Q1 — 具有连接管理器、2 个 C28x+CLA CPU、1.5MB 闪存、FPU64、以太网的汽车类 C2000™ 32 位 MCU

TMS320F28384S — 具有连接管理器、1 个 C28x+CLA CPU、1.0MB 闪存、FPU64、以太网的 32 位 MCU

TMS320F28384S-Q1 — 具有连接管理器、1 个 C28x+CLA CPU、1MB 闪存、FPU64、以太网的汽车类 C2000™ 32 位 MCU

TMS320F28386D — 具有连接管理器、2 个 C28x+CLA CPU、1.5MB 闪存、FPU64、CLB、以太网的 32 位 MCU

TMS320F28386D-Q1 — 具有连接管理器、2x C28x+CLA CPU、1.5MB 闪存、FPU64、CLB、以太网的汽车类 C2000™ 32 位 MCU

TMS320F28386S — 具有连接管理器、1 个 C28x+CLA CPU、1.0MB 闪存、FPU64、CLB、以太网的 32 位 MCU

TMS320F28386S-Q1 — 具有连接管理器、1 个 C28x+CLA CPU、1MB 闪存、FPU64、CLB、以太网的汽车类 C2000™ 32 位 MCU

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

TMS320F28388S — 具有连接管理器、1 个 C28x+CLA CPU、1.0MB 闪存、FPU64、CLB、以太网、EtherCAT 的 32 位 MCU

硬件开发

PMP41006 — 由 C2000™ 和 GaN 实现 CCM 图腾柱 PFC 和电流模式 LLC 的 1kW 参考设计

TIDA-010054 — TIDA-010054

TIDA-010062 — 1kW、80 Plus Titanium、GaN CCM 图腾柱无桥 PFC 和 GaN 半桥 LLC 参考设计

TIDA-01606 — 10kW 双向三相三级（T 型）逆变器和 PFC 参考设计

TIDM-02002 — 针对 HEV/EV 车载充电器的双向 CLLLC 谐振、双有源电桥 (DAB) 参考设计

TIDM-02008 — 采用 C2000™ MCU 的双向高密度 GaN CCM 图腾柱 PFC

TIDM-02009 — 经过 ASIL D 等级功能安全认证的高速牵引和双向直流/直流转换参考设计

TIDM-02011 — 具有 C2000™ 实时 MCU 的实时固件更新参考设计

TIDM-1000 — 使用 C2000 MCU、基于 Vienna 整流器的三相功率因数校正参考设计

TIDM-1001 — 使用 C2000 MCU 的两相交错式 LLC 谐振转换器参考设计

TIDM-1007 — 交错式 CCM 图腾柱无桥功率因数校正 (PFC) 参考设计

TIDM-1022 — 谷底开关升压功率因数校正 (PFC) 参考设计

TIDM-DC-DC-BUCK — 数控非隔离式 DC/DC 降压转换器参考设计

TIEVM-HV-1PH-DCAC — 具有电压源和并网模式的单相逆变器开发套件

参考设计

TIDA-010231 — 适用于光伏应用电弧检测的模拟前端参考设计

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