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设计与开发
参考设计

TIDA-010203

采用 C2000 和 GaN 的 4kW 单相图腾柱 PFC 参考设计

设计文件

TIDA-010203

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概述

此参考设计是一款 4kW CCM 图腾柱 PFC，采用 F280049/F280025 控制卡和 LMG342x EVM 电路板。此设计展示了一个强大的 PFC 解决方案，它通过将控制器接地置于 MOSFET 桥臂的中间来避免隔离式电流感应。得益于非隔离特性，可以通过高速放大器 OPA607 来实现交流电流感应，从而帮助实现可靠的过电流保护。在此设计中，效率、热感图像、交流压降、雷电浪涌和 EMI CE 均进行了充分的验证。该参考设计具有完整的测试数据，显示了图腾柱 PFC 通过 C2000 和 GaN 具有更高的成熟度，并且是高效产品 PFC 级设计的良好研究平台。

特性
  • 最大功耗：在 200V 至 277V 额定电压下为 4000W
  • 峰值效率：>= 99.1%；功率因数：约 0.999
  • 通过非隔离式高速放大器进行电流感应
  • 采用 TI Gen2 子卡的单相 CCM 图腾柱
  • 与 TMS320F28004x/F28002x 数字控制器兼容
  • 包含 FSI 通信端口
输出电压选项 TIDA-010203.1
输入电压（最小值）(V) 200
输入电压（最大值）(V) 277
输出电压（标称值）(V) 400
Iout（最大值）(A) 10
输出功率 (W) 4000
隔离/非隔离 Non-Isolated
输入类型 AC
拓扑 PFC- Boost
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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。

download 设计指南 — TIDA-010203
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ZHCU830B.null (null KB)

参考设计概述和经过验证的性能测试数据

download Assembly drawing — TIDA-010203
TIDM859B.ZIP (379 KB)

元件放置方式设计布局的详细原理图

download Bill of materials (BOM) — TIDA-010203
TIDM858E.ZIP (597 KB)

设计元件、引用标识符和制造商/器件型号的完整列表

download CAD/CAE symbol — TIDA-010203
TIDM861D.ZIP (5031 KB)

IC 元件的 3D 模型和 2D 图纸使用的文件

download Gerber file — TIDA-010203
TIDCG06C.ZIP (1384 KB)

包含设计 PCB 物理板层信息的设计文件

download PCB layout — TIDA-010203
TIDM860B.ZIP (2061 KB)

用于生成 PCB 设计布局的 PCB 层图文件

download Schematic — TIDA-010203
TIDM857B.ZIP (588 KB)

设计布局和元件的详细原理图

产品

在设计中包括 TI 产品和可能的替代产品。

DC/DC converters

TPS560430 — 4V 至 36V 0.6A 同步降压 SIMPLE SWITCHER® 电源转换器

数据表: PDF | HTML
实时数字电源 MCU

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

数据表: PDF | HTML
通用运算放大器

LM358B — 工作温度范围为 -40°C 至 85°C 的双路、36V、1.2MHz、3mV 失调电压运算放大器

数据表: PDF | HTML
高速运算放大器 (GBW ≥ 50MHz)

OPA607 — 适用于成本敏感型系统的低功耗、精密、50MHz 解补偿 CMOS 运算放大器

数据表: PDF | HTML
隔离式栅极驱动器

UCC23511 — 具有 8 和 12V UVLO 选项的 5.7kVrms 1.5A/2A 单通道光兼容隔离式栅极驱动器

数据表: PDF | HTML
氮化镓 (GaN) 功率级

LMG3422R030 — 具有集成驱动器、保护和温度报告功能的 600V 30mΩ GaN FET

数据表: PDF | HTML
比较器

TLV3502 — 4.5ns 轨到轨比较器

数据表: PDF | HTML
隔离式栅极驱动器

UCC21222 — 具有禁用引脚、可编程死区时间和 8V UVLO 的 3.0kVrms 4A/6A 双通道隔离式栅极驱动器

数据表: PDF | HTML
高速运算放大器 (GBW ≥ 50MHz)

OPA2607 — 双通道、低功耗、精密、50MHz 解补偿 CMOS 运算放大器

数据表: PDF | HTML
隔离式电源模块（集成变压器）

UCC12050 — 500mW、高效 5kVrms 隔离式直流/直流转换器

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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

数据表: PDF | HTML
高速运算放大器 (GBW ≥ 50MHz)

OPA2607-Q1 — 汽车类双通道 50MHz 解补偿轨到轨输出 CMOS 运算放大器

数据表: PDF | HTML
数字隔离器

ISO7763 — EMC 性能优异的六通道、3/3、增强型数字隔离器

数据表: PDF | HTML
并联电压基准

TLV431B — 精度为 0.5% 的低电压可调节精密并联稳压器

数据表: PDF | HTML

开始开发

硬件开发

子卡

LMG3422EVM-043 — LMG3422R030 600V 30mΩ 半桥子卡

此参考设计是一款 4kW CCM 图腾柱 PFC，采用 F280049/F280025 控制卡和 LMG342x EVM 电路板。此设计展示了一个强大的 PFC 解决方案，它通过将控制器接地置于 MOSFET 桥臂的中间来避免隔离式电流感应。得益于非隔离特性，可以通过高速放大器 OPA607 来实现交流电流感应，从而帮助实现可靠的过电流保护。在此设计中，效率、热感图像、交流压降、雷电浪涌和 EMI CE 均进行了充分的验证。该参考设计具有完整的测试数据，显示了图腾柱 PFC 通过 C2000 和 GaN 具有更高的成熟度，并且是高效产品 PFC 级设计的良好研究平台。
EVM用户指南: PDF | HTML
支持的产品和硬件

支持的产品和硬件

硬件开发
参考设计
PMP23338 — 具有电子计量功能的 3.6kW 单相图腾柱无桥 PFC 参考设计 TIDA-010203 — 采用 C2000 和 GaN 的 4kW 单相图腾柱 PFC 参考设计
评估板
LMG342X-BB-EVM — LMG342x 评估模块
有库存
限制：
TI.com 上缺货
TI.com 上无现货

LMG3422EVM-043 — LMG3422R030 600V 30mΩ 半桥子卡

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参考设计
PMP23338 — 具有电子计量功能的 3.6kW 单相图腾柱无桥 PFC 参考设计 TIDA-010203 — 采用 C2000 和 GaN 的 4kW 单相图腾柱 PFC 参考设计
评估板
LMG342X-BB-EVM — LMG342x 评估模块
子卡

TMDSCNCD280049C — F280049C evaluation module for C2000™ MCU controlCARD™

此参考设计是一款 4kW CCM 图腾柱 PFC，采用 F280049/F280025 控制卡和 LMG342x EVM 电路板。此设计展示了一个强大的 PFC 解决方案，它通过将控制器接地置于 MOSFET 桥臂的中间来避免隔离式电流感应。得益于非隔离特性，可以通过高速放大器 OPA607 来实现交流电流感应，从而帮助实现可靠的过电流保护。在此设计中，效率、热感图像、交流压降、雷电浪涌和 EMI CE 均进行了充分的验证。该参考设计具有完整的测试数据，显示了图腾柱 PFC 通过 C2000 和 GaN 具有更高的成熟度，并且是高效产品 PFC 级设计的良好研究平台。
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支持的产品和硬件

支持的产品和硬件

硬件开发
参考设计
PMP21495 — 6.6kW、双向、双有源电桥 CLLLC 谐振转换器参考设计 PMP21999 — 具有 PCB 绕组变压器的 6.6kW、双向 CLLLC 谐振转换器参考设计 PMP23126 — 具有有源钳位、功率密度大于 270W/in3 的 3kW 相移全桥参考设计 PMP23249 — 650V 30mΩ GaN FET 子卡参考设计 PMP41006 — 由 C2000™ 和 GaN 实现 CCM 图腾柱 PFC 和电流模式 LLC 的 1kW 参考设计 PMP41043 — 由 C2000 和 GaN 实现 CCM 图腾柱 PFC 和电流模式 LLC 的 1.6kW 参考设计 TIDA-00915 — 适用于集成型驱动器的三相、1.25kW、200V 交流小型 GaN 逆变器参考设计 TIDA-010059 — 使用霍尔效应电流传感器、适用于 230VAC 电机驱动器的同相电流感应参考设计 TIDA-010062 — 1kW、80+ titanium、GaN CCM 图腾柱无桥 PFC 和半桥 LLC（具有 LFU）参考设计 TIDA-010086 — 数字控制成本优化型 10A 电池化成和测试参考设计 TIDA-010203 — 采用 C2000 和 GaN 的 4kW 单相图腾柱 PFC 参考设计 TIDA-010210 — 基于 GaN 的 11kW 双向三相 ANPC 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 TIDM-02000 — 使用 C2000™ 实时 MCU 的峰值电流模式控制相移全桥参考设计 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-1007 — 高效率 GaN 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
有库存
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TI.com 上无现货

TMDSCNCD280049C — F280049C evaluation module for C2000™ MCU controlCARD™

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PMP21495 — 6.6kW、双向、双有源电桥 CLLLC 谐振转换器参考设计 PMP21999 — 具有 PCB 绕组变压器的 6.6kW、双向 CLLLC 谐振转换器参考设计 PMP23126 — 具有有源钳位、功率密度大于 270W/in3 的 3kW 相移全桥参考设计 PMP23249 — 650V 30mΩ GaN FET 子卡参考设计 PMP41006 — 由 C2000™ 和 GaN 实现 CCM 图腾柱 PFC 和电流模式 LLC 的 1kW 参考设计 PMP41043 — 由 C2000 和 GaN 实现 CCM 图腾柱 PFC 和电流模式 LLC 的 1.6kW 参考设计 TIDA-00915 — 适用于集成型驱动器的三相、1.25kW、200V 交流小型 GaN 逆变器参考设计 TIDA-010059 — 使用霍尔效应电流传感器、适用于 230VAC 电机驱动器的同相电流感应参考设计 TIDA-010062 — 1kW、80+ titanium、GaN CCM 图腾柱无桥 PFC 和半桥 LLC（具有 LFU）参考设计 TIDA-010086 — 数字控制成本优化型 10A 电池化成和测试参考设计 TIDA-010203 — 采用 C2000 和 GaN 的 4kW 单相图腾柱 PFC 参考设计 TIDA-010210 — 基于 GaN 的 11kW 双向三相 ANPC 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 TIDM-02000 — 使用 C2000™ 实时 MCU 的峰值电流模式控制相移全桥参考设计 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-1007 — 高效率 GaN 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
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