参考文献
DesignGuide:TIDA-01606 11kW双向三相三级（T型）逆变器和PFC参考设计
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说明特性 此参考设计概述了如何实现基于SiC的双向三级三相额定标称和最大输入电压为 有源前端（AFE）逆变器和功率因数校正（PFC）级.
此800V和900V直流电压，在 设计使用最高为90kHz开关频率和LCL输出滤波器来400V交流LL50Hz或60Hz下的最大功率为11kW 减小磁性元件的尺寸.
峰值效率达到了98.6%.
此设(11kVA) 计展示了如何在DQ域中实现完整的三相AFE控制.
紧凌型输出LCL滤波器，开关频率为90kHz 这款双向转换器可实现直流快速充电和车辆到电网满载时输出电流总谐波失真（THD）小于2.5% (V2G)应用.
用于驱动高压SiCMOSFET并具有增强型隔离功能
的隔离式驱动器UCC21710，以及用于驱动中间 资源SiC MOSFET的 UCC5350 TIDA-01608设计文件夹使用TMCS1123进行隔离式电流检测，从而实现负 TMS320F283790. TMS320F280039C产品文件夹载电流控制和监测
TMS320F28379D和TMS320F280039C控制卡可 UCC21710. UCC5350. AMC3306M05产品文件夹执行数字控制，搭载了可使锁相环（PLL）计算加速 TMCS1123.AMC0330R、AMC0381D产品文件夹的三角函数加速器（TMU）、用于实现保护比较器子 OPA4388.OPA397.UCC14341B产品文件夹系统以及可将控制环路卸载到协处理器的控制律加 UCC33421、C2000WARE产品文件夹速器（CLA） TMDSCNCD28379D工具文件夹应用 TMDSCNCD280039C工具文件夹直流快速充电站
直流壁挂式充电箱 请咨询我司TIE2E支持专家车载充电器（OBC)和无线充电器 电源转换系统(PCS) 串式逆变器 中央逆变器
提文文档反锁ZHCU45SJ - MARCH 2018 - REVISED FEBRUARY 202511KW双向三期三级（T型）运变器和PFC乡考设计 Engish Document TIDUE53 Copyright & 2025 Texas Instruments Inoorporated
TEXAS INSTRUMENTS 系统说明 1系统说明 现代商业规模的光伏逆变器在两个方面进行了创新，使市场上的产品体积更小、效率更高： 转向更高电压的太阳能电池阵列 减小板载磁体的尺寸 通过将阵列中的电压增加到1000V或1500V直流电压，可以降低电流以保持相同的功率等级.
电流的降低会使 设计中所需的铜更少和功率传导器件的体积更小.
didt的降低也可降低电子元件上的应力.
然而，高于1kV的持 续直流电压难以设计，甚至难以找到能够承受这种高压的元件.
为了补偿由高压太阳能电池阵列产生的电压应力，目前已设计出了新的光伏逆变器拓扑.
传统的半桥会阻止每个 开关器件上的全输入电压.
通过添加额外的开关阻断和传导元件，可显著降低器件上的整体应力.
本参考设计展 示了如何实现三级转换器.
还可以实现更高级别的转换器，从而进一步提高电压处理能力.
通过在电源转换器中实现更高的开关速度，还能提高太阳能电子设备的功率密度.
正如本设计所示，即使是稍高 的开关速度也能降低输出滤波器级的整体尺寸要求，而这也是影响设计尺寸的主要因素.
传统的开关器件在高电压开关速度方面存在限制，换言之，是器件的dV/dt能力有限.
这种缓慢的上升和下降会 增加导通损耗，因为器件在开关状态中花费的时间更多.
这种开关时间增加，也会使控制系统中防止击穿和短路 所需的死区时间增加.
为此，使用了较新的开关半导体技术（例如具有高电子迁移率的SiC和GaN器件）开发方 案.
本参考设计将SiCMOSFET与TI的SiC栅极驱动器技术结合使用，旨在展示可能增加的功率密度.
同样，就车载充电器（OBC）而言，人们对更高功率充电器（11kW和22kW）的需求越来越高.
对于需要三相 PFC的情况，本设计展示了如何使用DQ控制来实现三相PFC，并提供了完整的控制环路模型.
1.1主要系统规格
表1-1.主要系统规格 参数规格详细信息 输出功率11kW节2.3 输出电压三相400VMS节2.3
（最大值VL） 输出频率50 或 60Hz节2.3 输出电流16ARMs （最大值）节2.3 标称输入电压800-V DC节2.3 输入电压范围600V 至 900V DC节2.3 逆变器开关频率50-90kHz节2.3 效率98.6%节2.3.1.5 THD< 3% (11kW) 功率密度2.2kW/L 尺寸27em × 35cm × 5cm T1KW双向三相三级（T型）逆变器和PFC参考设计 ZHCU458J - MARCH 2018 - REVISED FEBRUARY 2025 English Document: TIDUE53 Copyright @ 2025 Texas Instruments Incorporated TEXAS INSTRUMENTS 2系统概述 2.1方框图 DOLM - TV81401 P20412 F280039C / PWM x12 F283790 UCC21710 x2 UCC5350 x2 pie jpqu 图2-1.TIDA-01606方框图 该参考设计由两块互相通信的独立板组成. 以下电路板协同工作以形成此三相递变器参考设计： 一块电源板，包括的开关器件、极驱动器、LCL滤波器、传感电子器件和电源结构 一块支持DSP的TMS320F28379D控制卡或TMS320F280039C 2.2重点产品 2.2.1UCC21710 UCC21710器件是一款用于绝缘栅双极晶体管（IGBT）和SiCMOSFET的5.7KVRMS增强型隔离式栅极驱动器， 具有分离输出，提供10A的拉电流和10A的灌电流. 输入端由3V至5.5V的单电源供电运行. 输出侧支持的电 源电压范围为13V至33V.两路互补CMOS输入控制标极驱动器输出状态. 130ns的短暂传播时间保证了对于 输出级的精确控制. UCC21710集成了短路保护功能，通过过流检测进行检测，具有保护SiCMOSFET所需的快 速响应时间. 150kV/us（最小值）的共模瞬态抗扰度（CMTI） 分离输出，可提供10A峰值拉电流和10A峰值灌电流 短传播延迟：90ns（典型值），130ns（最大值） 4A有源米勒钳位 输出短路钳位 短路期间的软关断（STO） 在检测到去饱和故障时在FLT上发出故障报警并通过RST复位 具有就绪（RDY)引脚指示的输入和输出欠压锁定（UVLO） 有源输出下拉特性，在低电源或输入悬空的情况下默认输出低电平 ZHCU45SJ - MARCH 2018 - REVISED FEBRUARY 202511KW双向三都三级（T型）适变器和PFC乡考设计 提文文档反锁Engish Document TIDUE53 Copyright & 2025 Texas Instruments Inoorporated TEXAS INSTRUMENTS 系统概述 2.25V至5.5V输入电源电压 15V至30V输出驱动器电源电压 CMOS兼容输入 抑制短于40ns的输入脉冲和噪声瞬态 工作温度：-40C至150°C（环境温度） 可耐受的浪涌隔离电压高达12800Vpk IN10 CLMPI s5kohm PWM Inputs MOD DEM00 Output Stage IN-11ON/OFF Control OUTH STO sskohm /CC1560UTL VCC Supply UVLO VDD GND UVLO LDO's for VEE auusu pue wO0|COM RDY BARRIER NOUVIOSI FLT13Fault Decode Fault Encode OC Protectfon OC RST/EN14 50kohm Analog 2 PWM APWM16PWM Driver AIN DEMOD MO0 图2-2.UCC21710功能方框图 2.2.2UCC5350 UCC53x0是一系列紧凑型单通道隔离式IGBT、SiC和MOSFET栅极驱动器，具有出色的隔离额定值和用于引脚 排列配置的型号以及驱动强度. 电压，非常适合需要增强型隔离的应用. UCC53x0系列具有各种不同的选项和宽电源范围，适用于电机驱动器和 工业电源. 3V至15V输入电源电压 kW双向三相三级（T型)逆变和PFC参考设计 ZHCU458J - MARCH 2018 - REVISED FEBRUARY 2025 Engish Document TIDUE53提文文档反效 Copyright @ 2025 Texas Instruments Inoorporated TEXAS INSTRUMENTS 系统概述 13.2V至33V输出驱动器电源电压 特性选项： -分离输出（UCC5320S和UCC5390S） 与MOSFET集电极相关的UVLO（UCC5320E和UCC5390E） -米勒钳位选项（UCC5310M和UCC5350M） 输入引脚具有负5V电压处理能力 UCC5320S、UCC5320E和UCC5310M具有60ns传播延迟（典型值） 100kV/μs最低CMTI 可承受的隔离浪涌电压：4242Vpk 安全相关认证： -符合DINVVDEV 0884-10和 DIN EN 61010-1标准的 4242Vpk隔离（计划） -符合UL1577标准且长达1分钟的3000VRMs隔离（计划） -CSA元件验收通知15A、IEC60950-1和IEC61010-1终端设备标准（计划） -符合GB4943.1-2011标准的CQC认证（计划） 针对引脚的4kVESD CMOS输入 8引脚窄体SOIC封装 工作温度：-40°C至125°C（环境温度） 2.2.3 TMS320F28379D DelfinoTMS320F2837xD是一款功能强大的32位浮点微控制器单元（MCU），专为高级闭环控制应用（如工业 驱动和伺服电机控制、光伏递变器和转换器、数字电源、运输以及电力线通信）而设计. 数字电源和工业驱动器 的完整开发包作为powerSUITE和DesignDRIVE方案的一部分提供. 虽然Delfino产品线并非TMS320C2000 产品系列的新成员，但F2837xD支持新型双核C28x架构，显著提升了系统性能. 此外，集成式模拟和控制外设 还允许设计人员整合控制架构，并消除了高端系统对多处理器的需求. 双核架构： -两个TMS320C28x32位CPU -200MHz -IEEE754单精度浮点单元（FPU） -三角函数加速器（TMU） -Viterbi/复杂数学单元（VCU-Il) 两个可编程控制律加速器（CLA） -200MHz -IEEE754单精度浮点指令 -独立于主CPU执行代码 片上存储器 -512KB（256kW）或1MB（512kW)闪存（ECC保护） -172KB（86kW)或204KB（102kW)RAM（ECC保护或奇偶校验保护） -支持第三方开发的双区安全 时钟和系统控制： -两个内部零引脚10MHz振荡器 -片上品体振荡器 -窗口看门狗计时器模块 -丢失时钟检测电路 1.2V内核、3.3VVO设计 系统外设： -两个支持ASRAM和SDRAM的外部存储器接口（EMIF) -两个六通道直接存储器存取（DMA)控制器 -多达169个具有输入滤波功能的独立可编程、多路复用通用输入/输出（GPIO）引脚 -扩展外设中断控制器（ePIE） -支持多个具有外部唤醒功能的低功耗模式（LPM) ZHCU45SJ - MARCH 2018 - REVISED FEBRUARY 202511RW双典三相三级（T型）速变器和PFC参考设计 English Document: TIDUE53 Copyright@ 2025 Texas Instruments Incrporated
