TIDA-1606 인버터 및 PFC 참조 설계

Texas Instruments와 Würth Elektronik의 부품이 적용된 TIDA-01606 10kW AC/DC 컨버터 참조 설계는 양방향 3레벨, 3상, SiC 기반 액티브 프런트 엔드(AFE) 인버터와 PFC 단계를 구현하는 방법을 보여줍니다. 이 설계는 최대 90kHz의 스위칭 주파수와 LCL 출력 필터를 사용해 최대 효율 98.6%를 유지하면서 자기 소자의 크기를 줄입니다. 이러한 제품을 사용하면 설계자는 DQ 도메인에서 완전한 3상 AFE 제어를 쉽게 구현할 수 있습니다. 이 양방향 컨버터 설계는 최대 900V에서 DC 고속 충전과 차량-전력망(V2G) 전력 응용 제품을 모두 구현할 수 있습니다.

TIDA-01606 참조 설계는 전력 인덕터, 페라이트 비드, 푸시풀 변압기 등을 포함한 다양한 Würth Elektronik 수동 부품을 특징으로 하며, 3레벨 3상 SiC 기반 DC/AC 그리드 연결형 인버터 스테이지로서의 설계 기능을 지원합니다. 이러한 Würth Elektronik 부품을 통합함으로써 설계의 높은 효율(최대 99%)과 높은 DC 버스 전압(최대 1,000V) 처리 능력, 그리고 50kHz의 높은 스위칭 주파수로 인한 콤팩트한 크기가 가능해졌습니다.

고전압 DC 충전기와 태양광 배열에 의해 발생하는 전압 스트레스를 보상하기 위해 업데이트된 토폴로지가 설계되었습니다. 기존의 하프 브리지는 각 스위칭 장치의 전체 입력 전압을 차단합니다. 추가적인 스위치형 차단 및 전도 구성 요소를 추가함으로써 장치의 전반적인 응력을 크게 줄일 수 있습니다. 이 참조 설계는 3레벨 변환기를 구현하는 방법을 보여줍니다. 더 높은 수준의 변환기도 가능하며, 이를 통해 전압 처리 용량을 더욱 높일 수 있습니다. 전력 변환기에서 최대 90kHz의 더 높은 스위칭 속도로 전환함으로써 추가적인 전력 밀도도 가능해지고 있습니다. 이 설계에서 알 수 있듯이, 스위칭 속도가 조금만 더 높아져도 출력 필터 단계의 전체 크기 요구 사항이 줄어들며, 이는 설계 크기를 늘리는 주요 요인입니다. 이 참조 설계는 TI SiC 게이트 구동기 기술과 함께 SiC MOSFET을 사용하여 전력 밀도의 잠재적인 증가를 보여줍니다. 줄어든 설치 면적에도 불구하고 최대 부하에서 3% 미만의 총 고조파 왜곡률(THD)이 달성됩니다.