PMP23475

ゼロ電流検出機能を備えたGaNベースの5kW二相トーテムポールPFCリファレンス設計

概要

このリファレンス設計は、高密度で高効率の5kW力率補正(PFC)コンバータで、TIの高性能GaN(窒化ガリウム)電力スイッチを使用して実装されています。120W/インチ3のオープン フレーム電力密度で、99.2% のピーク システム効率が測定されました。電力ステージは、ゼロ電流検出(ZCD)ベースの最新制御メカニズムで2相トーテムポールPFCを使用しています。この新しい制御方式は可変周波数で動作し、あらゆる動作条件にわたってゼロ電圧スイッチング(ZVS)を維持します。この制御機能は、高性能マイクロコントローラーTMS320F280039Cと、ZCDセンシング機能を内蔵したGaN電界効果トランジスタ(FET)であるLMG3527R030を使用しています。コンバータの動作周波数範囲は、約100kHz ~ 800kHzです。

特長
  • 99.2% の効率
  • フェーズ シェディング (位相減少)
  • 5kW
  • 電力密度:120W/インチ3
  • ホールドアップなしの密度:180W/インチ3
出力電圧オプション PMP23475.1
Vin(最小)(V) 180
Vin(最大)(V) 265
Vout (Nom) (V) 400
Iout(最大)(V) 12.5
出力電力(W) 5000
絶縁/非絶縁 Non-Isolated
入力タイプ AC
トポロジ Boost- PFC
エンタープライズ・システム
ダウンロード 字幕付きのビデオを表示 ビデオ

組み立てられたボードは、テストと性能検証のみの目的で開発されたものであり、販売していません。

設計ファイルと製品

設計ファイル

すぐに使用できるシステム ファイルをダウンロードすると、設計プロセスを迅速化できます。

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TIDT415.PDF (812 KB)

効率グラフや試験の前提条件などを含める、このリファレンス デザインに関する試験結果

TIDMDX9.ZIP (586 KB)

コンポーネントの配置を明示する詳細な設計レイアウト

TIDMDY1.ZIP (687 KB)

設計に使用したコンポーネント、参照指定子、メーカー名や型番などを記入した詳細なリスト

TIDMDY0.ZIP (20109 KB)

IC コンポーネントの 3D モデルまたは 2D 図面に使用するファイル

TIDCGW2.ZIP (12752 KB)

PCB 設計の基板層に関する情報を記載した設計ファイル

TIDMDX8.ZIP (4001 KB)

PCB 設計レイアウトを生成するための PCB 基板層のプロット ファイル

TIDMDX7.ZIP (918 KB)

設計レイアウトとコンポーネントを示した詳細な回路図

製品

設計や代替製品候補に TI 製品を含めます。

C2000 リアルタイム マイコン

TMS320F280039CC2000™ 32 ビット MCU、120MHz、384KB フラッシュ、FPU、CLA 搭載 TMU、CLB、AES と CAN-FD

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AC/DC および DC/DC コンバータ (FET 内蔵)

TPS560430SIMPLE SWITCHER® 4V ~ 36V、0.6A、同期整流降圧パワーコンバータ

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絶縁型ゲート ドライバ

UCC5350ミラー クランプまたは分割出力採用、8V または 12V UVLO 搭載、5A/5A、シングルチャネル、絶縁型ゲート ドライバ

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AND ゲート

SN74AHC1G081 チャネル、2 入力、2V ~ 5.5V、高速 (9ns)、AND ゲート

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リニア レギュレータと低ドロップアウト (LDO) レギュレータ

TPS717イネーブル搭載、150mA、高 PSRR、低静止電流 (IQ)、低ドロップアウト電圧レギュレータ

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トランス ドライバ

SN6505Bソフト スタート機能搭載、絶縁型電源向け、低ノイズ、1A、420kHz トランス ドライバ

データシート: PDF | HTML
窒化ガリウム (GaN) 電力段

LMG3527R030ドライバと保護機能とゼロ電流検出機能内蔵、650V、30mΩ の GaN FET

データシート: PDF | HTML
絶縁型ゲート ドライバ

UCC21225A2.5kVrms、4A/6A、デュアル入力、イネーブル、5V UVLO の各機能搭載、LGA パッケージ封止、デュアルチャネル絶縁型ゲート ドライバ

データシート: PDF | HTML
高精度オペアンプ (Vos が 1mV 未満)

OPA376高精度 (0.025mV)、低ノイズ (7.5nV/rtHz)、低静止電流 (760μA) オペアンプ

データシート: PDF | HTML
シャント電圧リファレンス

TLV431A1% 精度、低電圧、調整可能な高精度シャント レギュレータ

データシート: PDF | HTML
デジタル アイソレータ

ISO7741信頼性の高い EMC 特性、クワッドチャネル、3/1、強化絶縁型デジタル アイソレータ

データシート: PDF | HTML

技術資料

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* 試験報告書 GaN-Based 5kW Two-Phase Totem-Pole PFC Reference Design with Zero Current Detection PDF | HTML 2025/03/06

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