应用广泛的多种智能电源方案

艾睿电子技术和方案 2024-08-22 12:01 451浏览 0评论 0点赞

艾睿电子10kW太阳能逆变器

由艾睿电子推出的这款10kW DC/AC三相光伏逆变器将带电池组和双向充电系统，主要由4个模块组成，包括3相T型DC-AC逆变器块、最大功率点跟踪（MPPT）升压模块、双向电池充电系统与人机界面（HMI）模块等组成，可加速客户的产品开发设计。

1. MPPT交错式升压转换器

MPPT（最大功率点跟踪）交错式升压转换器适用于PV（光伏）应用参考设计，这是一款用于太阳能发电系统应用，具有数字控制MPPT算法的交错升压电路。它采用碳化硅（SiC）MOSFET以高开关频率运行，可实现低功耗、高效率，以及减小尺寸和重量。

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2. 光伏逆变器及储能系统的人机界面

该参考设计是一个HMI（人机界面）解决方案，可通过CAN总线与储能设备（例如带有逆变器／MPPT和CLLLC电池充电器的光伏系统）连接。该HMI参考解决方案由5个按钮、LCD显示屏和RTC 功能组成。除了CAN-FD接口外，它还可以提供以太网、WIFI与BT，以及2路RS485连接到KNX或其他外部设备。

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3. 同步降压转换器

这是同步降压转换器的设计案例，它是具有4个并联SiC MOSFET的典型同步降压拓扑。它以高开关频率运行，以实现高效率并减小尺寸和重量。它可用于高功率应用，例如充电系统、太阳能MPPT等。它可以帮助用户加快SiC MOSFET系统设计，并显着缩短产品开发周期。

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更多方案详情>> 10kW DC/AC三相光伏逆变器方案

Arrow-ST-TE 15kW双向PFC

该参考设计展现了基于三电平T型拓扑的高功率三相有源前端（AFE）双向整流器应用的完整解决方案。参考设计拓扑主要用于工业和电动汽车直流快速充电应用，它具有针对高性能微控制器的全数字控制，可提供对PF、THD和电源转换控制的全面控制。

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Wolfspeed 22kW双向转换器

1. 22kW双向有源前端（AFE）

该参考设计演示了如何应用Wolfspeed的1200V C3M™ SiC MOSFET，来创建用于电动汽车（EV）车载充电器（OBC）的22kW三相双向有源前端（AFE）转换器、车外快速充电，以及其他工业应用，例如储能系统和三相PFC电源。该设计作为独立的交流／直流转换器运行，并且与单相和三相输入兼容。它有两种工作模式：功率因数校正（PFC）模式和逆变器模式。在两种模式下，直流母线电压可以灵活地演示在一系列条件下的操作。1200V C3M™ 32mOhm SiC MOSFET使用TO-247-4封装，可提供最佳品质因数（FOM），并降低开关损耗和串扰。

该设计实现了：

PFC和逆变器模式下的峰值效率均为98.5%
功率密度为4.6kW/L

该参考设计以作为综合设计套件方式供应，可当作新SiC设计的起点。
更多详情>> CRD-22AD12N 22kW Bi-directional High Efficiency AFE Converter | Wolfspeed

2. 采用IMS板的22kW双向CLLC

该参考设计展示了Wolfspeed汽车级E3M 1200V SiC MOSFET在TO-263-7（J2）表面贴装封装中的应用，以创建基于绝缘金属基板（IMS）电路板的22 kW双向高效DC/DC转换器，适用于电动汽车（EV）车载充电器（OBC）和类似应用。符合AEC-Q101标准的E3M™系列MOSFET非常适合最具挑战性的板载应用，此设计旨在与有源前端（AFE）转换器配合使用，该转换器可调整DC/DC转换器的输入电压，以根据输出（电池）电压优化系统效率。直流输入范围设计为兼容单相和三相AFE系统，同时支持480 V-800 V的宽直流输出电压范围。具有灵活控制方案的全桥CLLC谐振转换器可实现频率调制、相移控制、自适应同步整流和电桥重配置技术。使用符合汽车标准的1200V 32mΩ SiC MOSFET，可增强热性能并促进装配自动化，该参考设计中使用IMS PCB展现出卓越的热性能。

该设计实现了：

充电和放电模式下峰值效率均为98.6%
功率密度为9.4 kW/L
双向操作

该参考设计以作为综合设计套件方式供应，可当作SiC功率器件新设计的起点。

更多详情>> CRD-22DD12N 22kW Bi-directional High Efficiency DC/DC Converter | Wolfspeed

Wolfspeed SpeedVal™套件

Wolfspeed SpeedVal™套件是用于测试SiC MOSFET性能的评估套件。

1. SpeedVal™套件模块化评估平台

Wolfspeed的SpeedVal™套件模块化评估平台通过一组灵活的构建块，加速从硅到碳化硅（SiC）的过渡，用于在实际工作点对系统性能进行电路内评估，并可进行评估和优化Wolfspeed碳化硅MOSFET，以及您选择的行业领先合作伙伴提供的栅极驱动器的高速动态开关性能。此外，新发布的三相主板可通过灵活的控制选项，实现精确控制和固件开发，以测试简单的静态负载或先进的电机控制基础。

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2. 单相

评估板

SpeedVal Kit™模块化碳化硅评估板使客户能够快速测试／评估／决定哪种MOSFET最适合他们的系统，主要在具有双脉冲测试的半桥配置中，提供降压／升压应用示例，以及MCU/DSP的软件代码。套件设置包括Wolfspeed SiC、NXP DSC控制器、Skyworks/ADI/Allegro栅极驱动器、Molex连接器、Bourns电感器和Kemet MLCC等。

PRD-06829用户指南

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3. 三相

SpeedVal™ 套件三相主板用户指南

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SpeedVal™ Kit 模块化评估平台视频

NXP双向电源转换器/充电器(800W)

1. 双向AC-DC Platform
a. 两电平H桥逆变器在逆变模式下控制有功功率从直流母线到交流侧的传输，而图腾柱PFC在PFC模式下控制有功功率从交流侧到直流母线的反向流动。

b. 系统的主要特点如下:

85 Vrms 至 265 Vrms 交流电压范围；典型 380 V 直流电压
任一方向 220 Vac 时额定功率为 800 W，110 Vac 时额定功率为 400 W
模块化软件和硬件设计，方便内部重用和客户评估
用于 FreeMASTER 连接的隔离 USB 接口
初级侧和次级侧之间隔离 SCI 通信。
PFC 模式：效率 97%，PF > 0.99，THDi < 5%
逆变器模式：效率 95.5%，输出电压 RMS 调节 < 1%，THDu < 1% @线性负载，<3% @非线性负载，恢复时间 < 1 AC 周期，额定负载响应
带 TRIAC 和低功耗突发模式的 PFC 软启动
硬件逐周期电流限制
逆变器和 PFC 模式之间的无缝转换
20 kHz 开关频率
过流、过压/欠压、超出频率范围和过热保护功能

c. 演示板

2. 双向DC-DC Platform

a. 本参考设计采用CLLC拓扑实现隔离式双向电源转换，具有全负载范围内零电压开关（ZVS）的优势，效率高，功率密度高。一套硬件即可实现电能双向传输，节省成本、减小体积。采用NXP DSC MC56F83783实现电源系统的全数字控制。借助DSC灵活的外设，可以简单实现同步整流器，节省BOM成本。

b. 系统的主要特点如下：