Блок резервного питания от батареи (BBU)

• Последовательный резонансный LLC-преобразователя мощностью 500 Вт с входным напряжением 400 В, выходным напряжением 12 В и высокой частотой переключения
• Резонансная частота 350 кГц и частота переключения 500 кГц при преобразовании напряжения из 400 В в 12 В
• В качестве входных ключей используются высоковольтные GaN-полевые транзисторы с непосредственным управлением от компании TI
• LLC-преобразователь с оптимизированной проводимостью и синхронным выпрямлением благодаря использованию UCD7138 / UCD3138A
• Максимальное значение КПД составляет 96,8%

Эта схема реализует горячую замену с использованием контроллера горячей замены с ограничением мощности TPS2490 и двумя 30-вольтными NexFET CSD17570Q5B. Система может использоваться в серверах безопасности для подключения линейных карт во время работы системы. Постоянный ток запуска, контролируемый dV/dt управлением, поддерживает пусковые токи 1 А и 2 А. Схема может быть размещена на линейной карте. Входное напряжение 12 В, ток 60 А.

Данный проект представляет собой DC/DC-преобразователь питания с цифровым управлением с использованием дочерней печатной платы UCD3138CC64EVM-030. Данная дочерняя плата с предварительно загруженной прошивкой предоставляет полномостовому преобразователю со сдвигом фаз требуемые функции управления. TIDA-00412 (UCD3138PSFBEVM-027) поддерживает постоянное входное напряжения в диапазоне от 370 В до 400 В и генерирует постоянное выходное напряжения с типовым значением 12 В при максимальной мощности 360 Вт (или максимальном выходном токе 30 А).

Базовый проект имеет характер аппаратного решения.

• Режим управления по максимальному значению тока с внутренним компенсационным добавлением сигнала напряжения с постоянным наклоном характеристики и программируемым временем блокировки
• Превосходный коэффициент нестабильности по напряжению при низком уровне джиттера для первоклассного подавления пульсаций выходного напряжения
• Функция супердискретизации для улучшения отклика на переходные процессы
• Полностью программируемая мёртвая зона для оптимизации эффективности
• Динамическая регулировка времени простоя

TIDA-00443 является 900 Вт корректор коэффициента мощности для питания BLDC/PMSM двигателей. Этот дизайн реализован на основе с использованием PFC контроллера UCC28180 со всеми необходимыми средствами защиты. Решение поддерживает широкий диапазон входных напряжений 190 В…270 В, обеспечивая высокую эффективность более 97% при широком диапазоне нагрузок 50%...100%.

Конфигурация повторителя в TIDA-00443 обеспечивает снижение потерь при переключении в PFC регуляторе, а так же в выходном инверторе преобразователе. В сравнении с операциями с постоянным напряжением, этот повышающий повторитель сохраняет дополнительную мощность 5,2 Вт при 230 В переменного тока и полной нагрузке.

Дизайн TIDA-00443 был разработан в соответствии с требованиями IEC-61000-2-3 ограничений iTHD класса А и класса D. В дополнение, дизайн улучшает общую производительность системы с более низкой пульсацией шины, более низким током и встроенной защитой. Аппаратное обеспечение полностью протестировано в соответствии с требованиями EN55014 для бытовой техники.

• Широкий диапазон входных напряжений: 195 В… 270 В;
• Спроектирован для управления широким диапазоном инверторных двигателей и понижащих DC-DCпреобразователей до 900 Вт;
• Высокий коэффициент мощности > 0,99 и менее чем 5% коэффициент гармонических искажений от средней до полной нагрузки. Соответствует действующим нормам THD в соответствии с IEC-61000-3-2 класса А и класса D на 10% и 100% нагрузки.
• Высокая эффективность более 97% при полной нагрузке во всем диапазоне рабочих напряжений, исключает необходимость внешнего охлаждения при температуре окружающей среды до 55 °C;
• Встроенная возможность повышающего повторителя  обеспечивает улучшенную эффективность ~98%;
• Соответствует требованиям EN55011 и IEC6100-4-5.

Проект TIDA-00449 от TI представляет собой готовую протестированную аппаратную платформу для мониторинга, балансировки и защиты батарейной сборки из 10 последовательно соединённых ячеек для применения в электроинструментах. В последних всё чаще используются батарейные сборки на базе литий-ионных или литий-железо-фосфатных ячеек с высокой плотностью мощности, которые необходимо защищать от взрыва при некорректной зарядке или разрядке. TIDA-00449 также соответствует тепловым требованиям к батарейным сборкам электроинструментов при разрядке с высоким непрерывным током.

Данный базовый проект имеет характер аппаратно-программного решения.

• Система разработана для батарейных сборок с напряжением 36 В (на базе 10 литий-ионных или литий-железо-фосфатных ячеек) и максимальных непрерывным током разрядки 50 А
• Мониторинг напряжений ячеек, тока сборки, температуры сборки, защита благодаря управлению заряжающими / разряжающими полевыми транзисторами, а также балансировка ячеек
• Аппаратная защита от повышенного тока разрядки, короткого замыкания при разрядке, а также повышенного и пониженного напряжения
• Сверхмалые размеры, низкое сопротивление в открытом состоянии, низкие заряд затвора и заряд «затвор – сток» интегрированных на плату полевых транзисторов семейства FemtoFET для пассивной балансировки с током до 150 мА на ячейку
• Низкий ток потребления, режим сверхнизкого уровня энергопотребления для транспортировки
• Интегрированный на плату головной микроконтроллер для реализации функции мониторинга состояния заряда батареи

TIDA-00653 представляет собой базовый проект неизолированного двунаправленного преобразователя напряжения 48 В – 12 В с цифровым контроллером питания UCD3138 для применения с батареями с напряжением 48 В. Данный проект имеет гибкую возможность работы как в переходном режиме с переключением при нулевом напряжении (ZVS) для оптимизации КПД при небольших нагрузках, так и в режиме переключения при ненулевом напряжении для простоты дизайна системы. Данный двунаправленный преобразователь имеет автоматический пропуск фаз, смещение для небольших нагрузок, а также адаптивную оптимизацию времени простоя для увеличения КПД до уровня свыше 96%. Благодаря значительному увеличению КПД уменьшены тепловые потери, и в случае применения в автомобиле не требуется воздушное или жидкостное охлаждение. Кроме того, использование контроллера частоты UCD3138 и аппаратного конечного автомата обеспечивает малые габариты и освобождает центральный процессор системы от выполнения других функций, как, например, управление батареей.

Данный базовый проект имеет характер аппаратного решения.

• Переходный режим работы с переключением при нулевом напряжении (ZVS) для оптимизации КПД при небольших нагрузках
• Практически нулевая задержка включения запасной батареи (менее 9 мкс) для недопущения потери питания в ваших приложениях
• КПД 96% в широком ряду условий эксплуатаций для наибольшей на рынке длительности работы батареи
•  Уменьшенный объём фильтра электромагнитных помех для компактности проекта

• Высокий КПД (97%) при работе в качестве резервного источника питания, оптимизированное распределение тепла и увеличенный срок службы резервной батареи
• Сверхкомпактный (1 дюйм x 1 дюйм x 1 дюйм) модуль со встроенным радиатором и эффективным распределением тепла, который подходит для модернизации существующих серверных БП
• Генерирует выход с высокой мощностью (12 В / 40 А) в качестве резервного источника питания и в нормальном режиме работы заряжает батарею током 6 А
• Подходит для применения с литий-ионными и литий-полимерными батареями благодаря наличию встроенного алгоритма зарядки батареи с режимами постоянного тока и постоянного напряжения
• Способен генерировать постоянную выходную мощность свыше 300 Вт при минимальном значении скорости потока воздуха 200 линейных футов в минуту (LFM) и 190 Вт без использования системы воздушного охлаждения
• Цифровой контроллер источника питания UCD3138A обеспечивает возможность программирования и конфигурирования различных напряжений и токов

TIDA-00707 представляет собой компактный (100 мм x 80 мм) преобразователь с коррекцией коэффициента мощности (PFC), разработанный для телекоммуникационных, серверных и промышленных источников питания. Данный базовый проект представляет собой повышающий преобразователь в режиме постоянной проводимости, реализованный с использованием цифрового контроллера источника питания UCD3138A с интегрированными функциями защиты. Аппаратное обеспечение разработано и протестировано с точки зрения соответствия требованиям по наведённым электромагнитным помехам, всплескам напряжения и быстротекущим электрическим переходным процессам (согласно EN55014).

Данный базовый проект содержит готовую платформу аппаратного корректора коэффициента мощности для различных источников питания мощностью до 1 кВт, позволяет повысить общую производительность системы, понизить ёмкость шины, понизить среднеквадратичные значения тока, а также обеспечивает аппаратную защиту. Он соответствует строгим нормам коэффициента нелинейных искажений и коэффициента мощности и обеспечивает защиту от повышенного тока, а также повышенного и пониженного напряжения на выходе.

Данный базовый проект имеет характер аппаратного решения.

• Широкий рабочий диапазон переменного входного напряжения: от 195 В до 270 В
• Разработан для управления широким рядом последующих DC/DC-преобразователей и инверторных двигателей мощностью до 1 кВт
• Высокий коэффициент мощности (свыше 0,99) и низкий коэффициент нелинейных искажений (менее 5%) при нагрузке в диапазоне от половинной до полной (от 50% до 100%); соответствует требованиям к коэффициенту нелинейных искажений тока согласно IEC 61000-3-2
• Высокий КПД (свыше 97%) при полной нагрузке во всём рабочем диапазоне напряжений
• Данный преобразователь с PFC выполнен на простой и компактной (100 мм x 82 мм) печатной плате

• Широкий рабочий диапазон постоянного входного напряжения: от 100 В до 450 В
• Крайне низкая потребляемая мощность в режиме ожидания: менее 50 мВт
• Высокий КПД (свыше 82% при постоянном входном напряжении 165 В и свыше 84% при постоянном входном напряжении 400 В) при нагрузках свыше 75%
• Несколько выходов: 12 В / 0,2 А, 3,3 В / 0,25 А, 12 В / 0,15 А (изолированные)
• Крайне простая схема с бюджетными стандартными компонентами в компактном форм-факторе (32 мм x 25 мм)

• Высокий КПД: свыше 90% при переменном входном напряжении и свыше 92% при постоянном входном напряжении
• Соответствует требованиям стандарта 80Plus Titanium к источникам питания в составе серверного оборудования благодаря минимальному значению КПД, превышающему 86,5% при нагрузке 10%
• Соответствует требованиям стандартов DoE Level VI и EU CoC Tier-I по работе в режиме отсутствия нагрузки благодаря низкой потребляемой мощности в режиме ожидания (? 120 мВт)
• Компактный форм-фактор решений с высокой удельной мощностью: DC/DC – 40 мм x 45 мм; AC/DC – 70 мм x 45 мм
• Два выхода: 12 В / 0,25 А и 12 В / 2,75 А (изолированный)

• Система управления зарядом литий-ионной или литий-железо-фосфатной батареи с количеством ячеек от 12 до 15
• Переключение с использованием N-канальных полевых транзисторов верхнего плеча
• Балансировка ячеек для увеличения длительности работы системы от батареи
• Измерение уровня оставшегося заряда батареи для опредления длительности оставшейся работы системы от батареи
• Данная схема подсистемы была протестирована и включает в себя графический интерфейс пользователя и руководство для начала работы

Устройство bq40z50-R1 от Texas Instruments представляет собой устройство управления зарядом батарейной сборки, в котором объединены функции индикации уровня заряда и защиты для полностью автономной работы литий-ионных и литий-полимерных батарейных сборок с количеством последовательно подключённых ячеек от 1 до 4. Подобная архитектура позволяет организовывать связь между процессором индикации уровня заряда и внутренним контроллером заряда батареи посредством широковещательных SMBus-команд.

Данный базовый проект имеет характер аппаратного решения.

• Полностью интегрированное устройство индикации уровня заряда, а также защитное и зарядное устройство с поддержкой литий-ионных или литий-полимерных батарейных сборок с количеством последовательно подключённых ячеек от 1 до 4
• Защитное устройство 2-ого уровня обеспечивает защиту от повышенного напряжения и имеет интегрированный LDO-регулятор напряжения с выходным напряжением 3,3 В
• Технология Impedance Track
• Интегрированная аутентификация с использованием SHA-1
• Данный проект схемы был протестирован и включает в себя доступный для заказа отладочный модуль, руководство пользователя и отладочное программное обеспечение

• Компактное звено питания с габаритами 65 мм x 40 мм x 40 мм и удельной мощностью 250 Вт/куб. дюйм
• КПД 98,7% при полной нагрузке и переменном входном напряжении 230 В
• Звено питания LMG3410 на базе технологии GaN от компании TI с интегрированным драйвером и функциями защиты обеспечивает надёжность схемы и упрощает её дизайн
• Полностью цифровое управление на базе контроллера F280049 семейства Piccolo^TM
• При температуре окружающего воздуха до 55°C и нагрузке до 50% отсутствует необходимость в использовании внешней системы охлаждения

• Точность измерения уровня оставшегося заряда батарейной сборки 2% при комнатной температуре
• Ток потребления 50 мкА в режиме ожидания
• Ток потребления 15 мкА в режиме транспортировки
• Функции надёжной защиты с возможностью программирования, включая функции защиты от повышенного напряжения ячейки, пониженного напряжения ячейки, разряда с повышенным током, короткого замыкания, перегрева и пониженной температуры
• Поддержка балансировки ячеек батарейной сборки с током 100 мА
• Зарядные и разрядные полевые транзисторы верхнего плеча, поддержка функции предварительного разряда

• Система управления литий-железо-фосфатной (LiFePO⁴) / литий-ионной батарейной сборкой с 16-17 последовательно подключёнными друг к другу ячейками с конкурентоспособной стоимостью
• Измерение напряжения ячеек батарейной сборки с 16-17 последовательно подключёнными друг к другу ячейками с точностью ±5 мВ при комнантной температуре
• Ток потребления в режиме ожидания 100 мкА
• Ток потребления в режиме транспортировки 5 мкА
• Программируемые функции надёжной защиты, такие как функции защиты от повышенного и пониженного напряжения ячеек, повышенного разрядного тока, короткого замыкания, перегрева и пониженной температуры

• Решение измерения непрерывного двунаправленного тока с амплитудой ±100 А на базе шунта, предназначенное для применения в системах точного мониторинга тока
• Высокая точность измерения постоянного тока (свыше 1% в температурном диапазоне от 25°C до 85°C)
• Использование шунта с низким значением сопротивления позволяет снизить потери мощности и увеличить эффективность системы
• Решение измерения тока верхнего плеча, предназначенное для применения с батареями, рассчитанными на напряжения с диапазоном от 6 В до 60 В (12 В / 24 В / 36 В / 48 В) и на синфазное напряжение с диапазоном до 80 В
• Возможность адаптирования для измерения тока даже в непосредственной близости от узлов с высокими частотами переключения без необходимости в использовании внешней схемы фильтрации синфазных помех
• Быстрое (менее 10 мкс) оповещение о возникновении повышенного тока в любом направлении с программируемым пороговым значением тока для обеспечения безопасности системы

• Компактное решение драйвера затвора, предназначенное для управления звеньями питания в составе средне- и высоковольтных преобразователей питания, а также однофазных и трёхфазных инверторов
• Высокий ток драйвера (выходной – до 4 А, входной – до 6 А) обеспечивает управление кремниевыми / карбид-кремниевыми (SiC) полевыми транзисторами с токами до 100 А и рабочими значениями частот переключения до 2 МГц, что позволяет значительно уменьшить потери мощности на переключении
• Поддерживает базовый рейтинг изоляции (пиковое значение напряжения – 3250 В; среднеквадратичное значение напряжения – 3000 В)
• Обеспечивает крайне высокий (свыше 100 кВ/мкс) уровень невосприимчивости к синфазным переходным процессам (Common Mode Transient Immunity, CMTI) для надёжной работы в условиях с высоким уровнем шумов и высокой скоростью изменения напряжения
• Наличие интегрированного в драйвер затвора времени простоя позволяет повысить надёжность и предотвратить случайное возникновение сквозного тока в звене питания
• Встроенный компактный высокоэффективный изолированный источник питания, предназначенный для питания выхода драйвера затвора

• Диапазон входного напряжения при работе в системе автомобильной батареи, рассчитанной на напряжение 12 В: от 6 В до 18 В
• Диапазон входного напряжения при работе в системе автомобильной батареи, рассчитанной на напряжение 48 В: от 24 В до 54 В
• Функции защиты от включения с обратной полярностью, повышенного тока, повышенного напряжения и перегрева
• Возможность масштабирования для обеспечения многофазного режима работы
• Высокоинтегрированное решение, в котором используются компоненты, имеющие лицензии для применения в автомобильной технике

• Простой, эффективный и гибкий изолированный модуль обмена данными посредством интерфейсов RS-485, CAN и I2C
• Высокие рейтинги изоляции для надёжной работы в суровых условиях эксплуатации (соответствует требованиям функциональной изоляции и невосприимчивости к переходным процессам: максимальное значение напряжения – 4000 В; среднеквадратичное значение напряжения – 2500 В; максимальное рабочее значение напряжения – 560 В)
• Высокая (50 кВ/мкс) степень невосприимчивости к синфазным переходным процессам (Common Mode Transient Immunity, CMTI) обеспечивает высокую степень защиты в присутствии шумов
• Соответствует требованиям стандартов IEC-61000-4-2 (рейтинг защиты от электростатического разряда при контакте, а также при непрямом разряде на горизонтальной и вертикальной панелях связи на уровне ±8кВ) и IEC-61000-4-4 (рейтинг защиты от быстротекущих электрических переходных процессов на уровне ±2 кВ для интерфейса RS-485 и на уровне ±1 кВ для интерфейса CAN)
• Автономная управляющая карта с аналоговым и цифровым интефрейсами устройства семейства C2000, предназначенная для тестирования и утверждения звеньев питания, используемых в ИБП, выпрямителях в составе телекоммуникационных систем, серверных источниках питания и системах управления зарядом батареи

• Максимальное значение КПД преобразования мощности 94% при переменном входном напряжении 230 В (среднее значение КПД свыше 93,5%)
• Генерирует постоянный ток 20 А с максимальным значением 30 А в течение 3 с
• Коэффициент мощности свыше 0,99; решение соответствует требованиям стандартов уровней наведённых помех IEC 61000-3-2 к устройствам класса A и EN55022 к устройствам класса B по коэффициентам мощности и нелинейных искажений тока
• Предотвращение переключения при нулевых токах (Zero Current Switching, ZCS) в звене LLC-преобразователя, что позволяет расширить рабочий диапазон входного напряжения и повысить надёжность
• Функции защиты от повышенного тока, короткого замыкания, повышенного напряжения и перегрева
• Компактное решение с габаритами 155 мм x 125 мм

• Низкопрофильное (высотой менее 17 мм) решение, предназначенное для применения в ограниченных по объёму системах, с габаритами печатной платы 185 мм x 110 мм
• Соответствует требованиям стандарта 80+ Platinum благодаря КПД при полной нагрузке свыше 93,3% при переменном входном напряжении 230 В и свыше 91,1% при переменном входном напряжении 115 В, а также максимальным значениям КПД 94,1% при переменном входном напряжении 230 В и 92% при переменном входном напряжении 115 В
• Функция пропуска фаз в звене ККМ и функция продвинутого импульсного режима в LLC-звене обеспечивают высокий КПД при малой нагрузке (5%): свыше 84% при переменном входном напряжении 230 В и свыше 82% при переменном входном напряжении 115 В
• Функции предотвращения переключения при нулевых токах (Zero Current Switching, ZCS) и детектирования повышенного напряжения LLC-контроллера позволяют повысить надёжность и защитить систему от повышенного тока, короткого замыкания и повышенного напряжения, тем самым обеспечивая безопасность
• Высокий коэффициент мощности (свыше 0,99); соответствует требованиям к устройствам класса A согласно стандарту IEC 61000-3-2 по ККМ и коэффициенту нелинейных искажений тока
• Соответствует требованиям к устройствам класса B согласно стандарту EN55011 по уровню наведённых помех

• Высокая эффективность, КПД более 95%
• Частота преобразования 250 кГц, что позволяет применять менее габаритные компоненты и уменьшить габариты печатной платы
• Для разных приложений реализовано три режима контроля:
  1. контроль выходного напряжения
  2. контроль MPPT (контроль входного тока)
  3. контроль обратного напряжения
• Решение включает в себя программное обеспечение Software Frequency Response Analyzer (SFRA) для измерения частоты и стабильности работы преобразователя
• Контроль и управление реализованы на микроконтроллере C2000™ Piccolo™ TMS320F28035
• Данное решение включает в себя руководство пользователя, ПО для управления, ПО Software Frequency Response Analyzer (SFRA) с графическим интерфейсом, схемы, файлы печатной платы и перечень компонентов

Примечание: программное обеспечение для этой платы входит в состав controlSUITE™ для микроконтроллеров C2000. СкачатьcontrolSUITE можноздесь: http://www.ti.com/tool/controlsuite. После установки перейдите в пункт "Bi-Directional Non-Isolated Buck Boost Converter" в Development Tools -> Digital Power.

TIDM-PSFB-DCDC – референс дизайн полномостового 600 Вт DC-DC преобразователя со сдвигом фаз с цифровым управлением. Сдвигом фаз управляет микроконтроллер Picolo семейства C2000, обеспечивая синхронное выпрямление и управление импульсным током. Микроконтроллер реализует высокопроизводительное управление в режиме импульсного тока без внешних поддерживающих схем, что отличает эту реализацию от остальных микроконтроллерных решений. Этот дизайн способен обеспечить высокую эффективность в широком диапазоне нагрузок с пиковой эффективностью, превышающей 95%, поддерживая при этом  ZVS переключения во всем диапазоне нагрузок. Поддерживается графический интерфейс пользователя для первичной оценки функциональности платы. Дизайн обеспечивает полный комплект необходимой документации.

• Полностью микроконтроллерное управление полномостовым DC-DC преобразователем со сдвигом фаз;
• Вход 400 В DC, выход 12 В 50 А;
• Управление в режиме импульсного тока без внешних схем;
• Синхронное выпрямление для увеличения энергоэффективности;
  Адаптивное отключение при нуле напряжения (ZVS) во всем диапазоне нагрузок;
• Защита от повреждений, включая низкое и высокое напряжение на входе, перегрузка по току и напряжению на выходе.

Данный проект представляет собой резонансный полумостовой DC/DC-преобразователь мощностью 300 Вт с цифровым управлением логической связью и дополнительным синхронным выпрямлением. Топология силового резонансного управления логической связью высоко ценится за изначально высокую эффективность благодаря высокочастотному резонансному переключению с малыми потерями. Однако реализовать подобный силовой преобразователь может быть непросто, так как данная теория управления в большей степени основана на частотной модуляции преобразователя, нежели чем на более распространённой широтно-импульсной модуляции. В данном проекте пользователь имеет возможность подробно ознакомиться со сложностями, связанными с резонансным полумостовым преобразователем с управлением логической связью, благодаря объединению программных и аппаратных подходов к разработке полноценного высокопроизводительного преобразователя. В данном проекте используется микроконтроллер C2000™ семейства Piccolo™, что позволяет резонансному преобразователю работать с КПД, превышающем 90% в широком диапазоне нагрузок и имеющем пиковое значение свыше 93%.

Данный базовый проект имеет характер аппаратного решения.

• Полностью базированное на микроконтроллере управление резонансным полумостовым DC/DC-преобразователем с LLC
• Диапазон постоянного входного напряжения – 375 В - 405 В, выходное постоянное напряжение 12 В, номинальный выходной ток 25 А (мощность 300 Вт)
• КПД свыше 90% в широком диапазоне нагрузок, пиковое значение свыше 93%
• Поддержка синхронного выпрямления для увеличения КПД
• Переключение при нулевом напряжении (ZVS) во всём диапазоне нагрузок для увеличения КПД и надёжности
• Удобный графический интерфейс пользователя для начальной отладки проекта, а также пошаговая документация для более детальной отладки

ПРИМЕЧАНИЕ: программное обеспечение для данной платы находится в наборе программного обеспечения controlSUITE™. Скачайте controlSUITE по адресу ti.com/controlsuite. После установки выберите пункт «High Voltage LLC Resonant Developer's Kit» по следующему пути: Development Tools -> Digital Power section.