HEV / EV - DC / DC преобразователь

В базовом проекте PMP10200 для генерирования выходного напряжения 28 В из постоянного входного напряжения используется квазирезонансный обратноходовой контроллер UCC28700 с управлением на первичной стороне. Диапазон постоянного входного напряжения составляет от 25 В до 520 В. Данный проект представляет собой бюджетное решение, так как в нём отсутствует необходимость в использовании оптопары для стабилизации выходного напряжения.

Данный базовый проект имеет характер аппаратного решения.

Базовый проект PMP10654 представляет собой обратноходовой модуль питания с двумя изолированными выходами для генерирования шин напряжения смещения для одного IGBT-драйвера. Данные две шины напряжения служат в качестве положительного и отрицательного напряжений смещения для драйвера затвора IGBT в составе драйвера двигателя для применения в электромобилях/ гибридных электромобилях, а также для промышленных применений.

Данный базовый проект имеет характер аппаратного решения.

• Два изолированных выхода с напряжениями +15 В/ -9 В и током 200 мА, мощность 4,8 Вт, идеальный источник напряжений смещения для одного драйвера затвора IGBT
• Миниатюрный дизайн модуля питания, стандартный DIP-корпус
• Коэффициент перекрёстной стабилизации +/-5%, максимальный КПД 87%
• Диапазон входного напряжения от 8 В до 20 В, что подходит для систем питания от батареи с напряжением 12 В
• Синхронный понижающий/ изолированный понижающий регулятор напряжения LM5160 с широким диапазоном входного напряжения до 65 В и выходным током 1,5 А
• Печатная плата данного проекта была протестирована, и к ней прилагаются отчёт о результатах тестирований и файлы проекта

Проект представляет собой модифицированный отладочный модуль (EVM) с понижающе-повышающей топологией с 2 ключами использованием одного дросселя и LM5118, оптимизированный под работу в условиях скачков напряжения, характерных для автомобильной техники, таких как холодный запуск двигателя. Данный проект генерирует мощность 15 Вт (выход 5 В/ 3 А) из входного напряжения с диапазоном от 3 В до 42 В.

Данный базовый проект имеет характер аппаратного решения.

• Питание усилителя изоляции для измерения тока на горячей стороне
• Схема накачки драйвера NFET с защитой от обратной полярности
• Двухступенчатый зарядный насос для драйвера затвора NFET (например, разъединитель питания)
• Небольшой источник питания драйвера IGBT/SiC

Простой изолированный обратноходовой преобразователь генерирует выход 15 В / 200 мА из входного напряжения с диапазоном 50 В – 600 В. LM5021-1 подходит для использования в энергосберегающих преобразователях благодаря наличию в нём режима пропуска импульсов. Так как максимальное входное напряжение составляет 600 В, режим пропуска импульсов позволяет увеличить КПД благодаря снижению потерь при переключении.

Данный базовый проект имеет характер аппаратного решения.

• Широкий диапазон постоянного входного напряжения (от 50 В до 600 В)
• Ограничение коэффициента заполнения на уровне 80%
• КПД при полной нагрузке 84%
• Потребляемая мощность при отсутствии нагрузки менее 70 мВт
• Режим пропуска импульсов позволяет снизить потери при переключении
• Малое количество использованных компонентов (в силу отсутствия необходимости во внешнем компенсационном добавлении сигнала напряжения с постоянным наклоном характеристики) благодаря использованию LM5021-1

Проект PMP9498 представляет собой полноценное аппаратное решение устройства защиты для автомобильных систем, нуждающихся в защите от включения батареи с обратной полярностью, повышенного напряжения и повышенного тока. Также в данном проекте для цифрового управления подключением и отключением нагрузки к / от входного напряжения питания используется выключатель нагрузки. Данный проект соответствует требованиям по низкому значению потребляемого тока в выключенном состоянии при применении в автомобильной технике и имеет источник высокого тока затвора (типовое значение тока 30 мА) для управления высокомощными полевыми транзисторами в системах с высоким током.

Данный базовый проект имеет характер аппаратного решения.

• Реализован по 3-фазной топологии увеличения мощности с цифровым управлением и поддержкой выходной мощности до 400 Вт;
• Схема цифрового управления позволяет не использовать повышение напряжения, если оно находится в пределах нормы;
• Схема защиты от реверсного включения аккумуляторной батареи выполнена на основе N-канального MOSFET транзистора, что позволяет уменьшить рассеиваемую мощность по сравнению с реализацией подобной защиты на диоде;
• Эксплуатационный диапазон входного напряжения от 6 В до 16 В и защита от напряжения 36 В, возникающего при выключении нагрузки;
• Модуль может использоваться в приложениях с двигателями, работающими в режиме старт/стоп.

На сегодняшний потребляемая автомобилем мощность составляет порядка 3 кВт, а через 5 лет она будет составлять около 10 кВт, и батарея с напряжением 12 В неспособна генерировать подобную мощность. Данный двунаправленный преобразователь 48 В – 12 В представляет собой решение, удовлетворяющее высоким требованиям по мощности благодаря наличию двух фаз, на каждой из которых генерируется выходной ток до 28 А. Данное решение позволяет управлять током в обоих направлениях на обеих фазах благодаря использованию модуля управления  C2000 и программной защиты от повышенного тока и повышенного напряжения. Данный двунаправленный преобразователь 48 В – 12 В позволяет избавиться от необходимости в использовании стабилизатора напряжения и распределяет мощность более равномерно. Батарея с напряжением 48 В может использоваться для питания двигателей с высоким крутящим моментом и прочих высокомощных компонентов, таких как компрессоры кондиционеров воздуха и ЭУР, без необходимости в изменении нагрузок, работающих от батареи с напряжением 12 В.

Данный базовый проект имеет характер аппаратного решения.

• Двунаправленный источник питания с номинальными значениями напряжений 48 В – 12 В
• Две фазы, на каждой из которых генерируется ток нагрузки до 28 А
• Способен управлять нагрузкой с общим током до 56 А
• 2 SM72295 на каждой фазе
• Один модуль управления C2000
• Графический интерфейс пользователя для мониторинга и управления передачей питания; программная защита от повышенного тока и повышенного напряжения

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

Решение разрабатывалось с прицелом на широкое применение в качестве аппаратного источника питания с питанием от автомобильной батареи для систем мощностью 10 Вт – 15 Вт. В данном проекте акцент делается на ЭМП-/ ЭМС тестировании и соответствии требованиям по данным параметрам, и он призван помочь разработчикам в удовлетворении нормативным требованиям, связанным с производством электронной подсистемы в составе автомобильной техники.

Данный базовый проект имеет характер аппаратного решения.

• Аппаратный источник питания с широким диапазоном входного напряжения для систем мощностью 10 Вт – 15 Вт
• Работа от батареи с защитой от подключения к батарее с обратной полярностью
• Разработан и протестирован на работу в жёстких условиях холодного запуска двигателя
• Разработан и протестирован на соответствие требованиям стандарта ISO 7637-2:2004 по отклику на импульсы типов
• Протестирован на соответствие требованиям стандарта CISPR25 по уровню наведённых и излучаемых помех 1, 2a, 3a/b и 5b (ограниченный по амплитуде импульс при сбросе нагрузки генератора)

• 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

• Понижающе-повышающий преобразователь с широким диапазоном входного напряжения (от 3 до 36 В при постоянном напряжении, импульсы напряжения с амплитудой до 42 В), охватывающим ситуации с сильной просадкой напряжения батареи
• Разработан и успешно прошёл тестирования на соответствие требованиям стандарта ISO 7637-2:2004 по работе в жёстких условиях (уровень 4) с использованием тестовых импульсов типов 1, 2 и 3a/b
• Разработан и успешно прошёл тестирования на соответствие требованиям стандарта ISO16750-2 по работе в жёстких условиях холодного запуска двигателя (уровень 3)
• Протестирован на соответствие требованиям стандарта CISPR25 по уровню наведённых ЭМП (класс 5)
• Данный проект схемы был успешно протестирован, он готов к отправке и включает в себя исключительно аппаратное обеспечение

• Обратноходовой преобразователь с широким диапазоном постоянного входного напряжения (от 10 В до 80 В), выходным напряжением 12 В, выходным током до 2 А и способностью выдерживать всплески напряжения с амплитудой до 100 В
• Функция защиты схемы путём ограничения высоковольтных всплесков до безопасных для последующих компонентов уровней
• Трансформатор с лицензией AEC-Q200 Grade 1 для применения в автомобильной технике
• Управление на первичной стороне без использования оптопары, что позволяет увеличить срок службы данного решения и уменьшить габариты его печатной платы
• Успешно прошёл тестирования на соответствие требованиям стандарта CISPR25 по уровню наведённых ЭМП для устройств класса 5

• Полномостовой преобразователь со сдвигом фаз, диапазоном постоянного входного напряжения от 36 В до 60 В и максимальным значением выходной мощности 400 Вт
• Возможность увеличения выходной мощности до 500 Вт при условии использования радиатора; лёгкость кастомизации под нужды клиента
• В данном полномостовом преобразователе с мягким переключением и сдвигом фаз используется аналоговый контроллер UCC28951-Q1 категории Grade 1
• Генерирует стабилизированное напряжение 12 В из входного напряжения с диапазоном от 36 В до 60 В при потребляемой мощности в режиме ожидания (при отсутствии нагрузки) менее 100 мВт
• Адаптивное управление задержками для обеспечения высокого КПД во всём диапазоне нагрузки

• Traction-inverter, single-phase, power-stage design includes dual-channel isolated gate driver, isolated DC bus voltage sensing, and isolated temperature sensing
• Three types of SiC/IGBT bias-supply solutions for IGBT/SiC isolated gate drivers
• Wide-VIN converters over the input voltage of 4.5-V to 42-V DC
• Output configurable as +15 V, –8 V or +20 V, –4 V at loads up to 180 mA for driving Si IGBT and SiC MOSFET modules
• Primary-side regulation with no optocoupler for extended lifetime and small form factor

• Wide-VIN flyback converter over the input voltage of 4.5-V to 65-V DC
• Protection for clamping high voltage conducted transients to safe levels for downstream circuitry
• Programmable overvoltage and undervoltage protection on supply output
• Primary side regulation with no optocoupler for extended life time and small form factor
• Power stage design includes dual channel isolated gate driver, DC bus sensing, and temp sensing for high voltage testing

• Lower input range of +/-50 mV facilitates lower power dissipations on the shunt
• 3-us latency (fast response) with the isolated amplifier
• High-side current sense circuit with CMTI of 140 kV/μs (typical), 70 kV/μs (minimum)
• Un-calibrated accuracy of less than 1% across temperature range of -40ºC to 125ºC (AMC output)
• Interfaces directly with differential- or single-ended ADC

• Резонансный преобразователь постоянного тока LLC с двухфазным чередованием с цифровым управлением
• Отличное распределение тока между фазами без какого-либо дополнительного оборудования.
• Пиковая эффективность: 94,5%.
• Эффективность > 90% для всех нагрузок, превышающих 10% от номинальной.
• PowerSUITE поддерживает простую настройку программного обеспечения.
• Защита от сбоев: перенапряжение фазы/выхода, перенапряжение на выходе, а также пониженное и повышенное напряжение на входе
• Отключение фазы с задаваемыми пределами

Базовый проект двунаправленного DC/DC-преобразователя 400 В – 12 В представляет собой реализацию изолированного двунаправленного DC/DC-преобразователя на базе микроконтроллера. Полный мост со фазовым сдвигом (PSFB) с синхронным выпрямлением управляет потоком мощности от шины / батареи с напряжением 400 В к батарее с напряжением 12 В в понижающем режиме, а двухтактное звено управляет обратным потоком мощности от низковольтной батареи к высоковольтной шине / батарее в повышающем режиме. В данном проекте управление с замкнутым контуром для обоих направлений реализовано с использованием 32-битного микроконтроллера TMS320F28035 от Texas Instruments, который расположен на низковольтной стороне. Данная система с цифровым управлением может реализовывать продвинутые стратегии управления для оптимального контроля над силовым звеном в различных условиях, а также она позволяет сделать всю систему интеллектуальной с безопасными и плавными переходами между режимами работы и шаблонами переключения ШИМ.

Базовый проект имеет характер аппаратно-программного решения.

• Изолированный двунаправленный DC/DC-преобразователь с цифровым управлением на базе микроконтроллера TMS320F28035
• Номинальная выходная мощность 300 Вт в обоих направлениях
• Диапазон высоковольтного постоянного входного напряжения: 200 В – 400 В
• Диапазон низковольтного постоянного выходного напряжения: 9 В – 13,5 В (номинальное значение напряжения – 12 В)
• Плавные и быстрые переходы между понижающим и повышающим режимами
• Полноценный набор программного обеспечения (пожалуйста, пройдите по ссылке ниже для получения инструкций о скачивании программного обеспечения)

• 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.