JAJU913A December   2023  – August 2024

 

  1.   1
  2.   概要
  3.   参照情報
  4.   特長
  5.   アプリケーション
  6.   6
  7. 1システムの説明
    1. 1.1 主なシステム仕様
    2. 1.2 昇圧コンバータによる PV 入力
    3. 1.3 双方向 DC/DC コンバータ
    4. 1.4 DC/AC コンバータ
  8. 2システム設計理論
    1. 2.1 昇圧コンバータ
      1. 2.1.1 インダクタの設計
      2. 2.1.2 整流ダイオードの選択
      3. 2.1.3 MPPT 動作
    2. 2.2 双方向 DC/DC コンバータ
      1. 2.2.1 インダクタの設計
      2. 2.2.2 低電圧側コンデンサ
      3. 2.2.3 高電圧側コンデンサ
    3. 2.3 DC/AC コンバータ
      1. 2.3.1 昇圧インダクタの設計
      2. 2.3.2 DC リンク コンデンサ
  9. 3システム概要
    1. 3.1 ブロック図
    2. 3.2 設計の考慮事項
      1. 3.2.1 昇圧コンバータ
        1. 3.2.1.1 高周波数 FET
        2. 3.2.1.2 入力電圧および入力電流の検出
      2. 3.2.2 双方向 DC/DC コンバータ
        1. 3.2.2.1 高周波数 FET
        2. 3.2.2.2 電流および電圧の測定
        3. 3.2.2.3 入力リレー
      3. 3.2.3 DC/AC コンバータ
        1. 3.2.3.1 高周波数 FET
        2. 3.2.3.2 電流の測定
        3. 3.2.3.3 電圧の測定
        4. 3.2.3.4 補助電源
        5. 3.2.3.5 受動部品の選定
    3. 3.3 主な使用製品
      1. 3.3.1  TMDSCNCD280039C - C2000™ マイコン controlCARD™ 向けの TMS320F280039C 評価基板
      2. 3.3.2  LMG3522R030 ドライバ、保護機能、温度レポート機能内蔵、650V、30mΩ の GaN FET
      3. 3.3.3  TMCS1123 - 高精度ホール効果電流センサ
      4. 3.3.4  AMC1302 - 高精度、±50mV 入力、強化絶縁型アンプ
      5. 3.3.5  ISO7741 信頼性の高い EMC 特性、クワッドチャネル (順方向 3、逆方向 1)、強化絶縁型デジタル アイソレータ
      6. 3.3.6  ISO7762 信頼性の高い EMC 特性、6 チャネル (順方向 4、逆方向 2)、強化絶縁型デジタル アイソレータ
      7. 3.3.7  UCC14131-Q1 車載用、1.5W、12V～15V VIN、12V～15V VOUT、高密度、5kVRMS 超の絶縁型 DC/DC モジュール
      8. 3.3.8  ISOW1044 DC/DC 電源内蔵、低放射、5kVRMS、絶縁型 CAN FD トランシーバ
      9. 3.3.9  ISOW1412 電源内蔵、低放射、500kbps、強化絶縁型 RS-485/RS-422 トランシーバ
      10. 3.3.10 OPA4388 クワッド、10MHz、CMOS、ゼロドリフト、ゼロ クロスオーバ、真の RRIO 高精度オペアンプ
      11. 3.3.11 OPA2388 デュアル、10MHz、CMOS、ゼロドリフト、ゼロ クロスオーバ、真の RRIO 高精度オペアンプ
      12. 3.3.12 INA181 26V、双方向、350kHz、電流センス アンプ
  10. 4ハードウェア、ソフトウェア、テスト要件、テスト結果
    1. 4.1 ハードウェア要件
    2. 4.2 注
    3. 4.3 テスト構成
      1. 4.3.1 昇圧段
      2. 4.3.2 双方向 DC/DC 段 ‐ 降圧モード
      3. 4.3.3 DC/AC 段
    4. 4.4 テスト結果
      1. 4.4.1 昇圧コンバータ
      2. 4.4.2 双方向 DC/DC コンバータ
        1. 4.4.2.1 降圧モード
        2. 4.4.2.2 昇圧モード
      3. 4.4.3 DC/AC コンバータ
  11. 5設計とドキュメントのサポート
    1. 5.1 デザイン ファイル
      1. 5.1.1 回路図
      2. 5.1.2 BOM
    2. 5.2 ツールとソフトウェア
    3. 5.3 ドキュメントのサポート
    4. 5.4 サポート・リソース
    5. 5.5 商標
  12. 6著者について
  13. 7改訂履歴

1.1 主なシステム仕様

このリファレンス デザインは主な 3 つの段に分かれているため、各段の主要な仕様は個別に定義されています。表 1-1 に DC/AC コンバータ、表 1-2 に昇圧コンバータ、表 1-3 に双方向 DC/DC コンバータの主な仕様をそれぞれ示します。

表 1-1 主なシステム仕様：DC/AC 段
パラメータ仕様
最大 | 公称 DC 入力電圧520V | 400V
定格出力電圧230 V
定格出力電力4.6 kW
スイッチング周波数87 kHz
力率±有効、±無効
周囲温度範囲-40℃～+60℃
冷却静的な冷却
ヒートシンク熱抵抗0.3℃/W
全高調波歪み (THD)5% 未満
DC リンク容量800μF
DC リンク電圧リップル±23 V
表 1-2 主なシステム仕様：DC/DC 昇圧段
パラメータ仕様
ストリング入力電圧50V～500V (ストリングあたりパネル最大 10 枚)
短絡電流18A
公称 DC 電流14A | ストリング
最大 | 公称 DC リンク電圧520V | 400V
出力電力（公称値）10kW
スイッチング周波数130 kHz
周囲温度範囲-40℃～+60℃
表 1-3 主なシステム仕様：双方向 DC/DC 段
パラメータ仕様
最大 | 公称 DC リンク電圧520V | 400V
最大充電電流 | 放電電流30A | 30A
バッテリ電圧範囲50V～500V

出力電力（公称値）

10kW

スイッチング周波数各レッグ 65kHz
周囲温度範囲-40℃～+60℃
TIDA-010938
注意: 電源を入れたままその場を離れないでください。
TIDA-010938
WARNING:

高電圧！基板上は高電圧状態になっており、接触するおそれがあります。感電する可能性があります。基板は、不適切に取り扱った場合に感電、火災、負傷の原因となる電圧および電流で動作します。負傷や物品の破損を避けるために、必要な注意と適切な対策をもって機器を使用してください。安全のため、過電圧および過電流保護機能付きの絶縁された試験装置の使用を強く推奨します。

テキサス・インスツルメンツは、基板への電源投入やシミュレーション実行の前に、電圧要件および絶縁要件を確認し理解することがユーザーの責任であると考えます。電源投入中は、回路およびその接続部品には触れないでください。

TIDA-010938
WARNING:

表面は高温！触れるとやけどの原因になることがあります。触れないでください！

基板の電源を入れると、一部の部品は 55℃を超える高温に達することがあります。動作中は常に、また動作直後も高温の状態が続く可能性があるため、基板に触れてはいけません。

TIDA-010938
WARNING:

テキサス・インスツルメンツは、このリファレンス デザインをラボ環境のみで使用するものとし、一般消費者向けの完成品とはみなしておりません。このデザインは室温で動作することを意図しており、他の周囲温度での動作はテストされていません。

テキサス・インスツルメンツは、このリファレンス デザインを高電圧電気 機械部品、システム、およびサブシステムの取り扱いに伴うリスクを熟知した有資格のエンジニアおよび技術者のみが使用するものとしています。

基板上は高電圧状態になっており、接触するおそれがあります。基板は、不適切に取り扱ったり適用したりした場合に感電、火災、負傷の原因となる電圧および電流で動作します。負傷や物品の破損を避けるために、必要な注意と適切な対策をもって機器を使用してください。