デジタル電源
各種電源トポロジを使用して設計を行い、各種性能規格を上回ると同時に、より少ない開発リソースで電源設計仕様を満たすことができます。
電源設計のニーズに対応できるフレキシビリティ、効率、統合
デジタル電源は電源を制御する方法の一つであり、通常はメイン制御ループがデジタル (電流と電圧) で制御されます。その結果、TI の機能安全に準拠したデバイスのシステム実装 (監視、通信、監視、セキュリティの各層を含む) で、フレキシビリティをソフトウェアによって確保できます。デジタル電源は、電気自動車 (EV)、ソーラー インバータ、エネルギー インフラ、サーバー、テレコムの電源設計で中心的な役割を果たします。このようなアプリケーションでは、マルチフェーズ コンバータ、トーテムポール PFC、双方向コンバータ、DC/DC コンバータなど、高度な制御方式と複雑なトポロジが必要です。
TI のデジタル電源コントローラの特長
包括的なアナログ統合
専用の電源ペリフェラル、フィードバック、高分解能 PWM 制御を通じて、動作周波数の高速化と部品の小型化を達成し、制御ループの高速化と電力密度の向上を実現します。
フレキシブルな電源トポロジ
位相、周期、デューティ サイクルに関する高分解能の制御を通じて、トポロジにかかわりなく、高精度の波形制御が可能。TI の各種コントローラは、PFC、AC/DC、絶縁型 DC/DC の各電源向けに簡単にプログラム (設定) 可能。
使いやすさ
TI の Fusion Digital Power™ GUI と Fusion Express API を使用して開発を迅速化し、Code Composer Studio™ ソフトウェアを活用して独自のコード開発、コードのデバッグ、フラッシュ書き込みを実行することが可能。
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UCD3138x デジタル電源コントローラ
統合型のハードウェア制御ループにより、ファームウェア開発が簡素化され、さまざまなトポロジに対応できます。32KB ~ 128KB のフラッシュ メモリ オプションを搭載した TI のソフトウェア プログラマブル コントローラを活用しましょう。
C2000™ リアルタイム マイコン
ソフトウェア レベルでのフレキシビリティを確保した TI のプラットフォームは、最大 1.5MB のフラッシュ メモリや、800MIPS の DSP (デジタル信号プロセッサ) 処理能力を搭載し、サイバーセキュリティなどの機能を統合しているほか、シンプルな電源トポロジから高度な電源トポロジに至る製品を取り揃えています。
AM26x リアルタイム マイコン
産業用と車載の各モデルが入手可能な AM26x は、C2000™ リアルタイム マイコンの ADC と PWM ユニットを活用し、シングルコアからマルチコアまでの ARM R5F コアを提供するほか、マルチプロトコル通信用のオプションも利用できます。
デジタル電源のリファレンス デザイン
パワー デリバリ
ラックとサーバー向けの電源
4 スイッチ、双方向、昇降圧 DC-DC コンバータのリファンレス・デザイン
This DC-DC power converter reference design demonstrates a novel approach for battery backup applications. During normal operation, the converter works as a battery charger with CC-CV-Topping charging algorithm compatible for lithium-ion batteries. When DC bus power is lost, the converter (...)
インターリーブかつマルチフェーズの反転昇降圧コンバータのリファレンス デザイン
このリファレンス デザインは、UCD3138064A をデジタル コントローラとして使用し、2 相のピーク電流モード制御をサポートする能力のある反転昇降圧回路を制御します。このデザインは、電力効率を向上させるために、ソフト スイッチング技術を採用しています。入力電圧範囲は -62V ~ -36V です。出力電圧範囲は 28V ~ 52V の範囲で調整できます。デフォルトの出力電圧は 48V で、最大電流は 14A です。
バッテリ充電アプリケーション向け非絶縁型双方向コンバータのリファレンス・デザイン
TIDA-00653 is a non-isolated 48 to 12-V bi-directional converter reference design for 48V battery applications enabled by the UCD3138 digital power controller. The design has the flexibility to work in either a ZVS transition-mode topology to optimize light-load efficiency, or a hard-switching (...)
アクティブ・クランプ搭載、270W/立方インチ (16.48W/立方 cm) を上回る電力密度、3kW 位相シフト・フルブリッジのリファレンス・デザイン
GaN と C2000™ マイコン採用、3kW、2 相インターリーブ ハーフブリッジ LLC のリファレンス デザイン
このリファレンス デザインは、LMG3422 と F280039C の各デバイスを搭載した 3kW、2 相、インターリーブ ハーフブリッジ LLC (インダクタ - インダクタ - コンデンサ) です。このデザインは、98.1% のピーク効率と 313W/立方インチ (19.10W/cm³) の電力密度を達成しており、一般的な冗長電源 (CRPS) 構成を採用したサーバー電源の出力段として使用できます。また、インターリーブや電流バランスなど、並列接続した 2 個の LLC 段の制御方式を評価する目的で使用できます。
C2000™ リアルタイム マイコン使用、1kW、12V、HHC (ハイブリッド ヒステリシス制御) LLC (インダクタ インダクタ コンデンサ) のリファレンス デザイン
e メーター機能搭載、3.6kW、単相トーテム ポール ブリッジレス PFC (力率補正) のリファレンス デザイン
可変周波数、ZVS (ゼロ電圧スイッチング)、5kW、GaN ベース、2 相トーテムポール PFC のリファレンス・デザイン
最大 16A の入力に対応し、180W/in3 (10.98W/立方 cm) を上回る電力密度を達成する、3kW の単相トーテム・ポール・ブリッジレス PFC のリファレンス・デザイン
このリファレンス デザインは、C2000 F28003x と F28004x の各マイコンを使用して、連続導通モードのトーテムポール PFC (力率補正) コンバータを制御する方法を提示します。この PFC はほかに、グリッド接続 (電流制御) モードでインバータとして動作します。このコンバータは、16A RMS の最大入力電流と 3.6kW のピーク電力をサポートできる設計を採用しています。ドライバと保護機能を内蔵した上面冷却型 GaN デバイスである LMG3522 を採用した結果、効率の向上や、電源のサイズ小型化と複雑さの低減を実現しています。C2000 コントローラをベースとする (...)
1-kW, 80+ titanium, GaN CCM totem pole bridgeless PFC and half-bridge LLC with LFU reference design
1500-W AC switch bridgeless PFC reference design
効率 99% の 1kW GaN ベース CCM トーテムポール力率補正(PFC)コンバータのリファレンス・デザイン
高電圧 GaN FET を搭載した高効率、高電力密度 1kW 共振コンバータのリファレンス・デザイン
PMP20978 リファレンス デザインは、高効率で電力密度が高く軽量な共振コンバータのリファレンス デザインです。390V の入力を 48V/1kW の出力に変換します。PMP20978 の電力段は、140W/インチ立方 (8.54W/立方cm) を上回る電力密度を実現します。基板全体の重量は 230g 未満です。定常状態でスイッチング周波数が 950kHz に固定されており、97.6% のピーク効率を達成します。
e メーターを使用するテレコム / サーバー PSU(電源)向け 1kW、小型、効率 97.5% のデジタル PFC のリファレンス・デザイン
TIDA-00707 is a 1-kW, compact (100mmX80mm) power factor converter (PFC) designed for telecom, server, and industrial power supplies. This reference design is a continuous conduction mode boost converter, implemented using a UCD3138A Digital Power Supply controller with all protections built-in. (...)
テレコム向け電源
絶縁型デジタル電源コントローラ使用、48V から 12V への変換、GaN 対応、1.1kW、1/8 ブリックのリファレンス デザイン
C2000™ マイコン使用、48V から 12V への変換、GaN 対応、1.1kW、1/8 ブリック パワー モジュールのリファレンス デザイン
GaN と C2000™ マイコン採用、3kW、2 相インターリーブ ハーフブリッジ LLC のリファレンス デザイン
このリファレンス デザインは、LMG3422 と F280039C の各デバイスを搭載した 3kW、2 相、インターリーブ ハーフブリッジ LLC (インダクタ - インダクタ - コンデンサ) です。このデザインは、98.1% のピーク効率と 313W/立方インチ (19.10W/cm³) の電力密度を達成しており、一般的な冗長電源 (CRPS) 構成を採用したサーバー電源の出力段として使用できます。また、インターリーブや電流バランスなど、並列接続した 2 個の LLC 段の制御方式を評価する目的で使用できます。
バレー・スイッチング、昇圧、力率補正(PFC)のリファレンス・デザイン
最大 16A の入力に対応し、180W/in3 (10.98W/立方 cm) を上回る電力密度を達成する、3kW の単相トーテム・ポール・ブリッジレス PFC のリファレンス・デザイン
このリファレンス デザインは、C2000 F28003x と F28004x の各マイコンを使用して、連続導通モードのトーテムポール PFC (力率補正) コンバータを制御する方法を提示します。この PFC はほかに、グリッド接続 (電流制御) モードでインバータとして動作します。このコンバータは、16A RMS の最大入力電流と 3.6kW のピーク電力をサポートできる設計を採用しています。ドライバと保護機能を内蔵した上面冷却型 GaN デバイスである LMG3522 を採用した結果、効率の向上や、電源のサイズ小型化と複雑さの低減を実現しています。C2000 コントローラをベースとする (...)
Inverting buck-boost reference design
無停電電源 (UPS)
電圧源とグリッド接続モード搭載、単相インバータのリファレンス デザイン
このリファレンス デザインは、C2000™ F2837xD と F28004x の各マイコンを使用し、単相インバータ (DC/AC) の制御機能を実装しています。インバータの 2 つの動作モードをサポートしています。1 番目の動作モードは、出力 LC フィルタを使用する電圧源モードです。この制御モードは、通常、無停電電源 (UPS) で使用します。2 番目は、出力 LCL フィルタを使用するグリッド接続モードで、通常はソーラー インバータで使用します。ファームウェアは、powerSUITE フレームワーク内でサポートされており、Solution Adapter (ソリューション アダプタ) (...)
Bidirectional high density GaN CCM totem pole PFC using C2000™ MCU
このリファレンス・デザインは、3.kW の双方向、インターリーブ形式の連続導通モード (CCM) トーテムポール (TTPL) ブリッジレス力率補正 (PFC) 電力段であり、C2000™ リアルタイム制御コントローラと、ドライバや保護機能を統合した GaN (窒化ガリウム) である LMG3410R070 を使用しています。 この電源トポロジは、双方向の電源フロー (PFC とグリッド接続型インバータ) に対応する能力があるほか、LMG341x GaN (...)
10kW、双方向、3 相、3 レベル (T タイプ) インバータと PFC のリファレンス・デザイン
産業用電源
48V 入力、300W 1/8 ブリック、デジタル・モジュール、GaN FET 付、リファレンス・デザイン
The PMP4435 is a DC-DC isolated digital module with GaN mosfet reference design targeted for industrial and telecom applications. The DC input range is 36V-60V, with 12V typical and the output is 12V/5A. An digital controller UCD3138A is used in the design. The efficiency is up to 95.8% with good (...)
340W デジタル制御 LLC 共振ハーフブリッジ DC-DC パワー・コンバージョン、リファレンス・デザイン
このデザインは、3138ACC32EVM-149 ドーター・カードを使用したデジタル制御を実行する、LLC 共振ハーフ・ブリッジ DC-DC パワー・コンバータです。 ロード済みのファームウェアを搭載したドーター・カードを使用して、LLC 共振ハーフ・ブリッジ・コンバータで求められる制御機能を実現します。 TIDA-00512(3138ALLCEVM-150)は、350VDC ~ 400VDC の DC 入力を受け入れ、公称 12VDC の出力電圧で、340W の全負荷出力電力、つまり 29A の最大出力電流を供給します。
APEC での出展状況
ハイブリッド、電気自動車、パワートレイン システム
オンボード チャージャ
C2000™ マイコン使用、CCM トーテムポール PFC と CLLLC DC/DC を搭載、7.4kW オンボード・チャージャのリファレンス・デザイン
TIDM-02013 は双方向オンボード・チャージャのリファレンス・デザインです。このデザインは、インターリーブ連続導通モード (CCM) トーテムポール (TTPL) ブリッジレス力率補正 (PFC) 電力段と、その後段にある CLLLC DC/DC 電力段で構成されています。これらは両方とも、単一の C2000™ リアルタイム制御マイコン (MCU) を使用して制御するほか、TI の GaN (窒化ガリウム) パワー・モジュールを活用しています。
この電源トポロジは、双方向の電源フロー (PFC とグリッド接続型インバータ) に対応する能力があるほか、GaN (...)
統合型高電圧 (OBC:オンボード チャージャと DC/DC)
アクティブ・クランプ搭載、270W/立方インチ (16.48W/立方 cm) を上回る電力密度、3kW 位相シフト・フルブリッジのリファレンス・デザイン
C2000™ マイコン使用、CCM トーテムポール PFC と CLLLC DC/DC を搭載、7.4kW オンボード・チャージャのリファレンス・デザイン
TIDM-02013 は双方向オンボード・チャージャのリファレンス・デザインです。このデザインは、インターリーブ連続導通モード (CCM) トーテムポール (TTPL) ブリッジレス力率補正 (PFC) 電力段と、その後段にある CLLLC DC/DC 電力段で構成されています。これらは両方とも、単一の C2000™ リアルタイム制御マイコン (MCU) を使用して制御するほか、TI の GaN (窒化ガリウム) パワー・モジュールを活用しています。
この電源トポロジは、双方向の電源フロー (PFC とグリッド接続型インバータ) に対応する能力があるほか、GaN (...)
GaN HEMT を搭載した高電圧から低電圧への DC/DC コンバータのリファレンス デザイン
650V のGaN (窒化ガリウム) HEMT (高電子移動度トランジスタ) を搭載した、3.5kW の高電圧から低電圧への DC/DC コンバータのリファレンス デザインです。LMG3522R030 を 1 次スイッチとして使用すると、コンバータは高スイッチング周波数で動作します。このデザインでは、コンバータは小型化されたトランスを使用しています。アクティブ クランプ MOSFET (金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ) の放熱性能を緩和するため、このコンバータは 2 チャネルのアクティブ クランプ回路を使用しています。
DC/DC コンバータ システム
アクティブ・クランプ搭載、270W/立方インチ (16.48W/立方 cm) を上回る電力密度、3kW 位相シフト・フルブリッジのリファレンス・デザイン
GaN HEMT を搭載した高電圧から低電圧への DC/DC コンバータのリファレンス デザイン
650V のGaN (窒化ガリウム) HEMT (高電子移動度トランジスタ) を搭載した、3.5kW の高電圧から低電圧への DC/DC コンバータのリファレンス デザインです。LMG3522R030 を 1 次スイッチとして使用すると、コンバータは高スイッチング周波数で動作します。このデザインでは、コンバータは小型化されたトランスを使用しています。アクティブ クランプ MOSFET (金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ) の放熱性能を緩和するため、このコンバータは 2 チャネルのアクティブ クランプ回路を使用しています。
ソーラー エネルギーとエネルギー インフラ
マイクロ インバータ
GaN ベース、1.6kW、双方向、マイクロインバータのリファレンス デザイン
ストリング インバータ
バッテリ エネルギー ストレージ システム搭載、10kW、GaN ベースの単相ストリング インバータのリファレンス デザイン
このリファレンス デザインは、バッテリ エネルギー ストレージ システム (BESS) 用の双方向電力変換システムを搭載した、GaN ベースの単相ストリング インバータの実装に関する概要を示します。このリファレンス デザインは、それぞれ最大 10 枚の太陽光発電 (PV) パネルを直列に接続可能な 2 つのストリング入力と、50V ~ 500V の範囲のバッテリ スタックに対応可能な 1 つのエネルギー ストレージ システム ポートで構成されています。ストリング入力から BESS までの公称定格電力は、最大 10kW です。構成可能な DC/AC コンバータは、230V で最大 4.6kW (...)
EV (電気自動車) 充電インフラ
レベル 3 の電気自動車 (EV) 充電ステーション向け、双方向、デュアル アクティブ ブリッジのリファレンス デザイン
10kW、双方向、3 相、3 レベル (T タイプ) インバータと PFC のリファレンス・デザイン
エンタープライズ システム
データ センターおよびエンタープライズ コンピューティング
通信向け、1kW トリプルレール絶縁型 DC/DC デジタル電源 (-8V で 0.25A) のリファレンス デザイン
3 出力、48Vin(入力電圧)デジタル POL のリファレンス・デザイン
デジタル電源制御をベースとした、1/8 ブリック絶縁型 DC/DC テレコム パワー モジュールのリファレンス デザイン
PMP8877 は、UCD3138 デジタル電源コントローラをベースとした、フル機能の 1/8 ブリック絶縁型 DC/DC テレコム パワー モジュールです。このリファレンス デザインは、2 次側制御とハード スイッチング フルブリッジ パワー トポロジを採用しており、36V ~ 72V の幅広い入力電圧で動作し、12V/180W の出力電力を供給します。このリファレンス デザインの特長は、94% のピーク効率、入力電圧のサージに対する高速入力電圧フィードフォワード応答、定電流 / 定電力の過負荷保護、プリバイアス起動、並列モジュール アプリケーション向けの電流共有制御、PMBus (...)
主なアプリケーションの概要
フレキシブルなデジタル電源ソリューションを採用すると、通信整流器やサーバー電源の各アプリケーションで電源ソリューションを最適化可能
TI のデジタル電源絶縁型コントローラは、効率と信頼性の向上や、開発期間の短縮に役立つと同時に、システムの統合度を高め、適応型デッドタイム制御やファームウェアのライブ アップデートなどの高度な機能と保護機能、UART、SPI、PMBus、I2C などの複数の通信インターフェイスを提供します。
TI の DSP ベースの C2000™ リアルタイム マイコンは、PFC、DC/DC エネルギー変換、セキュリティと通信を含む MCRPS 仕様のほか、将来の AI データ センターに向けてますます拡大する電力レベルとエネルギー効率の要件にも対応できる、ソフトウェア互換のプラットフォームとして利用できます。
主なリソース
- TIDA-010062 – 1-kW, 80+ titanium, GaN CCM totem pole bridgeless PFC and half-bridge LLC with LFU reference design
- PMP20873 – 効率 99% の 1kW GaN ベース CCM トーテムポール力率補正(PFC)コンバータのリファレンス・デザイン
- PMP20978 – 高電圧 GaN FET を搭載した高効率、高電力密度 1kW 共振コンバータのリファレンス・デザイン
- UCD3138A – UCD3138A 高集積デジタル・コントローラ、絶縁電源用
- TMS320F28P550SJ – 1 個の C28x + 1 個の CLA、150MHz、1.1MB フラッシュ、5 個の ADC、CLB、AES と NPU 搭載、C2000™ 32 ビット マイコン
- Designing a digital power supply: How to write firmware – 技術記事
- GaNの将来性に基づく電源ソリューションの向上 – ホワイト・ペーパー
- CCSTUDIO – Code Composer Studio™ 統合開発環境 (IDE)
- FUSION-DIGITAL-POWER-STUDIO – Fusion Digital Power Studio
- C2000WARE-DIGITALPOWER-SDK – C2000 マイコン向けデジタル電源ソフトウェア開発キット(SDK)
TI の各種デジタル制御ソリューションを採用すると、持続可能な環境に適した開発を迅速化可能
デジタル コントローラは、電力供給を高精度で制御し、ループ帯域幅と電力密度の向上に貢献します。TI の各種コントローラが採用している Arm® Cortex® プロセッサは、最大電力点追従 (MPPT) や力率補正 (PFC) など高度な機能を実現し、内蔵の保護機能を通じてシステムの安全性と信頼性を確保するのに役立ちます。
利点:
- システムの電力品質向上に役立つさまざまな PFC 構成とトポロジに適した各種ソリューション
- UART、SPI、I2C など、複数の通信インターフェイスをサポート
- Fusion Digital Power™ GUI を使用して、電源アプリケーションの設計を簡素化する能力
主なリソース
- TIDA-010933 – GaN ベース、1.6kW、双方向、マイクロインバータのリファレンス デザイン
- TIDA-010231 – 光起電力アプリケーション内のアーク検出向けアナログ・フロント・エンドのリファレンス・デザイン
- TIDA-010054 – レベル 3 の電気自動車 (EV) 充電ステーション向け、双方向、デュアル アクティブ ブリッジのリファレンス デザイン
- UCD3138A – UCD3138A 高集積デジタル・コントローラ、絶縁電源用
- TMS320F28P550SJ – 1 個の C28x + 1 個の CLA、150MHz、1.1MB フラッシュ、5 個の ADC、CLB、AES と NPU 搭載、C2000™ 32 ビット マイコン
- TMS320F28P650DK – C2000TM 32 ビット・マイコン、 2 個の C28x+CLA CPU 、ロックステップ、 1.28MB フラッシュ、 16 ビット ADC HRPWM 、 EtherCAT 、 CAN-FD
- UCD3138 Family - Practical Design Guideline (Rev. B) – アプリケーション・ノート
- デジタル電源コントローラの概要 – ビデオ・シリーズ
- CCSTUDIO – Code Composer Studio™ 統合開発環境 (IDE)
- FUSION-DIGITAL-POWER-STUDIO – Fusion Digital Power Studio
- C2000WARE-DIGITALPOWER-SDK – C2000 マイコン向けデジタル電源ソフトウェア開発キット(SDK)
安全性を犠牲にすることなく、高電圧バッテリの電圧を低電圧アプリケーション用に変換する際の電力効率を向上させる
C2000™ リアルタイム マイコンは、EV アーキテクチャの進化に応じてスケール化や課題の解決を行えるデバイスとして、EV/HEV に採用されています。TI の絶縁型ゲート ドライバ、バイアス電源、センシング関連の技術で電力効率と電力密度を高めるリアルタイム デジタル コントローラを利用することにより、EV の高電圧から低電圧への高速かつ効率的な DC/DC 変換を実現する、高度なアーキテクチャを設計できます。C2000 マイコンは、32 ビット DSP コア、高度な PWM、内蔵の高速 ADC、ウィンドウ コンパレータをベースにしたマイコンです。
- 電力密度向上
- 電力損失の低減
- 効率的で高性能な DC/DC
- 12V から 800V への DC/DC 変換
主なリソース
- TMS320F280037C-Q1 – 車載対応、C2000™ 32 ビット・マイコン、120MHz、256KB フラッシュ、FPU (浮動小数点演算ユニット)、CLA (制御補償器アクセラレータ) 搭載 TMU (三角関数算術演算ユニット
- TMS320F2800156-Q1 – 車載、C2000™ 32 ビット マイコン、100MHz、256KB フラッシュと CAN-FD 搭載、ロックステップ ASIL B 対応、グレード 0 と 1
- TMS320F28P559SJ-Q1 – 車載、1 個の C28x + 1 個の CLA (制御補償器アクセラレータ)、150MHz、1.1MB フラッシュ、5 個の ADC、CLB (構成可能ロジック ブロック)、AES と NNPU
業界をリードする高電圧の電力、電流、電圧センシングおよびコネクティビティ関連の製品と設計により、充電時間を短縮し、効率的かつ高速な EV 充電ソリューションを設計
C2000™ リアルタイム マイコンは、EV アーキテクチャの進化に応じてスケール化や課題の解決を行えるデバイスとして、EV/HEV に採用されています。C2000 マイコンを利用すれば、効率的なオンボード チャージャを実現できます。TI のバイアス電源やセンシング関連の技術で電力効率と電力密度を向上させるリアルタイム デジタル コントローラを利用することにより、高速かつ効率的な EV 充電を実現する高度なアーキテクチャを設計できます。C2000 マイコンは、32 ビット DSP コア、高度な PWM、内蔵の高速 ADC、ウィンドウ コンパレータをベースにしたマイコンです。
- 充電口の制御性能の向上
- 電力密度向上
- 高速充電
- 効率的で高性能な OBC
主なリソース
- TIDM-02013 – C2000™ マイコン使用、CCM トーテムポール PFC と CLLLC DC/DC を搭載、7.4kW オンボード・チャージャのリファレンス・デザイン
- TMS320F280037C-Q1 – 車載対応、C2000™ 32 ビット・マイコン、120MHz、256KB フラッシュ、FPU (浮動小数点演算ユニット)、CLA (制御補償器アクセラレータ) 搭載 TMU (三角関数算術演算ユニット
- TMS320F28P659DK-Q1 – C2000™ 32 ビット マイコン、2 個の C28x+CLA (制御補償器アクセラレータ) CPU、ロックステップ、1.28MB フラッシュ、16 ビット ADC、HRPWM、CAN-FD、AES
さまざまな電源トポロジ向けに最適化済みである TI のデジタル制御ソリューションを活用すると、自動車の電動化を迅速化可能
TI の各種絶縁型デジタル電源コントローラは、電動自転車アプリケーションに活用できる、よりスマートでより安全な電気自動車充電ソリューションの製作に役立ちます。TI の各種コントローラは、出力電力の制御能力と精度の向上、電力密度の向上、より高速で動的な応答に対応しています。また、充電要件に基づく効率的な力率補正 (PFC) と DC/DC 変換の実現に役立ちます。
利点:
- さまざまな電力レベルに対応する各種リファレンス デザイン
- Fusion Digital Power™ GUI のような専用電源設計ツールと、Code Composer Studio™ ソフトウェアの組み合わせ
- 設計サイクルの短縮に役立つ、アプリケーションとソフトウェア開発キット
主なリソース
- UCD3138A64 – 高集積デジタル・コントローラ、絶縁電源用
- UCD3138128A – 絶縁電源向け、高集積デジタル・コントローラ
- UCD3138PFCEVM-026 – UCD3138 プログラマブル・デジタル・パワー・コントローラ評価モジュール
- UCD3138PSFBEVM-027 – UCD3138PSFBEVM-027 評価モジュール
- Designing a digital power supply: How to write firmware – 技術記事
- デジタル電源コントローラの概要 – ビデオ・シリーズ
- CCSTUDIO – Code Composer Studio™ 統合開発環境 (IDE)
スケーラブルなデジタル電源プラットフォームで、どのような状況でも安定したエネルギーの流れを維持することにより、住居、サーバー機器、データ センター、産業用施設などを保護
TI の C2000™ リアルタイム マイコン プラットフォームを採用すれば、単相 UPS から 3 相オンライン UPS まで対応し、幅広い電力範囲や、双方向 DC/DC、マルチフェーズ機能、バッテリ バックアップなどの多様なオプションを提供する、ソフトウェア互換の UPS プラットフォームを開発できます。
利点:
- エネルギー効率を高める超低レイテンシのデジタル電源制御ループ
- GaN と SiC に対応した高分解能と高いスイッチング周波数能力
- 単相 UPS からマルチフェーズ、マルチレベルの UPS トポロジまで対応できる、価格の制約が厳しい設計に適した、ソフトウェア互換のリアルタイム マイコン プラットフォーム
主なリソース
- TIDM-HV-1PH-DCAC – 電圧源とグリッド接続モード搭載、単相インバータのリファレンス デザイン
- TIDM-1000 – C2000 MCU 使用、3 相整流回路力率改善のリファレンス・デザイン
- TIDA-01606 – 10kW、双方向、3 相、3 レベル (T タイプ) インバータと PFC のリファレンス・デザイン
- TMS320F28P650DK – C2000TM 32 ビット・マイコン、 2 個の C28x+CLA CPU 、ロックステップ、 1.28MB フラッシュ、 16 ビット ADC HRPWM 、 EtherCAT 、 CAN-FD
- TMS320F2800137 – 120MHz、256KBフラッシュ、FPU、TMU (三角関数算術演算ユニット) 搭載、C2000™ 32ビット マイコン
- C2000WARE-DIGITALPOWER-SDK – C2000 マイコン向けデジタル電源ソフトウェア開発キット(SDK)
最新のデジタル電源制御を使用して高度なトポロジを実装しましょう
電源や負荷の種類にかかわらず、デジタル電源ソリューションを使用すると、電力変換システムと配電システムの効率、信頼性、フレキシビリティが向上します。アナログ電源とは異なり、デジタル電源は高度なペリフェラルとデジタル信号処理を活用し、リアルタイム監視とアダプティブ フィードバックを実現します。リファレンス デザイン、評価基板、制御カードで構成された堅牢で包括的なエコシステムにより、次世代電源の開発期間が短くなります。
リアルタイム制御テクノロジーを活用して信頼性の高いスケーラブルな高電圧設計を実現する方法
デジタル電源コントローラの概要
C2000™ マイコン - デジタル電源
規制基準では、配電システムの負荷を低減するために力率補正 (PFC) システムが義務付けられています。また、PFC 段によってダウンストリーム変換効率も向上します。最大の効率を実現するため、最新のコンバータには絶縁型通信に加えて高度でフレキシブルなトポロジが必要です。デジタル電源ソリューションは、全高調波歪を改善し、PFC 段で EMI を低減します。
C2000 ™ マイコンを使用した双方向高密度 GaN CCM トーテムポール PFC
効率 99% の 1kW GaN ベース CCM トーテムポール力率補正 (PFC) コンバータのリファレンス デザイン
C2000™ マイコン使用、CCM トーテムポール PFC と CLLLC DC/DC を搭載、7.4kW オンボード チャージャのリファレンス デザイン
設計者にとって、DC 電圧をさまざまなトポロジで変換する必要はますます大きくなっています。最新の DC/DC コンバータでは、電力密度を犠牲にせずに、絶縁、双方向性、または反転 (グランドを基準としたスワップ電圧) を備える必要があります。デジタル電源ソリューションは、多くのパワー スイッチを同時に制御するとともに、システム用に最適化された保護機能によって堅牢性と安全性を監視します。リファレンス デザイン、評価基板、制御カードで構成されたTI の堅牢で幅広いエコシステムを活用すると、次世代電源の開発期間を短縮できます。
GaN HEMT を搭載した高電圧から低電圧への DC/DC コンバータのリファレンス デザイン
アクティブ クランプ搭載、270W/立方インチ (16.48W/立方 cm) を上回る電力密度、3kW 位相シフト フルブリッジのリファレンス デザイン
TI のデジタル電源インバータ ソリューションは、シンプルな単相 UPS から高度な 3 相 3 レベル双方向電源トポロジまで、単一のソフトウェア プラットフォームによって産業用から車載までのあらゆるアプリケーションに対応しています。
リファレンス デザイン、評価基板、制御カードで構成される TI の堅牢で幅広いエコシステムを活用して、次世代電源の開発期間を短縮しましょう。
電圧源とグリッド接続モード搭載、単相インバータのリファレンス デザイン
10kW、双方向、3 相、3 レベル (T タイプ) インバータと PFC のリファレンス デザイン
GaN ベース、11kW、双方向、3 相 ANPC (アクティブ中性点クランプ型) のリファレンス デザイン
デジタル電源の設計と開発
シンプルな設計、または複雑なシステム構築のどちらに取り組む場合でも、自信を持って設計を進めるだけの根拠が必要です。TI の包括的なエコシステムと、使いやすいハードウェア ツールやソフトウェア ツールと、業界のエキスパートに 24 時間 365 日アクセスすることができるため、技術革新を推進しやすくなります。
ハードウェア
UCD3138A64OEVM-66、LP-AM263、LAUNCHXL-F28P55X を使用して開発を開始しましょう。デジタル電源に関する経験を積んだ設計者向けの XDS110 JTAG プローブをご購入になるか、C2000™ マイコンと AM26x マイコン用向けのハードウェア ソリューションを含む TI の幅広い製品ラインアップをご覧ください。
ソフトウェア
TI のソフトウェア開発キット (SDK) を使用すると、アプリケーションを迅速に設計できます。この SDK はセットアップが容易で、UCD3138_FW_SDK から C2000™ マイコンと AM26x マイコン用のソフトウェア エコシステム全体まで、必須のトポロジをベースとするファームウェアにすぐにアクセスできます。
TI デベロッパー・ゾーン
開発を開始して量産に移行するために必要なものは、すべて TI Developer Zone で簡単手軽に入手できます。お客様が開発プロセスを進め、C2000™ マイコンMCU または AM26x マイコンをベースとする組込みシステムの設計を迅速化できるように、TI がお手伝いします。
教育用リソース
TI は、さまざまな教育用トレーニング モジュール、実践的なラボ、ビデオを学習リソースとして提供しています。 UCD3138 入門ビデオ シリーズでデバイスのアーキテクチャと設計の詳細を確認 するか、 C2000™ マイコン と AM26x マイコン のリソースをご覧ください。
パートナー
C2000™ マイコンと AM26x マイコンのパートナーは、強い基盤を持つ企業で構成される世界的なコミュニティを形成し、モデリング ツール、ソフトウェア スタック、フラッシュ プログラミング (書き込み) ソリューションなど、TI のデバイス ソリューションを補完する製品とサービスを提供しています。
設計ツール
Code Composer Studio™ 統合開発環境 (IDE)
Code Composer Studio は、TI のマイコンやプロセッサ向けの統合開発環境 (IDE) です。これは、組込みアプリケーションの製作、デバッグ、分析、最適化に使用する一連の豊富なツールで構成されています。Code Composer Studio は、Windows®、Linux®、macOS® の各プラットフォームから利用できます。
Code Composer Studio は、アプリケーションの各ステップを案内する直観的なユーザー インターフェイスを採用しています。最適化 C/C++ コンパイラ、ソース コード エディタ、プロジェクト (...)
システム構成ツール
SysConfig は、ハードウェアとソフトウェアの構成に関する課題の簡素化と、ソフトウェア開発の迅速化に役立つ設計を採用した構成ツールです。
SysConfig は、Code Composer Studio™ 統合開発環境 (IDE) の一部、またはスタンドアロン・アプリケーションという形式で利用できます。さらに、TI developer zoneにアクセスすると、SysConfig をクラウド環境で実行できます。
SysConfig (...)
Fusion Digital Power Studio
Fusion Digital PowerTM Studio には、TI (テキサス・インスツルメンツ) の UCD3138 統合デジタル・コントローラ・ファミリ向けのソフトウェア・ツールが付属しています。 Fusion Digital Power を使用すると、複雑なプログラミング・スキルを習得する必要なしで、電源エンジニアがデジタル電源の利点を実現しやすくなります。Fusion Digital Power は直観的なツールであり、開発中の設計の評価フェーズ、開発フェーズ、テスト・フェーズで役に立ちます。
Fusion Digital Power (...)