IC-Hersteller Texas Instruments

IC-Hersteller (109)

Texas Instruments TPS563203DRLR | Demoboard TIDA-011012

50kW SiC-based modular solid-state transformer for medium-voltage applications reference design

Details

TopologieAbwärtswandler
Eingangsspannung4.2-17 V
Schaltfrequenz5-10 kHz
IC-RevisionJune 2026

Beschreibung

This design implements a three-phase solid-state transformer (SST) based on a silicon carbide (SiC) power module. Using a modular architecture allows for stacking multiple converter submodules in series to meet medium-voltage grid requirements. Using fast switching SiC devices enables the DC/AC stage to switch at 10kHz and the dual active bridge (DAB) isolation stage at 100kHz, which reduces the size of the high-frequency magnetic components and increases the overall power density. Inter-module communication provide the high isolation voltage levels required in medium-voltage end equipment. The cascaded topology distributes the grid voltage evenly across submodules, allowing the use of standard lower-voltage rated SiC devices while maintaining full medium-voltage operation.

Eigenschaften

50kW rated reference design with modular and scalable architecture.Medium-voltage DC link rated at 2.2kV, low voltage DC link at 1.5kV.SiC power module based H-Bridge converter on the medium-voltage side.Dual active bridge (DAB) for isolated DC/DC conversion stage switching at 100kHz.DC/AC converter switching at 10kHz in unipolar mode.Fiber optic communication between submodules providing the required isolation voltage.Bidirectional power flow capability supporting gridto-storage and storage-to-grid operation.Single module dimensions: 850mm × 300mm × 80mm.

Typische Anwendungen

  • Solid State Transformer (SST)
  • Power Conversion system (PCS)
  • Central inverter
  • Energy Storage System

Weiterführende Informationen

Von Texas Instruments freigegebene Bauteile

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Daten­blatt
Simu­lation
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Status
Produktserie
λDom typ.(nm)
Emittierte Farbe
λPeak typ.(nm)
IV typ.(mcd)
VF typ.(V)
Chiptechnologie
2θ50% typ.(°)
L(µH)
IRP,40K(A)
ISAT,30%(A)
RDC typ.(mΩ)
RDC max.(mΩ)
fres(MHz)
Montageart
Typ
L(mm)
IR(A)
Arbeitsspannung(V (AC))
Betriebstemperatur
Verpackung
B(mm)
H(mm)
IR 1(A)
Ti
Tl(mm)
Pins
MusterVerfügbarkeit & Muster
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SPECWL-SMCW SMT Mono-color Chip LED Waterclear, 570 nm, Hellgrün
Simu­lation
Verfügbarkeit
–
Status
AktivProduktion ist aktiv. Erwartete Lebenszeit: >10 Jahre.
iProduktion ist aktiv. Erwartete Lebenszeit: >10 Jahre.
dominante Wellenlänge [typ.]570 nm
Emittierte FarbeHellgrün 
Spitzen-Wellenlänge [typ.]572 nm
Lichtstärke [typ.]40 mcd
Durchlassspannung [typ.]2 V
ChiptechnologieAlInGaP 
Abstrahlwinkel Phi 0° [typ.]140 °
–
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MontageartSMT 
–
Länge1.6 mm
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Betriebstemperatur -40 °C up to +85 °C
VerpackungTape and Reel 
Breite0.8 mm
Höhe0.7 mm
–
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–
–Verfügbarkeit prüfen
SPECWP-BUCF REDCUBE PRESS-FIT with internal thread, circumference, –, –
Simu­lation–
Verfügbarkeit
–
Status
AktivProduktion ist aktiv. Erwartete Lebenszeit: >10 Jahre.
iProduktion ist aktiv. Erwartete Lebenszeit: >10 Jahre.
–
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–
MontageartPress-Fit 
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Nennstrom175 A
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Betriebstemperatur -55 °C up to +150 °C
VerpackungTray 
Breite9 mm
Höhe6 mm
Nennstrom [1]175 A
InnengewindeM4 
Gewindelänge6 mm
Pins12 
–Verfügbarkeit prüfen
SPECWR-PHD Stiftleisten - Einreihig, –, –
Simu­lation–
Verfügbarkeit
–
Status
AktivProduktion ist aktiv. Erwartete Lebenszeit: >10 Jahre.
iProduktion ist aktiv. Erwartete Lebenszeit: >10 Jahre.
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–
MontageartTHT 
TypGerade 
Länge25.4 mm
Nennstrom3 A
Arbeitsspannung250 V (AC)
Betriebstemperatur -40 °C up to +105 °C
VerpackungBeutel 
–
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–
–
–
Pins10 
–Verfügbarkeit prüfen
SPECWE-XHMI SMT Speicherdrossel, –, –

Anstehende PCN

Aufgrund einer anstehenden PCN wird in Kürze eine Änderung am Bauteil durchgeführt. Anbei finden Sie die entsprechende PCN. Bei weiteren Fragen wenden Sie sich bitte an Ihren Vertriebsmitarbeiter.

Simu­lation
Verfügbarkeit
–
Status
AktivProduktion ist aktiv. Erwartete Lebenszeit: >10 Jahre.
iProduktion ist aktiv. Erwartete Lebenszeit: >10 Jahre.
–
–
–
–
–
–
–
Induktivität4.7 µH
Performance Nennstrom5.3 A
Sättigungsstrom @ 30%5.8 A
Gleichstromwiderstand31.3 mΩ
Gleichstromwiderstand36.96 mΩ
Eigenresonanzfrequenz28 MHz
MontageartSMT 
–
Länge4.3 mm
–
–
Betriebstemperatur -40 °C up to +125 °C
–
Breite4.3 mm
Höhe3 mm
–
–
–
–
–Verfügbarkeit prüfen