IC-Hersteller Texas Instruments

IC-Hersteller (107)

Texas Instruments UCC21530 | Demoboard TIDA-010210

6.6-kW three-phase, three-level ANPC inverter/PFC bidirectional power stage reference design

Details

TopologieLeistungsfaktor-Korrektur
Eingangsspannung600-1000 V
Schaltfrequenz50-60 kHz
Ausgang 1400 V / 10 A
IC-RevisionE1

Beschreibung

This reference design provides a design template for implementing a three-level, three-phase, silicon carbide/gallium nitride (SiC/GaN) based ANPC inverter power stage. The use of fast-switching power devices makes it possible to switch at a higher frequency of 100 kHz, reducing the size of magnetics for the filter and increasing the power density of the power stage. The multilevel topology allows the use of 600-V rated power devices at higher DC bus voltages of up to 1000 V. The lower switching voltage stress reduces switching losses resulting in a peak efficiency of 98.5%. This design is modular in construction, making it configurable to work with SiC or GaN power devices with the same filter stage.

Eigenschaften

  • Power stage for three phase inverters/PFCs usingSiC/GaN switch
  • 650-V rated switches in 800-V system (due tothree levels)
  • Novel on-board protection implemented using CLBof C2000
  • Iso-dual channel driver supports high frequencyoperation (100KHz)
  • Shunt based current sense (high accuracy andlinearity over temperature)

Typische Anwendungen

  • Solar String Inverters, Solar Central Inverters, Energy storage power conversion system (PCS)

Weiterführende Informationen

Artikeldaten

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Artikel Nr.
Daten­blatt
Simu­lation
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Status
Produktserie
Anwendung
PCB/Kabel/Panel
Modularity
Wire Section
λDom typ.(nm)
Emittierte Farbe
λPeak typ.(nm)
IV typ.(mcd)
VF typ.(V)
Chiptechnologie
50% typ.(°)
RDC(Ω)
L(µH)
ISAT(A)
fres(MHz)
Vin
VOut1(V (DC))
IOut1(A)
Isolierungstyp
fswitch(kHz)
∫Udt(Vµs)
NPRI : NSEC
VT(V (RMS))
L(mm)
Montageart
Bauform
ISAT,30%(A)
Kernmaterial
Arbeitsspannung(V (AC))
Betriebstemperatur
B(mm)
H(mm)
Ti
Tl(mm)
Pins
Z @ 100 MHz(Ω)
Zmax(Ω)
Testbedingung Zmax
IR(A)
Z @ 1 GHz(Ω)
Typ
MusterVerfügbarkeit & Muster
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SPECWR-TBL Series 2141 - 3.50 mm Horiz. Entry Modular, Käfigzugklemme, PCB
Simu­lation
Verfügbarkeit
Status Aktivi| Produktion ist aktiv. Erwartete Lebenszeit: >10 Jahre.
AnwendungKäfigzugklemme 
PCB/Kabel/PanelPCB 
ModularityJa 
Wire Section 24 to 16 (AWG) 0.2 to 1 (mm²)
Länge7.05 mm
MontageartTHT 
Arbeitsspannung300 V (AC)
Betriebstemperatur -40 °C up to +105 °C
Pins
Nennstrom10 A
TypHorizontal 
Verfügbarkeit prüfen
SPECWE-CBA SMT EMI Suppression Ferrite Bead, –, –
Simu­lation
Verfügbarkeit
Status Aktivi| Produktion ist aktiv. Erwartete Lebenszeit: >10 Jahre.
Gleichstromwiderstand0.035 Ω
Länge2 mm
MontageartSMT 
Bauform0805 
Betriebstemperatur -55 °C up to +125 °C
Breite1.2 mm
Höhe0.9 mm
Impedanz @ 100 MHz120 Ω
Maximale Impedanz180 Ω
Maximale Impedanz300 MHz 
Nennstrom2.5 A
Impedanz @ 1 GHz114.591 Ω
TypHochstrom 
Verfügbarkeit prüfen
SPECWE-MPSB EMI Multilayer Power Suppression Bead, –, –
Simu­lation
Verfügbarkeit
Status Aktivi| Produktion ist aktiv. Erwartete Lebenszeit: >10 Jahre.
Länge1.6 mm
MontageartSMT 
Bauform0603 
Betriebstemperatur -55 °C up to +125 °C
Breite0.8 mm
Höhe0.8 mm
Impedanz @ 100 MHz26 Ω
Maximale Impedanz39 Ω
Maximale Impedanz515 MHz 
Nennstrom6.5 A
Impedanz @ 1 GHz33 Ω
TypHochstrom 
Verfügbarkeit prüfen
SPECWE-PPTI Push-Pull Transformers, –, –
Simu­lation
Verfügbarkeit
Status Aktivi| Produktion ist aktiv. Erwartete Lebenszeit: >10 Jahre.
Induktivität340 µH
Input Voltage 5 V (DC)
Ausgangsspannung 15 V (DC)
Ausgangsstrom 10.65 A
IsolierungstypVerstärkt 
Switching Frequency 300 - 620
Spannung-µSekunde10 Vµs
Übersetzungsverhältnis1:1.3 
Prüfspannung5000 V (RMS)
Länge9.14 mm
MontageartSMT 
Bauform1209 
Betriebstemperatur -40 °C up to +125 °C
Breite12.7 mm
Höhe7.62 mm
Verfügbarkeit prüfen
SPECWR-PHD Stiftleisten - Einreihig, –, –
Simu­lation
Verfügbarkeit
Status Aktivi| Produktion ist aktiv. Erwartete Lebenszeit: >10 Jahre.
Länge5.08 mm
MontageartTHT 
Arbeitsspannung250 V (AC)
Betriebstemperatur -40 °C up to +105 °C
Pins
Nennstrom3 A
TypGerade 
Verfügbarkeit prüfen
SPECWR-PHD Stiftleisten - Einreihig, –, –
Simu­lation
Verfügbarkeit
Status Aktivi| Produktion ist aktiv. Erwartete Lebenszeit: >10 Jahre.
Länge7.62 mm
MontageartTHT 
Arbeitsspannung250 V (AC)
Betriebstemperatur -40 °C up to +105 °C
Pins
Nennstrom3 A
TypGerade 
Verfügbarkeit prüfen
SPECWE-PPTI Push-Pull Transformers, –, –
Simu­lation
Verfügbarkeit
Status Aktivi| Produktion ist aktiv. Erwartete Lebenszeit: >10 Jahre.
Induktivität200 µH
Input Voltage 5 V (DC)
Ausgangsspannung 117 V (DC)
Ausgangsstrom 10.25 A
IsolierungstypVerstärkt 
Switching Frequency 420 - 700
Spannung-µSekunde9 Vµs
Übersetzungsverhältnis1:3.5 
Prüfspannung5000 V (RMS)
Länge9.14 mm
MontageartSMT 
Bauform1209 
Betriebstemperatur -40 °C up to +125 °C
Breite12.7 mm
Höhe7.62 mm
Verfügbarkeit prüfen
SPECWE-LQS SMT-Speicherdrossel, –, –
Simu­lation
Verfügbarkeit
Status Aktivi| Produktion ist aktiv. Erwartete Lebenszeit: >10 Jahre.
Gleichstromwiderstand0.86 Ω
Induktivität10 µH
Sättigungsstrom0.6 A
Eigenresonanzfrequenz39 MHz
Länge2 mm
MontageartSMT 
Bauform2010 
Betriebstemperatur -40 °C up to +125 °C
Breite1.6 mm
Höhe1 mm
Nennstrom0.5 A
Verfügbarkeit prüfen
SPECWP-THRBU REDCUBE THR with internal through-hole thread, –, –
Simu­lation
Verfügbarkeit
Status Aktivi| Produktion ist aktiv. Erwartete Lebenszeit: >10 Jahre.
MontageartTHR 
Betriebstemperatur -55 °C up to +150 °C
Breite7 mm
Höhe3 mm
InnengewindeM3 
Gewindelänge2.5 mm
Pins
Nennstrom50 A
Verfügbarkeit prüfen
SPECWL-SMCD SMT Mono-color Chip LED Diffused, –, –
Simu­lation
Verfügbarkeit
Status Aktivi| Produktion ist aktiv. Erwartete Lebenszeit: >10 Jahre.
dominante Wellenlänge [typ.]573 nm
Emittierte FarbeHellgrün 
Spitzen-Wellenlänge [typ.]575 nm
Lichtstärke [typ.]60 mcd
Durchlassspannung [typ.]2 V
ChiptechnologieAlInGaP 
Abstrahlwinkel Phi 0° [typ.]140 °
Länge1.6 mm
Bauform0603 
Betriebstemperatur -40 °C up to +85 °C
Breite0.8 mm
Höhe0.4 mm
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SPECWE-HCFT THT-Hochstrominduktivität, –, –

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 Aktivi| Produktion ist aktiv. Erwartete Lebenszeit: >10 Jahre.
Induktivität22 µH
Sättigungsstrom49.4 A
Eigenresonanzfrequenz8.15 MHz
Länge34.5 mm
MontageartTHT 
Bauform3533 
Sättigungsstrom @ 30%49.4 A
KernmaterialMnZn 
Betriebstemperatur -40 °C up to +125 °C
Breite36 mm
Höhe35 mm
Nennstrom23.2 A
Verfügbarkeit prüfen
SPECWE-PPTI Push-Pull Transformers, –, –
Simu­lation
Verfügbarkeit
Status Aktivi| Produktion ist aktiv. Erwartete Lebenszeit: >10 Jahre.
Induktivität250 µH
Input Voltage 5 V (DC)
Ausgangsspannung 119.5 V (DC)
Ausgangsstrom 10.25 A
IsolierungstypVerstärkt 
Switching Frequency 420 - 700
Spannung-µSekunde9 Vµs
Übersetzungsverhältnis1:3.9 
Prüfspannung5000 V (RMS)
Länge9.14 mm
MontageartSMT 
Bauform1209 
Betriebstemperatur -40 °C up to +125 °C
Breite12.7 mm
Höhe7.62 mm
Verfügbarkeit prüfen