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Texas Instruments UCC21530 | Demoboard TIDA-010210
6.6-kW three-phase, three-level ANPC inverter/PFC bidirectional power stage reference design
Details
| Topologie | Leistungsfaktor-Korrektur |
| Eingangsspannung | 600-1000 V |
| Schaltfrequenz | 50-60 kHz |
| Ausgang 1 | 400 V / 10 A |
| IC-Revision | E1 |
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
Artikel Nr. | Datenblatt | Simulation | Downloads | Status | Produktserie | PCB/Kabel/Panel | Modularity | Wire Section | λDom typ.(nm) | Emittierte Farbe | λPeak typ.(nm) | IV typ.(mcd) | VF typ.(V) | Chiptechnologie | 2θ50% 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 | Muster | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 | WR-TBL Series 2141 - 3.50 mm Horiz. Entry Modular, Käfigzugklemme, PCB | Simulation– | Downloads6 Dateien | Status Aktivi| Produktion ist aktiv. Erwartete Lebenszeit: >10 Jahre. | 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 | – | – | – | – | Pins2 | – | – | – | Nennstrom10 A | – | TypHorizontal | |||
 | WE-CBA SMT EMI Suppression Ferrite Bead, –, – | Downloads10 Dateien RF & Microwave SimulationsmodelleAlle 10 Dateien als ZIP herunterladen | Status Aktivi| Produktion ist aktiv. Erwartete Lebenszeit: >10 Jahre. | ProduktserieWE-CBA SMT EMI Suppression Ferrite Bead | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | 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 | |||
 | WE-MPSB EMI Multilayer Power Suppression Bead, –, – | Status Aktivi| Produktion ist aktiv. Erwartete Lebenszeit: >10 Jahre. | ProduktserieWE-MPSB EMI Multilayer Power Suppression Bead | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | 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 | ||||
 | WE-PPTI Push-Pull Transformers, –, – | Simulation– | Status Aktivi| Produktion ist aktiv. Erwartete Lebenszeit: >10 Jahre. | ProduktserieWE-PPTI Push-Pull Transformers | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | 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 | – | – | – | – | – | – | – | – | – | |||
 | WR-PHD Stiftleisten - Einreihig, –, – | Simulation– | Status Aktivi| Produktion ist aktiv. Erwartete Lebenszeit: >10 Jahre. | ProduktserieWR-PHD Stiftleisten - Einreihig | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | Länge5.08 mm | MontageartTHT | – | – | – | Arbeitsspannung250 V (AC) | Betriebstemperatur -40 °C up to +105 °C | – | – | – | – | Pins2 | – | – | – | Nennstrom3 A | – | TypGerade | |||
 | WR-PHD Stiftleisten - Einreihig, –, – | Simulation– | Status Aktivi| Produktion ist aktiv. Erwartete Lebenszeit: >10 Jahre. | ProduktserieWR-PHD Stiftleisten - Einreihig | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | Länge7.62 mm | MontageartTHT | – | – | – | Arbeitsspannung250 V (AC) | Betriebstemperatur -40 °C up to +105 °C | – | – | – | – | Pins3 | – | – | – | Nennstrom3 A | – | TypGerade | |||
| WE-PPTI Push-Pull Transformers, –, – | Simulation– | Status Aktivi| Produktion ist aktiv. Erwartete Lebenszeit: >10 Jahre. | ProduktserieWE-PPTI Push-Pull Transformers | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | 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 | – | – | – | – | – | – | – | – | – | |||
 | WE-LQS SMT-Speicherdrossel, –, – | Status Aktivi| Produktion ist aktiv. Erwartete Lebenszeit: >10 Jahre. | ProduktserieWE-LQS SMT-Speicherdrossel | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | 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 | – | – | ||||
 | WP-THRBU REDCUBE THR with internal through-hole thread, –, – | Simulation– | 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 | Pins4 | – | – | – | Nennstrom50 A | – | – | ||||
 | WL-SMCD SMT Mono-color Chip LED Diffused, –, – | Status Aktivi| Produktion ist aktiv. Erwartete Lebenszeit: >10 Jahre. | ProduktserieWL-SMCD SMT Mono-color Chip LED Diffused | – | – | – | 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 | – | – | – | – | – | – | – | – | – | ||||
 | WE-HCFT THT-Hochstrominduktivität, –, – | Status Aktivi| Produktion ist aktiv. Erwartete Lebenszeit: >10 Jahre. | ProduktserieWE-HCFT THT-Hochstrominduktivität | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | 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 | – | – | ||||
| WE-PPTI Push-Pull Transformers, –, – | Simulation– | Status Aktivi| Produktion ist aktiv. Erwartete Lebenszeit: >10 Jahre. | ProduktserieWE-PPTI Push-Pull Transformers | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | 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 | – | – | – | – | – | – | – | – | – | |||
750344413 | PFC Inductor, –, – | Simulation– | Downloads– | Status Aktivi| Produktion ist aktiv. Erwartete Lebenszeit: >10 Jahre. | Produktserie PFC Inductor | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – |