Conception de référence PFC et onduleur TIDA-1606

La conception de référence du convertisseur CA/CC de 10 kW TIDA-01606, avec pièces Texas Instruments et Würth Elektronik, montre comment mettre en œuvre un étage PFC et un onduleur AFE (circuit d'entrée actif) bidirectionnel à trois niveaux, triphasé, basé sur SiC. La conception utilise une fréquence de commutation allant jusqu'à 90 kHz et un filtre de sortie LCL pour réduire la taille des éléments magnétiques tout en maintenant un rendement maximal de 98,6 %. Grâce à ces produits, les concepteurs peuvent facilement mettre en œuvre un contrôle AFE triphasé complet dans le domaine DQ. Cette conception de convertisseur bidirectionnel permet à la fois une charge rapide CC et des applications d'alimentation véhicule-réseau (V2G) jusqu'à 900 V.

La conception de référence TIDA-01606 comprend une gamme de composants passifs Würth Elektronik, notamment des inductances de puissance, des perles de ferrite, des transformateurs push-pull, et plus encore ; cela prend en charge une capacité de conception en tant qu'étage d'onduleur CC/CA triphasé à trois niveaux basé sur SiC. L'intégration de ces composants Würth Elektronik contribue au rendement élevé de la conception (jusqu'à 99 %), à sa capacité à gérer des tensions de bus CC élevées (jusqu'à 1000 V) et à sa compacité grâce à une fréquence de commutation élevée de 50 kHz.

Pour compenser les contraintes de tension générées par les chargeurs CC haute tension et les panneaux solaires, des topologies mises à jour ont été conçues. Les demi-ponts traditionnels bloquent la totalité de la tension d’entrée sur chaque dispositif de commutation. En ajoutant des composants de blocage et de conduction commutés supplémentaires, il est possible de réduire considérablement la contrainte globale sur le dispositif. Cette conception de référence montre comment implémenter un convertisseur à trois niveaux. Des convertisseurs de niveau supérieur sont également possibles, augmentant encore la capacité de gestion de la tension. Une densité de puissance supplémentaire est également rendue possible par le passage à des vitesses de commutation plus élevées, jusqu'à 90 kHz dans les convertisseurs de puissance. Comme le montre cette conception, même une vitesse de commutation légèrement plus élevée réduit la taille globale requise pour l'étage de filtre de sortie ; cela contribue activement à la taille de la conception. Cette conception de référence utilise des MOSFET SiC ainsi que la technologie de circuit d'attaque de grille SiC de TI pour démontrer l'augmentation potentielle de la densité de puissance. Malgré l'empreinte réduite, une distorsion harmonique totale (THD) inférieure à 3 % est obtenue à charge maximale.