PMP41017 采用 GaN 和 C2000? MCU 的 3kW 兩相交錯式半橋LLC參考設(shè)計

此參考設(shè)計是一款使用 LMG3422 和 F280039C 器件的 3kW 兩相交錯式半橋電感器-電感器-電容器 （LLC）。這種設(shè)計可以實現(xiàn) 98.1% 的峰值效率和 313 W / in3 的功率密度，并可用作公共冗余電源 （CRPS） 服務(wù)器電源的輸出級，用于評估兩個并聯(lián) LLC 級的控制方法，例如交錯和電流平衡。

*附件：PMP41017 采用 GaN 和 C2000? MCU 的 3kW 兩相交錯式半橋LLC參考設(shè)計.pdf

特征

• 兩相交錯式 LLC 參考設(shè)計
• 氮化鎵 （GaN） 效率高，峰值 98.1%
• 緊湊的尺寸，64 毫米（寬）× 35 毫米（高）× 70 毫米（長）
• 高功率密度，313 W / in3

參數(shù)設(shè)計

1. 概述

• ?設(shè)計名稱?：3-kW, Two-Phase, Interleaved Half-Bridge LLC With GaN and C2000
• ?應(yīng)用領(lǐng)域?：服務(wù)器電源供應(yīng)單元（PSU）、電信整流器、工業(yè)AC-DC轉(zhuǎn)換
• ?主要特點(diǎn)?：高效率（峰值98.1%）、高功率密度（313 W/in3）、兩相交錯式半橋LLC拓?fù)?/li>

2. 關(guān)鍵組件

• ?GaN FET?：LMG3422，提供高開關(guān)速度和低損耗
• ?微控制器?：TMS320F280039C，C2000? Piccolo?系列，負(fù)責(zé)控制算法實現(xiàn)

3. 設(shè)計規(guī)格

• ?輸入電壓?：340 VDC – 420 VDC
• ?輸出電壓?：12 VDC
• ?輸出電流?：0 A – 250 A
• ?峰值效率?：98.1%
• ?功率密度?：313 W/in3
• ?尺寸?：64 mm (寬) × 35 mm (高) × 70 mm (長)
  

4. 系統(tǒng)架構(gòu)

• ?拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)?：兩相交錯式半橋LLC
• ?控制結(jié)構(gòu)?：通過C2000? MCU實現(xiàn)高精度控制，支持交錯和電流平衡控制方法
• ?隔離驅(qū)動?：使用隔離驅(qū)動器ISO Drv實現(xiàn)初級側(cè)和次級側(cè)之間的隔離控制

5. 測試條件與設(shè)備

• ?電壓和電流要求?：輸入電壓340 VDC – 420 VDC，輸入電流0 A – 9 A，輸出電壓12 VDC，輸出電流0 A – 250 A
• ?所需設(shè)備?：
  • 計算機(jī)，安裝Code Composer Studio?和DigitalPower SDK
  • TMDSCNCD280039C daughter card
  • Chroma 62050H-600可編程DC電源
  • IT6010c-80-300電子負(fù)載
  • 雙通道隔離DC電源（12 V, 3 A）
  • WT500功率分析儀
  • 示波器（最小帶寬100 MHz）
  • 電流探頭（最小帶寬100 kHz）
  • 多通道溫度測試儀

6. 測試結(jié)果

• ?效率?：在不同輸入電壓和輸出功率下，系統(tǒng)效率高達(dá)98.1%
• ?輸出電流紋波?：在不同相位偏移下測試了輸出電容器的電流紋波，展示了良好的電流平衡效果

7. 安全與注意事項

• ?警告?：在處理通電的PMP41017A板時，避免觸摸電路板或電氣元件，以防電擊危險
• ?電容建議?：考慮在板輸入端口附近添加一個820-μF、450-V的電子電容器，以提高穩(wěn)定性（本設(shè)計中未包含此電容）