【2018.12.4直播QA】TI 基于GaN 的高频(1.2MHz)高效率 1.6kW 高密度临界模式 (CrM) 图腾柱功率因数校正 (PFC) 转换器的应用介绍1、既然用GaN,为什么不是CCM?
A: CRM是电感电流临界导通模式,相比于CCM, 更容易实现软开关控制,实现高效率
2、F280049这颗IC,相对于以往的TI的Piccolo系列,有什么较大的改变,如ADC精度以及memory等方面???
A: 性价比的提高,包括工艺的改进,主频的提高和更多模拟部分的集成等等。
3、关于PFC技术,除了可以节省面积、成本(bom成本)等方面,还有那些技术优势
A: Gna 软开关PFC参考设计 除了可以实现高开关频率控制,还可以实现接近99%很高的效率
4、PFC图腾柱功率因素矫正在环路搭建时有哪些注意事项?环路参数调整有没有没有什么好的方法?
A: 加对电网电压锁相环控制,环路参数调整可以用SFRA工具辅助调节
5、TMS320C54x芯片属于哪类DSP
A: C5000系列,跟今天的C2000是两大不同的产品系列。
6、有没有什么好用的环路模拟仿真程序库包?
A: TI C2000提高SFRA (software frequency response analyzer)
7、1.2MHz的开关频率,是每个开关周期都进行一次环路运算吗?F280049主频100MHz,一个开关周期才83个CPU时钟,能把环路算完吗?
A: 请关注直播内容,并有基本的计算时间和内存分配benchmark
8、资料可以下载吗?
A: 可以的,请下载c2000ware digital power SDK
9、功率如此大,如何进行散热。该转换器所使用的主控芯片有什么特点。
A: 效率很高,实际损耗并不大,另外主控芯片集成了TMU,tpye-4 PWM,内部比较器模块等实现高精度PWM控制以及复杂算法控制
10、应用领域有哪些?
A: 开篇已经提到,包括服务器电源,通信电源,工业电源和车载OBC等
11、PFC 为什么效率高
A: 在整个电网电压输入范围基本上实现了ZVS软开关技术
12、开关电源带pfc功率校正是什么意思
A: 就是实现输入电流与电网电压同频同相控制,减少电流对电网的干扰
13、基于GaN 的高频(1.2MHz)高效率 1.6kW其转换率最大能达到多少?
A: 效率最高可以大98.7%
14、电源里主动PFC和被动PFC有什么区别
A: 主动PFC需要加控制芯片,对输入电流波形和相位进行调理,功率因数比较高
15、带pfc 输入电压和电流正比吗
A: 电网电压增加锁相环控制之后的信号, 与电流的峰值信号相乘就是电流的本周期的参考电流信号
16、如何选择PFC电路二极管来提高PFC电路效率?
A: 本方案是采用MOSFET来代替二极管,让电感能够有一定的负电流控制,实现更宽范围的ZVS软开关。
17、高密度临界模式 (CrM) 图腾柱 是什么概念?
A: 图腾柱pfc一种PFC的电路拓扑结构,临界模式CRM指电感电流控制是临界导通模式
18、pfc校正功率因素能到多少
A: 接近于1
19、是否有半桥或全桥封装?
A: 是半桥封装
20、死区时间最小到多少?
A: C2000最新的F28004x的高精度PWM可以支持死区模式,达到180p的精度,因此是它的倍数即可。
21、F280049pwm最高能出多少频率?
A: 可以比1.2MHz更高
22、图腾柱功率因数校正的原理是什么?为什么选用图腾柱功率因数校正?
A: 图腾柱PFC电路是最简单的PFC无桥的电路拓扑,能实现较高效率控制
23、TI 基于GaN 的高频(1.2MHz)高效率 1.6kW 高密度临界模式 (CrM) 图腾柱功率因数校正 (PFC)转换器的应用优势有哪些?
A: 应用优势是实现很宽范围的ZVS软开关,效率提高。
24、轻载时变压器噪声与重载时开关管尖峰是小功率开关电源的难点,TIDA-00961方案在这两方面有无更好解决?
A: TIDA 00961采用了interleave 两相交错PFC控制,轻载时只开一路PFC, 重载时开两路,在轻载时也能实现比较好的性能
25、C2000产品使用了GaN材料吗
A: 不是的,这是两个不同的部分。C2000实现数字控制,GaN实现功率驱动。
26、GAN对驱动电路有什么特殊要求?
A: LMG3410R070是把管子和驱动都集成在一起,并且集成了过压,过流,温度保护功能
27、ZVS检测是通过外围电路吗?ZVS控制的范围是?
A: 通过检测电感上的电压,经过RC滤波后送至MCU的比较模块,进行相关的ZVS环路控制
28、F280049主控芯片是集成PFC功能,还是方案需要额外的PFC芯片?
A: 不需要,使用F280049实现数字控制
29、TIDA-00961方案在多大功率以上的电源设计有更好的性价比优势?
A: TIDA 00961目前最高功率可以达到2KW
30、效率98.7%是怎么做到的,依靠哪些设计?
A: 跟普通的图腾柱pfc比较,方案改进了ZVS控制,即对电感电流在一个pwm周期内有一定的负电流控制,实现ZVS软开关,提高了效率
31、目前GaN是只有FET还是有有集成的电源芯片或模块了呢
A: LMG3410R070集成了GnNf管子,驱动,和相关保护
32、目前是在多少电压下工作的啊?
A: 可以支持220Vac和110Vac
33、电感如何优化?高频对电感影响很大吧
A: 高频电感可以设计的比较小,TIDA-00961采用的是15uH电感
34、增加交错并联的相数具有哪些特点?
A: 功率可以做的更大,同时电流谐波控制会更好
35、这么高的效率,,带载测试的实际效果?
A: 可以参考直播后面的实验波形
36、散热效果怎么样 需要强制散热吗
A: 不需要
37、为什么电压是85-265之间,超出电压是否有可能的环境?会怎样?
A: 超出电压需要进行过压保护
38、基于Gan的转换器开关动作频率有多高呢。
A: 可以达到1.2MHZ
39、图腾柱PFC相对于传统PFC有哪些优势?
A: 无桥PFC,效率可以更高
40、电源输入范围多大?满足110和220两种吗?
A: 满足
41、GaN可以在BLDC领域应用不?
A: 可以,TI有针对电机控制的参考方案
42、输出电压390V是个什么概念
A: 对输出电压进行恒压控制,即控制在390V左右
43、一般环路的调用周期和开关频率有没有一定的关系?
A: TIDA00961有三个环路控制,分别是电压环,电流环,和ZVS环, ZVS环是开关频率的1/3。
44、这种是什么模式的PFC?
A: 图腾柱 CRM 的PFC
45、GaN应用会降低过零点电流尖峰吗?
A: 需要在控制加入专门针对过流点时的控制,如主控管软起,各个开关管的合理的开通顺序等
46、功率因数非常接近1对电网有什么危害?
A: 接近于1,对电网影响就很小
47、一定需要锁相环来判断电网的过零点吗?采用锁相环的好处是什么?锁相环会增加程序的执行速率
A: 不需要判断过零点,好处就是锁相环输出是标准的正弦波,防止电网正弦波不高引起一些电流谐波增加
48、請問Blank的時間怎麼定義?
A: 使用内部PWM模块寄存器设置
49、ZVS的处理过程是硬件处理的吗,需要软件参与吗?
A: 硬件处理
50、所以Blank信号相对dsp是一个输入信号?
A: 是你自己可以设定的一个窗口
51、TMU有開根號的指令嗎?
A: TMU没有,但是FPU有
52、此PFC的效率如何?能达到多大的功率因数?
A: 99%和0.99以上
53、在控制环路中计算参数的原则是什么,硬件加速单元是怎样做到快速计算的,从10US到0.5US提高速率的原则是什么?计算公式这么复杂,都是可以自动计算吗,在设计中是否需要人工来计算这个复杂的公式?
A: 计算公式可以查看相关的文献,计算快速的原因是可以使用FPU和TMU通过硬件指令执行复杂的开方和除法以及三角运算。
54、F280049的AD采样,看课件上是有多个ADC转换器,是否说明可以进行同步采样?采用同一个触发条件,把280049的所有AD通道都完成一次采样最短需要多长时间?
A: 之前的芯片也可以同步采样,F280049有多个ADC转换器是既可以同步采样,还可以同步转换,转换速度是3.5MSPS
55、F28用的开发环境也是CCS吗?本方案的程序官方提供吗?
A: 是CCSv8,相关资料下载请参考问题#21的回答。
56、CLA能读取AD转换值和进行环路计算,以及PWM的CMP赋值吗?这样是不是说明整个控制环路都放在CLA里面?比如说通过PWM的某个条件触发一次就经行一次环路计算,以达到控制频率和开关频率同步的目的?
A: 是的,可以这么做
57、原理图中有没有OCP等保护电路?该保护功能怎么实现?
A: 使用片上CMPSS直接硬件保护
58、怎样快速看懂视频中这个SOLUTION:ONE SHOT标题页面里的这个图的原理
A: 可以查看F280049的TRM(technical reference manual)中对应的EPWM章节的详细描述
59、如果功率回路出现过流,如何实现其保护功能?
A: 保护是通过片上模块CMPSS硬件实现的
60、主要就是AD采集的处理,和PWM的输出控制,别的简单点的MCU也可以实现吧?
A: 原理上是的,但是ADC需要采样速度和精度,PWM需要高精度控制和对应的高频,还有两个模块之间的协同,以及刚才提到的许多PWM的实现细节,包括CPU的硬件支持一些快速运算,这些是通用MCU都不能实现的。
61、该方案中的CPU对于AD采集是不是要求很高,需要多高的精度。
A: 目前使用的的是12位模式
62、在高频开关下如何来保持控制的精确性和准确度
A: 采用28004x type4 HRPWM,实现对周期,占空比以及死区的高精度PWM控制。
63、如何避免在输入电压过零点时刻的电流尖峰?
A: 刚才介绍过使用片上EPWM的blanking功能
64、这个TFU加速单元只针对ZVS使用是吗?
A: ZVS并没有使用TMU,它是使用片上的CMPSS和PWM实现的,TMU是用于计算开关时间。另外它还可以完成涉及到三角运算的任何场合,比如电机控制的park变换。
65、F280049最大支持多大的闪存?
A: 256KB
66、AD的采样频率多快啊?
A: 3.5MSPS
67、采用氮化镓高频化的无桥PFC后,体积大大能变小吗,成本还是比较是升还是降了。
A: 能够大大提高功率密度
68、效率提高是怎么实现的?
A: 效率提高提高扩展ZVS软开关,控制电感电流有一定的负电流
69、TIDA-00961方案系统实时工作时钟是多少?ADC是多少位的?
A: 主频100MHz, ADC是12 位
70、TFU加速单元 有什么独特的地方么
A: TMU使用硬件指令执行除法和三角运算,可以在单周期内完成,与执行加法和乘法一样,传统的做法是使用函数库或者查表,分别需要占用很长的执行时间或者很大的内存空间。
71、输出功率多大?
A: 1.6KW
72、输出是不是变频的?
A: PWM控制是变频率的控制
73、TI功率因数校正 (PFC)转换器电路,输入滤波电容,功率开关管和输出二极管的设计如何取值的?
A: 具体可以看TIDA00961设计文档
74、TIDA-00961方案 有那些保护措施
A: LMG3410R070集成了对模块的过压,欠压,温度保护等
75、如果设计别的拓扑时开关频率和环路调用频率有没什么关系?
A: 电流环频率为50K,ZVS环频率是开关频率的1/3
76、这个器件可用于5G吗
A: 可以,而且后续我们还会推出降低成本的同类器件。
77、2KW功率工业电源图腾驱动。大约需要几个MOS并联
A: interleave两相pfc,还是用两个MOS管做低频控制
78、目前有没有根据ZVS检测调整续流管的导通时间?
A: 有,直播提到ZVS环控制就是调整续流导通时间
79、这个方案中电流环的控制采用了什么方式?
A: PI控制
80、GaN的开关频率是多少?开关损耗大吗?效率高吗?
A: 最高可以达到1.2M,由于采用了软开关技术,开关损耗比较小
81、输出能否串联或并联,提高输出电压或功率?
A: 方案是两相的交错pfc,提高输出功率
82、电源功率最大做到多少?
A: 目前方案最高做到2KW
83、这个方案有什么优势?
A: 高效率,高功率密度,尺寸小
84、可实现全范围ZVS控制有哪些要求?
A: 在电网输入电压大于1/2输出电压时,需要让电感电流有一定负的电流,这个负电流持续时间需要精确控制
85、400W的功率,大约需要几颗?
A: 单相pfc控制可以实现800W左右输出
86、CRM交错并联控制的难点在于又要过零点开通,又要交错开通,这个问题要说明白吧
A: CRM控制需要精度算出开关开通时间,关断时间,交错开通主要是两个PWM相位错开180度
87、MOSFET要选择多少V耐压的?
A: 600V
88、Slave Phase 不进行ZVS检测,能彻底实现ZVS吗?
A: ZVS是环路控制,在实时的调节,输出结果会调整PWM周期,两路PWM周期是一样的
89、并联可以提高?
A: 提供输出功率
90、TI的GaN产品是自己生产制造的?器件设计有有什么特点?
A: 是的,特点是集成管子,驱动,各种保护等,具体可以在官网上看相关LMG3410R070资料
91、98.7%是PFC效率,还是OBC效率?
A: PFC效率 |