采用氮化镓PFC技术的瑞萨1.2kW高压逆变器解决方案

2024-09-19 20:03:05 来源: 中电港 作者:瑞萨君

  在智能制造与工业自动化快速发展的趋势下,企业对于电机驱动系统的要求已不再局限于基本的性能表现,而是更加注重系统的能效比、可靠性以及其对整体生产效率的提升作用。针对这一需求,瑞萨推出采用氮化镓功率因数校正(PFC)技术的1.2kW小型高压逆变器解决方案,为工业界带来了高效、节能的新选择。

  系统框图

  如今,大多数逆变器都采用传统的PFC拓扑结构,这些结构共同特点是使用硅MOSFET或绝缘栅双极晶体管(IGBT)作为核心组件,然而,在更高功率和更小尺寸的设计趋势下,这种方案可能会面临开关损耗和散热问题。为应对此挑战,瑞萨电子将硅器件替换为氮化镓场效应管—TP65H300G4LSG,以提高效率并降低系统成本。TP65H300G4LSG结合了先进的高压氮化镓HEMT与低压硅MOSFET技术,展现出卓越的可靠性和性能。相比传统硅器件,TP65H300G4LSG凭借更低的栅极电荷、更小的交叉损耗和反向恢复电荷,有效提升了系统效率。

  为实现精密电机控制,该方案采用RA6T2 MCU,其基于240MHz的Arm Cortex -M33内核设计,具有针对高性能和高精度电机控制而优化的外设,可在提高性能的同时降低材料清单(BOM)成本。不仅如此,RA6T2 MCU还内置了可根据输入电压范围设置增益的放大器,并将检测过压过流的比较器等模拟器件整合在内。此外该产品采用的高分辨率PWM,能够实现对DC/DC、DC/AC转换的高精度控制。RA6T2的片上高速Flash具有120MHz的取指速度,搭配Flash cache等措施,确保环路运算代码的高速执行。

  在供电方面,本方案搭载了AccuSwitch 数字PWM控制器iW1825、线性稳压器RAA214250、ISL80102以及ISL9001A和降压稳压器ISL85003A。其中,iW1825集成了高精度控制电路和700V功率MOSFET开关,采用PrimAccurate 初级侧数字控制算法,无需使用光耦合器,即可确保多输出设计具有出色的交叉调节精度,从而满足嵌入式、网络和家电应用长工作寿命、高性能和低成本的需求。

  在运算放大器的选型上,本方案选用ISL28191和ISL28291两款超低噪声、超低失真运算放大器。这两款产品额定工作电压为3V,具有稳定的增益,支持轨到轨摆幅的输出和延伸至地(接地检测)的输入共模电压。

  除此之外,为提高整体性能,此方案搭载了独特的可编程混合信号器件GreenPAK SLG46826和HVPAK SLG47105。其中,HVPAK用于过压保护和放电控制,而GreenPAK可支持硬件PWM击穿保护,确保系统的安全性。

  借助氮化镓的优势和瑞萨多种功率和模拟器件,本方案不仅进一步减小了系统的尺寸和重量,还优化了散热,为工业自动化设备的高效能、小型化设计带来了更多可能。未来,瑞萨电子将继续专注于先进的功率半导体技术,推出更加多样的器件产品,为智能化、可持续化社会的建设提供支持。

关注同花顺财经(ths518),获取更多机会

0

+1
  • 常山北明
  • 南天信息
  • 大唐电信
  • 国华网安
  • 海能达
  • 拓维信息
  • 保变电气
  • 银之杰
  • 代码|股票名称 最新 涨跌幅