TIDA-1606 逆变器和 PFC 参考设计

采用 Texas Instruments 和 Würth Elektronik 部件的 TIDA-01606 10 kW AC/DC 转换器参考设计演示了如何实现双向三级、三相碳化硅有源前端 (AFE) 逆变器和 PFC 级。该设计采用高达 90 kHz 的开关频率和 LCL 输出滤波器来减小磁性元件的尺寸，同时保持 98.6% 的峰值效率。利用这些产品，设计人员可以轻松地在 DQ 域中实现完整的三相 AFE 控制。这种双向转换器设计可支持高达 900 V 的直流快速充电和车辆到电网 (V2G) 电源应用。

TIDA-01606 参考设计采用一系列 Würth Elektronik 无源元件，包括功率电感器、铁氧体磁珠、推挽变压器等，可用作三级、三相碳化硅 DC/AC 并网逆变器级。这些 Würth Elektronik 零件的加入有助于提高设计的效率（高达 99%）、处理高直流总线电压（高达 1,000 V）的能力，并且由于 50 kHz 的高开关频率而实现紧凑的尺寸。

为了补偿高压直流充电器和太阳能电池阵列产生的电压应力，我们设计了更新的拓扑结构。传统半桥会阻止每个开关设备上的全输入电压。通过添加额外的开关阻塞和传导组件，可以显著减少设备上的整体应力。该参考设计展示了如何实现三级转换器。也可实现更高级别的转换器，从而进一步提高电压处理能力。通过将电源转换器的开关速度提高至高达 90 kHz，以获得额外的功率密度。正如该设计所示，即使稍微提高开关速度也会降低输出滤波器级的总体尺寸要求，而输出滤波器级是设计尺寸的主要因素。该参考设计使用 SiC MOSFET 与 TI SiC 栅极驱动器技术来展示功率密度的潜在提升。尽管占用空间减小，在最大负载下仍可实现小于 3% 的总谐波失真 (THD)。