TIDA-1606インバータとPFCリファレンス設計

Texas InstrumentsとWürth Elektronikの部品を使用したTIDA-01606 10kW AC/DCコンバータリファレンス設計は、双方向3レベル、3相、SiCベースのアクティブフロントエンド（AFE）インバータとPFCステージの実装方法を示します。この設計では、最大90kHzのスイッチング周波数とLCL出力フィルタを使用して、98.6％のピーク効率を維持しながら磁気回路のサイズを縮小しています。この設計製品を使用することで、設計者はDQドメインで完全な3相AFE制御を容易に実装できます。この双方向コンバータ設計により、最大900VでのDC急速充電と車両からグリッドへの（V2G）電力アプリケーションの両方が可能になります。

TIDA-01606リファレンス設計には、パワーインダクタ、フェライトビーズ、プッシュプルトランスなどのWürth Elektronikの受動部品が搭載されており、3レベル、3相SiCベースのDC/ACグリッド接続インバータ段としての機能をサポートします。これらのWürth Elektronik製部品の組み込みにより、設計の高効率（最大99％）、高DCバス電圧（最大1,000V）の対応能力、50kHzの高スイッチング周波数によるコンパクトなサイズが実現します。

高電圧DC充電器やソラーアレイによって生成される電圧ストレスを補正するために、最新のトポロジが設計されています。従来のハーフブリッジは、各スイッチングデバイスの全入力電圧をブロックしていました。スイッチングブロッキングと導通コンポーネントを追加することで、デバイスにかかる全体的なストレスを大幅に低減することができます。このリファレンス設計は、3レベルコンバータの実装方法を示すものです。より高レベルのコンバータも可能で、電圧処理能力をさらに高めることができます。また、電力コンバータのスイッチング速度を最大90kHzまで高速化することで、さらなる電力密度の向上も実現されます。この設計が示すように、スイッチング速度がわずかに速くなるだけでも、設計サイズの主要因である出力フィルタ段の全体的なサイズ要件が低減されます。このリファレンス設計では、SiC MOSFETとTIのSiCゲートドライバテクノロジーを組み合わせて使用し、電力密度の潜在的な向上例を示しています。フットプリントが小さくなったにもかかわらず、最大負荷時に3％未満の全高調波歪み（THD）が達成されます。