스마트 파워

(1) MPPT 인터리브드 부스트 컨버터

MPPT(최대 전력 추적) 병렬형 부스트 컨버터는 태양광(PV) 애플리케이션을 위한 참고 설계입니다. 이는 디지털 제어 MPPT 알고리즘을 갖춘 병렬형 부스트 회로로, 태양광 발전 시스템 애플리케이션에 사용됩니다. 이 컨버터는 실리콘 카바이드(SiC) MOSFET을 사용하여 높은 스위칭 주파수에서 작동하며, 이를 통해 전력 손실을 줄이고, 높은 효율을 제공하며, 크기와 무게를 감소시킵니다.

(2) 태양광 인버터 및 에너지 저장 시스템용 HMI

본 참조 설계는 CAN 버스를 통해 에너지 저장 장비(인버터 / MPPT와 CLLLC 배터리 충전기를 포함한 PV 시스템 등)와 인터페이스하는 HMI(인간-기계 인터페이스) 솔루션입니다. 이 HMI 참조 솔루션은 5개의 버튼, LCD 디스플레이 및 RTC 기능으로 구성되어 있습니다. CAN-FD 인터페이스 외에도 Ethernet, WIFI & BT 및 2-way RS485를 제공하여 KNX 또는 기타 외부 장치에 연결할 수 있습니다.

(3) 동기식 벅 컨버터

이것은 동기식 벅 컨버터 설계 논문입니다. 이 설계는 4개의 병렬 SiC MOSFET을 사용하는 전형적인 동기식 벅 토폴로지입니다. 높은 효율을 달성하고 크기와 중량을 줄이기 위해 높은 스위칭 주파수에서 작동합니다. 이는 충전 시스템, 태양광 MPPT 등과 같은 고전력 애플리케이션에 사용할 수 있습니다. 또한 사용자가 SiC MOSFET 시스템 설계를 신속하게 진행하고 제품 개발 주기를 크게 단축하는 데 도움이 됩니다.

Arrow-ST-TE 15kW 양방향 PFC

3상 3레벨 T형 양방향 전력 변환기

이 참조 디자인은 3레벨 T-Type 구성에 기반한 고전력 삼상 능동 프론트 엔드(AFE) 양방향 정류기 애플리케이션을 위한 완벽한 솔루션을 제공합니다. 참조 디자인 구성은 주로 산업 및 전기차 DC 고속 충전 애플리케이션에서 사용됩니다. 이 디자인은 PF, THD 및 전력 변환 제어를 완전하게 관리할 수 있는 고성능 마이크로컨트롤러의 완전 디지털 제어 기능을 갖추고 있습니다.

Wolfspeed 22kW 양방향 컨버터 (AFE+DC-DC)

(1) 22kW 양방향 액티브 프론트 엔드(AFE)

이 참조 설계는 Wolfspeed의 1200V C3M™ SiC MOSFET을 활용하여 전기차(EV) 온보드 충전기(OBC), 오프보드 고속 충전기, 에너지 저장 시스템 및 3상 PFC 전원 공급 장치와 같은 산업 응용 분야를 위한 22kW 3상 양방향 능동 프런트 엔드(AFE) 컨버터의 응용을 보여줍니다. 이 설계는 독립형 AC/DC 컨버터로 작동하며 단상 및 3상 입력 모두와 호환됩니다. 두 가지 작동 모드인 전력 인자 보정(PFC) 모드와 인버터 모드를 지원합니다. 두 모드 모두에서 DC 버스 전압은 다양한 조건에서의 작동을 보여주기 위해 유연하게 조정됩니다. TO-247-4 패키지의 1200V C3M™ 32mOhm SiC MOSFET 사용은 최고의 Merit Factor(FOM)를 제공하며, 스위칭 손실과 크로스토크를 줄여줍니다. 이 설계는 이러한 목표를 달성합니다.

이 참조 설계는 새로운 SiC 설계의 시작점으로 사용할 수 있는 포괄적인 설계 패키지로 제공됩니다.

(2) IMS 보드를 활용한 22 kW 양방향 CLLC

이 참조 디자인은 Wolfspeed의 자동차 인증 E3M 1200V SiC MOSFET을 TO-263-7 (J2) 표면 실장 패키지로 사용하여 전기 자동차(EV) 온보드 충전기(OBC) 및 유사한 애플리케이션을 위한 절연 금속 기판(IMS) 보드를 기반으로 한 22kW 양방향 고효율 DC/DC 컨버터를 구현하는 방법을 보여줍니다. AEC-Q101을 준수하는 E3M™ 시리즈 MOSFET은 가장 까다로운 온보드 애플리케이션에 이상적으로 적합합니다. 이 설계는 출력(배터리) 전압에 기반하여 시스템 효율성을 최적화하기 위해 DC/DC 컨버터에 입력 전압을 조정하는 능동 프런트 엔드(AFE) 컨버터와 함께 작동하도록 의도되었습니다. DC 입력 범위는 단상 및 3상 AFE 시스템 모두와 호환되도록 설계되었으며, 480V-800V의 넓은 DC 출력 전압 범위를 지원합니다. 유연한 제어 방식을 갖춘 풀 브리지 CLLC 공진 컨버터는 주파수 변조, 위상 이동 제어, 적응형 동기 정류 및 브리지 재구성 기술을 구현합니다. 자동차 인증을 받은 1200V 32mΩ SiC MOSFET을 사용함으로써 열 성능이 향상되고 조립 자동화가 용이해집니다. 이 참조 디자인에서 IMS PCB를 사용하면 뛰어난 열 성능을 발휘합니다. 이 설계는 다음을 달성합니다.

이 레퍼런스 디자인은 SiC 전력 소자를 사용한 신규 설계를 위한 시작점으로 활용될 수 있는 종합적인 설계 패키지로 제공됩니다.

Wolfspeed SpeedVal 키트 (SiC MOSFET 성능을 테스트하기 위한 평가 키트)

(1) SpeedVal™ 키트 모듈형 평가 플랫폼

Wolfspeed의 SpeedVal™ Kit 모듈형 평가 플랫폼은 실제 작동 지점에서 시스템 성능을 회로 내에서 평가하기 위해 유연한 구성 블록 세트를 제공하며, 이를 통해 실리콘에서 실리콘 카바이드(SiC)로의 전환을 가속화합니다. 산업을 선도하는 파트너의 게이트 드라이버를 선택하여 Wolfspeed 실리콘 카바이드 MOSFET의 고속 동적 스위칭 성능을 평가하고 최적화할 수 있습니다. 또한, 새로 출시된 3상 마더보드는 간단한 정적 부하 테스트부터 고급 모터 제어 기반 테스트에 이르기까지 유연한 제어 옵션을 활용하여 정밀한 제어 및 펌웨어 개발을 가능하게 합니다.

(2) 단상

평가 보드

SpeedVal KitTM 모듈형 실리콘 카바이드 평가 보드는 고객이 MOSFET을 빠르게 테스트/평가/결정할 수 있도록 지원하며, 주로 더블 펄스 테스트가 포함된 하프 브리지 구성에서 사용됩니다. 또한 MCU/DSP용 소프트웨어 코드를 포함한 버크/부스트 애플리케이션 예제를 제공합니다. 키트는 Wolfspeed SiC, NXP DSC 컨트롤러, Skyworks/ADI/Allegro 게이트 드라이버, Molex 커넥터, Bourns 인덕터, Kemet MLCC 등으로 구성되어 있습니다.

사용자 안내서 PRD-06829 MOD-MB-HB-0900V-40A SpeedVal Kit^TM 하프 브리지 마더보드 사용자 안내서

(3) 삼상

SpeedVal™ 키트 삼상 마더보드 사용 설명서 MOD-MB-3P-0900V-40A-x SpeedVal^TM 키트 삼상 마더보드 사용 설명서

NXP 양방향 전력 변환기 / 충전기 (800W)

(1) 양방향 AC-DC 플랫폼

2단계 H-브리지 인버터는 인버터 모드에서 DC 버스로부터 AC 측으로의 유효 전력 전송을 제어하며, 토템폴 PFC는 PFC 모드에서 AC 측으로부터 DC 버스로의 역방향 전력 흐름을 제어합니다.

시스템의 주요 기능은 다음과 같습니다:

데모 보드

(2) 양방향 DC-DC 플랫폼

이 참조 설계에서는 격리된 양방향 전력 변환을 구현하기 위해 CLLC 토폴로지를 채택했으며, 이는 높은 효율성과 높은 전력 밀도를 위해 풀 로드 범위에서 영전압 스위칭(ZVS)의 장점을 제공합니다. 전기 에너지는 비용 절감과 부피 감소를 위해 하나의 하드웨어 세트를 사용하여 양방향으로 전송될 수 있습니다. NXP DSC MC56F83783은 전력 시스템의 완전 디지털 제어를 가능하게 하는 데 사용됩니다. DSC의 유연한 주변 장치 덕분에, 동기식 정류기를 간단히 구현할 수 있어 BOM 비용을 절약할 수 있습니다.

시스템의 주요 기능은 다음과 같습니다:

데모 보드