基于-TN1435-STDES-DABBIDIR 25 kW 双有源桥双向电源转换器,以电动汽车充电统电池储能

介绍STDES-DABBIDIR为大功率双向 DC-DC 电源转换器提供完整的解决方案。 提出了一种基于ACEPACK 2 SiC功率模块的双有源桥拓扑。
使用支持数字密集型电源控制并针对混合信号应用进行优化的 STM32G474RE MCU。
得益于最新一代SiC功率模块和高频操作（100 kHz），高性能和设计达到优化。 根据负载/电压，软开关DAB行为也由调制技术管理变化。
双向模式操作支持 V2G 和 V2L 实施以及 UPS 和电池储能应用。
DAB DC-DC级由两个全桥和一个 25 kW 的单个磁性组件组成，包括隔离变压器和电感。硬件模块化结构包括以下部分：• 带有 ACEPACK 2 SiC 电源模块的主电源板、用于初级高压侧的全桥 A2F12M12W2-F1 和两个次级 LV 侧的半桥。 除了电源模块、大容量电容器、传感部分和辅助电源也存在。
• 用于全桥 ACEPACK 2 SiC 功率模块的驱动板，基于 STGAP2SICS 电隔离 4 A 单SiC MOSFET 的栅极驱动器。
• 基于 STGAP2SICS 电隔离 4 A 的半桥 ACEPACK 2 SiC 功率模块的两个驱动板用于 SiC MOSFET 的单栅极驱动器。
• 基于 STM32G474RET3 系列微控制器的控制板，带有用于通信和用于测试和监控的编程、测试点和状态指示器。A2F12M12W2-F1应用：直流/直流转换器
描述：这种采用四组拓扑结构的ACEPACK 2电源模块集成了先进的硅STMicroelectronics的碳化物功率MOSFET技术。
该模块利用宽带隙碳化硅材料的创新特性和高热性能基质。
结果是每单位面积的导通电阻极低以及几乎不受温度影响的出色开关性能。
一个NTC 传感器完成设计。STGAP2SICS用于SiC MOSFET的电隔离4A单栅极驱动器描述：STGAP2SICS 是一款单栅极驱动器，可在栅极驱动通道和低压控制和接口电路。栅极驱动器具有 4 A 能力和轨到轨输出的特点，使得器件也适用于中高功率应用，例如电源转换和工业应用中的电机驱动逆变器。
该设备可在两种不同的配置。 具有分离输出引脚的配置允许通过使用专用栅极电阻独立优化开启和关闭。
具有单输出引脚和米勒箝位功能的配置可防止半桥拓扑中快速换向期间的栅极尖峰。 两种配置为外部组件提供高灵活性和材料清单减少。
该器件集成了保护功能：具有针对SiC的优化值的UVLO包括MOSFET和热关断以促进高度设计可靠的系统。
双输入引脚允许选择信号极性控制和实施硬件联锁保护，避免发生交叉导通控制器故障。
输入到输出传播延迟小于 75 ns，这提供高PWM控制精度。 待机模式可减少闲置能量消耗。►场景应用图

►展示板照片

►方案方块图

►核心技术优势A2F12M12W2-F1特征 ：• Fourpack 拓扑• ACEPACK 2 电源模块– 每个开关的典型 RDS（on） 为 13 mΩ– 绝缘电压 UL 认证为 2.5 kVrms– 集成 NTC 温度传感器– DBC Cu-Al2O3-Cu 基– 压接接触针STGAP2SIC 用于 SiC MOSFET 的电隔离 4 A 单栅极驱动器特征 ：• 高达 1200 V 的高压轨• 驱动电流能力：4 A sink/source @25°C• dV/dt 瞬变抗扰度在整个温度范围内为 ±100 V/ns• 整体输入输出传播延迟：75 ns• 独立的灌电流和源电流选项，便于栅极驱动配置•4 A Miller CLAMP 专用引脚选项• 欠压锁定功能•栅极驱动电压高达 26 V• 具有迟滞的 3.3 V、5 V TTL/CMOS 输入•温度关机保护• 待机功能• 6 kV 电流隔离• 宽体SO-8W封装• UL 1577 认证STM32G474RET3：• Arm® Cortex-M4® 32 位 MCU+FPU• 170 MHz / 213 DMIPS• 128 KB SRAM• 丰富的仿真、数学运算、184 ps 12 通道高分辨率定时器►方案规格• 参考设计模块化套件：– 主电源板– 驱动板（1xHV 侧 2xLV 侧）– STM32G474RET3 控制板• 双有源桥式直流-直流电源转换器：– 标称直流输入电压：800 V– 标称直流输出电压：400 V– 标称功率：25 kW– 开关频率：100 kHz– 峰值效率：98.4%•主要特征– ACEPACK 2 SiC 功率模块，优化功率部分集成和散热– 双向数字电源控制– 扩展的软开关模式，通过复杂的调制技术实现– 由于高频 SiC MOSFET 操作，无源元件重量和尺寸减小– STGAP2SICS 用于 SiC 的电流隔离栅极驱动器– 用于全数字解决方案的 STM32G474RET3 MCU– 浪涌电流控制和软启动► 技术文档
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