[资料分享] TI C2000™ 微控制器的 3.3KW 车载充电机方案

车载充电机（OBC）是新能源汽车必不可少的核心零部件，其市场规模随着新能源汽车市场的快速增长而扩大。据相关数据分析，2016 年，电动汽车车载充电机市场规模约 20 亿元，未来几年随着新能源汽车产量的逐年提升，预计到 2020 年国内电动汽车车载充电机市场规模将达到 77 亿元。 本文将给大家介绍基于 TI C2000™ 微控制器的 3.3KW 车载充电机方案。此参考设计使用 C2000™ 微控制器 (MCU) 和 LMG3410 来控制交错式连续导通模式 (CCM) 图腾柱 (TTPL) 无桥功率因数校正 (PFC) 功率级的方法。该电源拓扑采用氮化镓 (GaN) 器件，从而提高了效率，并降低了电源尺寸。该设计支持用于提高效率的切相和自适应死区时间，用于在轻负载下改进功率因数的输入电容补偿方案，以及瞬态时用于降低电压尖峰的非线性电压环路。

交错式 TTPL PFC 拓扑结构是电动汽车充电器的设计的趋势，具有更高功率和更高的功率密度。 C2000 MCU 是针对实时控制应用而优化的 MCU 系列之一。 快速优质的模数控制器可精确测量电流和电压信号，集成比较器子系统（CMPSS）提供过流和过压保护，而无需使用任何外部设备。经过优化的 CPU 内核可以快速执行控制循环。 三角函数使用片上三角数学单元（TMU）可以加速操作。 该解决方案还选择在 F28004x 和 F2837x 上使用控制律加速器（CLA）， CLA 是协处理器可用于减轻 CPU 负担并在 C2000 上启用运行更快的循环或更多功能。

核心技术优势
交错式 3.3kW 单相无桥 CCM 图腾柱 PFC 级
• 100kHz 脉宽调制 (PWM) 开关
• 提供 powerSUITE™ 支持，以使设计轻松适应用户要求
• 具有软件频率响应分析器 (SFRA)，可实现对开环增益的快速测量
• 具有 PWM 软启动功能，可降低 TTPL PFC 中的零电流尖峰
• 对使用驱动程序库的 F28004x 的软件支持
• 在 C28x 或 CLA 上运行控制环路时保持的相同源代码
方案规格
输出功率最高可达 3.3KW
• 可编程输出电压，标称值为 380V 直流输出
• 输出电流最高达 10A
• 输入电压范围：120V-230V
• 总谐波失真(THD)小于 2%
• 峰值效率高于 98%
• 效率：Peak 98.7% at 230-Vrms input, peak >97.7% at 120-Vrms input