電力電子行業的設計人員需要采用新的技術和方法來提高GaN 係統的性能
，在利用GaN 技術開發現代電源轉換係統時
，C2000™實時微控製器 (MCU) 可幫助應對各種設計挑戰。

 

C2000實時MCU 的優點

 

C2000 MCU 等數字控製器具有出色的適用性，適合各種複雜的拓撲和控製算法
，例如零電壓開關、零電流開關或采用混合磁滯控製的電感器-電感器-電容器 (LLC) 諧振直流/直流電源。

 

C2000 MCU 可提供以下優勢：

 

●     複雜的時間關鍵型計算處理。C2000 MCU 擁有高級指令集，可顯著減少複雜數學計算所需的周期數。計算時間減少後
，可以在不增加MCU 工作頻率的情況下提高控製環路頻率。

●     精確控製。C2000 MCU 中的高分辨率脈寬調製器 (PWM) 可提供 150ps的分辨率，而且內置的模擬比較器和可配置邏輯塊 (CLB) 有助於安全處理出現的各種錯誤情況。

●     軟件和外設可擴展性。隨著係統要求的變化，C2000平台支持向上或向下擴展實時MCU功能，同時保持軟件投入，從而減少軟件投入加快產品上市速度。例如

， TMS320F280029C 等低成本C2000 MCU 可在小型服務器電源中實現實時處理和控製；而TMS320F28379D 是高頻率多相係統中的常用器件。但TMS320F28379D 保持了和TMS320F280029代碼的兼容性。

 

使用C2000 MCU 應對GaN 開關挑戰

 

如(ru)前(qian)所(suo)述(shu)，實(shi)現(xian)更(geng)高(gao)的(de)開(kai)關(guan)頻(pin)率(lv)可(ke)減(jian)小(xiao)開(kai)關(guan)轉(zhuan)換(huan)器(qi)中(zhong)磁(ci)性(xing)元(yuan)件(jian)的(de)尺(chi)寸(cun)，但(dan)同(tong)時(shi)這(zhe)會(hui)帶(dai)來(lai)許(xu)多(duo)控(kong)製(zhi)方(fang)麵(mian)的(de)挑(tiao)戰(zhan)。例(li)如(ru)，在(zai)圖(tu)騰(teng)柱(zhu)功(gong)率(lv)因(yin)數(shu)校(xiao)正(zheng) (Totem-pole PFC) 拓(tuo)撲(pu)中(zhong)
，減(jian)小(xiao)電(dian)感(gan)器(qi)的(de)尺(chi)寸(cun)不(bu)僅(jin)會(hui)導(dao)致(zhi)零(ling)交(jiao)叉(cha)點(dian)處(chu)的(de)電(dian)流(liu)尖(jian)峰(feng)增(zeng)加(jia)，還(hai)會(hui)增(zeng)加(jia)死(si)區(qu)引(yin)起(qi)的(de)第(di)三(san)象(xiang)限(xian)損(sun)耗(hao)，這(zhe)些(xie)影(ying)響(xiang)綜(zong)合(he)起(qi)來(lai)會(hui)增(zeng)加(jia)總(zong)諧(xie)波(bo)失(shi)真(zhen) (THD) 並降低效率。

 

為解決上述問題，C2000實時MCU 通過功能豐富的PWM 啟用軟啟動算法，從而消除電流尖峰並改善THD。C2000 MCU 還擁有擴展的指令集、浮點運算單元 (FPU) 和三角函數加速器 (TMU)
，進而顯著降低PWM 導通時間等參數的計算時間。計算時間減少還可提高控製環路頻率
，再結合PWM 的 150ps分辨率，可幫助降低第三象限損耗。

 

使用TI GaN 技術連接C2000 MCU

 

如圖1所示
，C2000 MCU

、數字隔離器件和GaN FET 都是器件連接中必不可少的一部分。

 

圖 1：連接C2000 MCU、數字隔離器和600V GaN FET

 

增強型數字隔離器可幫助抑製瞬態噪聲並保護C2000 MCU。C2000 MCU 無需外部邏輯器件
，利用其高分辨率 PWM、可配置邏輯塊和增強型捕捉模塊實現GaN FET 的安全性、溫度和錯誤報告等所有功能，從而提供精確的控製輸出。600V GaN FET 中的集成驅動器可減少由感應振鈴導致的係統設計問題。綜合使用這些器件便無需增加額外的外部元件
，因而可降低總體成本。

 

結束語

 

TI C2000實時MCU 和GaN FET 協(xie)調(tiao)工(gong)作(zuo)
，可(ke)為(wei)現(xian)代(dai)數(shu)字(zi)電(dian)源(yuan)係(xi)統(tong)提(ti)供(gong)靈(ling)活(huo)而(er)簡(jian)單(dan)的(de)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)，同(tong)時(shi)也(ye)提(ti)供(gong)了(le)先(xian)進(jin)的(de)功(gong)能(neng)來(lai)實(shi)現(xian)高(gao)功(gong)率(lv)密(mi)度(du)且(qie)高(gao)效(xiao)的(de)數(shu)字(zi)電(dian)源(yuan)係(xi)統(tong)。我(wo)們(men)的(de)參(can)考(kao)設(she)計(ji)都(dou)經(jing)過(guo)全(quan)麵(mian)測(ce)試(shi)並(bing)附(fu)有(you)完(wan)善(shan)的(de)文(wen)檔(dang)說(shuo)明(ming)，可(ke)幫(bang)助(zhu)加(jia)速(su)高(gao)效(xiao)且(qie)高(gao)功(gong)率(lv)密(mi)度(du)的(de)數(shu)字(zi)電(dian)源(yuan)係(xi)統(tong)的(de)開(kai)發(fa)進(jin)程(cheng)。

 

其他資源

 

●     閱讀白皮書《結合使用TI GaN FET和 C2000實時MCU實現高效的高功率密度數字電源係統》

●     閱讀技術文章《具有集成式驅動器和自我保護功能的GaN FET如何實現下一代工業電源設計》

●     查看參考設計《采用C2000 MCU的雙向高功率密度GaN CCM圖騰柱PFC》。

●     閱讀應用報告《GaN是否具有體二極管 – 了解GaN的第三象限操作》。

●     觀看TI培訓視頻“C2000可配置邏輯塊 (CLB) 介紹”，詳細了解可配置邏輯塊的功能。

 

 

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