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力率補正は、入力電流を可能な限り正弦波に近づけて高調波歪みとそれに伴う損失を低減するとともに、AC回路の入力電圧と同相にして力率を1に近づける技術です。

3相力率補正回路は、比較的高出力のスイッチング電源(SMPS)内にフロントエンドとして配置され、具体的な要件に合わせていくつかの異なるトポロジで設計されます。より高い電力密度を実現するには、複数の小さなインタリーブ段を持つインタリーブ・アーキテクチャも有効です。また、PFCと整流器を組み合わせたフロントエンドの効率をさらに高めるため、ブリッジレス・トポロジも導入されています。このトポロジは、ライン電流経路内の半導体スイッチの数を最小限に抑えることにより、導通損失を低減できます。より大電流の大電力システムでは、連続導通モード(CCM)と遷移モード(TM)の両方の動作が必要になり、固定オフタイム(FOT)動作による特許取得済みの新たな方式が優れた利点を発揮する可能性があります。

STが提供する幅広い先進的なPFCデジタル・コントローラや高性能マイクロコントローラSTM32は、インタリーブ・トポロジやブリッジレス・トポロジをサポートしています。  これらのデバイスは、堅牢かつ高効率なPFC段の設計に役立ち、出力過電圧、ブラウンアウト、フィードバック切断、ブースト・インダクタ飽和など、必要な保護機能をすべて内蔵しています。

STのパワーMOSFETとダイオード(シリコン・カーバイド(SiC)タイプのガルバニック絶縁型ゲート・ドライバを含む)や、各種ハードウェアやソフトウェアの評価および開発ツールも、お客様の製品開発を強力にサポートします。

pfc converter three phase input circuit diagram
製品型番
概要
STDES-PFCBIDIR 15 kW, three-phase, three-level Active Front End (AFE) bidirectional converter for industrial and electric vehicle DC fast charging applications Quick view

主な特徴

  • 3-phase, 3-level bidirectional AC/DC power converter:
    • Rated nominal DC voltage: 800 VDC
    • Rated nominal AC voltage: 400 VAC @ 50 Hz
    • Nominal power: 15 kW
  • AC to DC rectifier mode:
    • Power factor control (PFC) PF > 0.99
    • Inrush current control and soft start-up
  • DC to AC inverter mode:
    • Active and reactive power control
    • Integrated grid connection solution
  • Power section based on SiC MOSFETs:
    • High frequency operation (100 kHz)
    • High efficiency, η = 99%
    • Passive element weight and size reduction
  • Control section based on STM32G474RE microcontroller:
    • P2P compatible with other STDES 3-phase power converters
    • 4 integrated high-performance op-amps
    • Control and monitoring interfaces: SWIM, UART, I²C, DACs
    • 64-pin Digital Power connector
    • Overcurrent and overvoltage protection
    • Configurable topology (2 – 3 levels)

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Schematics BOM Gerber
製品型番
STDES-PFCBIDIR

15 kW, three-phase, three-level Active Front End (AFE) bidirectional converter for industrial and electric vehicle DC fast charging applications

主な特徴

  • 3-phase, 3-level bidirectional AC/DC power converter:
    • Rated nominal DC voltage: 800 VDC
    • Rated nominal AC voltage: 400 VAC @ 50 Hz
    • Nominal power: 15 kW
  • AC to DC rectifier mode:
    • Power factor control (PFC) PF > 0.99
    • Inrush current control and soft start-up
  • DC to AC inverter mode:
    • Active and reactive power control
    • Integrated grid connection solution
  • Power section based on SiC MOSFETs:
    • High frequency operation (100 kHz)
    • High efficiency, η = 99%
    • Passive element weight and size reduction
  • Control section based on STM32G474RE microcontroller:
    • P2P compatible with other STDES 3-phase power converters
    • 4 integrated high-performance op-amps
    • Control and monitoring interfaces: SWIM, UART, I²C, DACs
    • 64-pin Digital Power connector
    • Overcurrent and overvoltage protection
    • Configurable topology (2 – 3 levels)

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技術文書

    • 概要 バージョン サイズ アクション
      AN4606
      Inrush-current limiter circuits (ICL) with Triacs and Thyristors (SCR) and controlled bridge design tips
      2.2
      1,008.92 KB
      PDF
      AN4606

      Inrush-current limiter circuits (ICL) with Triacs and Thyristors (SCR) and controlled bridge design tips

関連資料

    • 概要 バージョン サイズ アクション
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      Industrial-grade SiC diodes - 650V and low VF - to boost the performance of power converters 2.0
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    • 概要 バージョン サイズ アクション
      Digital Controller Eases Design Of Interleaved PFC For Multi-kilowatt Converters by Rosario Attanasio, Giuseppe Di Caro, Sebastiano Messina, and Marco Torrisi, STMicroelectronics, Schaumburg, Ill and Catania, Italy 1.0
      1.96 MB
      PDF

      Digital Controller Eases Design Of Interleaved PFC For Multi-kilowatt Converters by Rosario Attanasio, Giuseppe Di Caro, Sebastiano Messina, and Marco Torrisi, STMicroelectronics, Schaumburg, Ill and Catania, Italy

Diodes and Rectifiers

品名 概要
STPSC16H065A 650 V, 16 A Single High Surge Silicon Carbide Power Schottky Diode
STPSC5H12 1200 V, 5 A High Surge Silicon Carbide Power Schottky Diode
STTH112 1200 V, 1A Ultrafast Diode
STTH15RQ06 600 V, 15 A Turbo 2 Soft Ultrafast Recovery Diode
品名
650 V, 16 A Single High Surge Silicon Carbide Power Schottky Diode
1200 V, 5 A High Surge Silicon Carbide Power Schottky Diode
1200 V, 1A Ultrafast Diode
600 V, 15 A Turbo 2 Soft Ultrafast Recovery Diode

パワー・マネージメント

品名 概要
PM8834 4 A dual low side MOSFET driver
STGAP1AS Automotive galvanically isolated single gate driver
品名
4 A dual low side MOSFET driver
Automotive galvanically isolated single gate driver

Power Transistors

品名 概要
SCT10N120 Silicon carbide Power MOSFET 1200 V, 12 A, 520 mOhm (typ., TJ = 150 C) in an HiP247 package
SCTW90N65G2V Silicon carbide Power MOSFET 650 V, 119 A, 18 mOhm (typ., TJ = 25 C) in an HiP247 package
STB38N65M5 N-channel 650 V, 0.073 Ohm typ., 30 A MDmesh M5 Power MOSFET in D2PAK package
STF24N60M2 N-channel 600 V, 0.168 Ohm typ., 18 A MDmesh M2 Power MOSFET in TO-220FP package
品名
Silicon carbide Power MOSFET 1200 V, 12 A, 520 mOhm (typ., TJ = 150 C) in an HiP247 package
Silicon carbide Power MOSFET 650 V, 119 A, 18 mOhm (typ., TJ = 25 C) in an HiP247 package
N-channel 650 V, 0.073 Ohm typ., 30 A MDmesh M5 Power MOSFET in D2PAK package
N-channel 600 V, 0.168 Ohm typ., 18 A MDmesh M2 Power MOSFET in TO-220FP package
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