EPC9003C開發(fā)板快速上手攻略

在開關(guān)電源設(shè)計領(lǐng)域，氮化鎵（GaN）場效應(yīng)晶體管（FET）憑借其出色的性能逐漸嶄露頭角。EPC公司的EPC9003C開發(fā)板，為工程師們評估EPC2010C GaN FET的性能提供了便利。下面就為大家詳細介紹這款開發(fā)板。

文件下載：EPC9003C.pdf

開發(fā)板概述

EPC9003C開發(fā)板是一款最大設(shè)備電壓200 V、最大輸出電流22 A的半橋電路，板載柵極驅(qū)動器，采用了EPC2010C GaN FET。該開發(fā)板尺寸為2" × 2" ，集成了兩個EPC2010C GaN FET，采用半橋配置，并搭配了On - Semi NCP51820柵極驅(qū)動器，同時包含了所有關(guān)鍵組件，其布局設(shè)計有利于實現(xiàn)最佳開關(guān)性能，還設(shè)有多個探測點，方便進行波形測量和效率計算。

性能參數(shù)

需要注意的是： (1) 最大輸入電壓取決于電感負載，對于EPC2010C，開關(guān)節(jié)點的最大振鈴必須保持在200 V以下。 (2) 最大電流取決于管芯溫度，實際最大電流會受到開關(guān)頻率、總線電壓和散熱條件的影響。 (3) 使用板載邏輯緩沖器時，若繞過邏輯緩沖器，請參考NCP51820數(shù)據(jù)手冊。 (4) 受高端自舉電源電壓“刷新”所需時間的限制。

快速啟動流程

單/雙PWM信號輸入設(shè)置

EPC9003C開發(fā)板有單輸入和雙輸入兩種模式。默認配置為單輸入模式，PWM1輸入端口作為輸入，電路會為FET生成具有預(yù)設(shè)死區(qū)時間的互補PWM。若要選擇雙輸入模式，需將R5位置的零歐姆電阻移除并安裝到R6位置。不過在雙模式下沒有直通保護，因為兩個柵極信號可能同時設(shè)為高電平。此外，NCP51820有片上死區(qū)時間發(fā)生器，EPC9003C禁用了片上死區(qū)時間以最大化用戶靈活性，但通過P1、R11和R12可以訪問片上死區(qū)時間模式。

降壓轉(zhuǎn)換器配置

若要將開發(fā)板作為降壓轉(zhuǎn)換器使用，可選擇單或雙PWM輸入。選擇好輸入源和死區(qū)時間設(shè)置后，就可以按以下步驟操作：

1. 關(guān)閉電源，將輸入電源總線連接到V_IN，接地端連接到GND。
2. 關(guān)閉電源，將半橋的開關(guān)節(jié)點（SW）按需連接到您的電路（半橋配置），或者使用提供的電感（L1）和輸出電容（C_out）焊盤。
3. 關(guān)閉電源，將柵極驅(qū)動電源連接到V_DD（J1，引腳1），接地端連接到GND（J1，引腳2，在板底標(biāo)注）。
4. 關(guān)閉電源，根據(jù)所選的輸入模式設(shè)置，將輸入PWM控制信號連接到PWM1和/或PWM2，并將接地端連接到板底標(biāo)注的任意GND J10引腳。
5. 打開柵極驅(qū)動電源，確保電源電壓至少為10 V，但不超過12 V。
6. 打開控制器 / PWM輸入源。
7. 確保初始輸入電源電壓為0 V，打開電源并緩慢將電壓升高到所需值（不要超過絕對最大電壓），探測開關(guān)節(jié)點以觀察開關(guān)操作。
8. 正常工作后，在工作范圍內(nèi)調(diào)整PWM控制、總線電壓和負載，觀察輸出開關(guān)行為、效率和其他參數(shù)。
9. 關(guān)機時，請按相反步驟操作。

升壓轉(zhuǎn)換器配置

使用開發(fā)板作為升壓轉(zhuǎn)換器時，也可選擇單或雙PWM輸入。但要注意，切勿在無負載的情況下運行升壓轉(zhuǎn)換器模式，因為輸出電壓可能會超過最大額定值。具體操作步驟如下：

1. 電感（L1）和輸入電容（標(biāo)注為C_out）可以焊接到板上，也可以使用外部提供的。
2. 關(guān)閉電源，將輸入電源總線連接到V_OUT，接地端連接到GND，若電感L1和C_out是外部提供的，則跨接在電容兩端。將輸出電壓（標(biāo)注為V_IN）按需連接到您的電路，例如電阻負載。
3. 關(guān)閉電源，將柵極驅(qū)動電源連接到V_DD（J1，引腳1），接地端連接到GND（J1，引腳2，在板底標(biāo)注）。
4. 關(guān)閉電源，根據(jù)所選的輸入模式設(shè)置，將輸入PWM控制信號連接到PWM1和/或PWM2，并將接地端連接到板底標(biāo)注的任意GND J10引腳。
5. 打開柵極驅(qū)動電源，確保電源電壓至少為10 V，但不超過12 V。
6. 打開控制器 / PWM輸入源。
7. 確保輸出不是開路，且初始輸入電源電壓為0 V，打開電源并緩慢將電壓升高到所需值（不要超過絕對最大電壓），探測開關(guān)節(jié)點以觀察開關(guān)操作。
8. 正常工作后，在工作范圍內(nèi)調(diào)整PWM控制、總線電壓和負載，觀察輸出開關(guān)行為、效率和其他參數(shù)，同時觀察設(shè)備溫度以確定工作極限。
9. 關(guān)機時，請按相反步驟操作。

測量與散熱注意事項

測量考慮

在測量包含高頻內(nèi)容的開關(guān)節(jié)點電壓時，要確保提供準確的高速測量。開發(fā)板提供了一個可選的雙引腳接頭（J5）和一個MMCX連接器（J6）用于開關(guān)節(jié)點測量。推薦使用差分探頭測量高端自舉電壓，Tektronix的IsoVu探頭有匹配的MMCX連接器。對于使用MMCX連接器的常規(guī)無源電壓探頭（如TPP1000），可使用探頭適配器（PN: 206 - 0663 - xx）。同時，EPC網(wǎng)站提供了“AN023 Accurately Measuring High Speed GaN Transistors”和“How to GaN”教育視頻系列，供大家參考測量技術(shù)。

散熱考慮

EPC9003C開發(fā)板適用于在低環(huán)境溫度和自然對流冷卻條件下進行臺式評估。添加散熱片或散熱器并采用強制風(fēng)冷可以顯著提高這些設(shè)備的電流額定值，但要注意不要超過150°C的絕對最大管芯溫度。需要提醒的是，該開發(fā)板沒有任何電流或熱保護功能。如果大家想了解更多關(guān)于EPC eGaN FET熱性能的信息，可以參考相關(guān)文獻。

物料清單

文檔中還給出了詳細的物料清單，包括固定組件和可選組件。涵蓋了電容、電阻、晶體管、二極管、驅(qū)動器、連接器等多種元件，并列出了相應(yīng)的數(shù)量、參考編號、部件描述、制造商和部件編號。大家在使用和維護開發(fā)板時，可以根據(jù)清單進行檢查和更換部件。

你對EPC9003C開發(fā)板在實際應(yīng)用中的哪些方面比較感興趣呢？歡迎在評論區(qū)留言討論。希望本文能幫助大家快速上手這款開發(fā)板，在氮化鎵FET的評估和應(yīng)用中取得更好的成果。