EPC9004開發(fā)板快速上手:開啟eGaN FET評估之旅
在電子工程領(lǐng)域,高效的功率轉(zhuǎn)換器件一直是研究和應(yīng)用的熱點。EPC公司的EPC9004開發(fā)板為工程師們提供了一個便捷的平臺,用于評估EPC2012增強型氮化鎵(eGaN)場效應(yīng)晶體管(FET)的性能。下面,我們就來詳細(xì)了解一下這款開發(fā)板。
文件下載:EPC9004.pdf
開發(fā)板概述
EPC9004開發(fā)板是一款最大器件電壓為200V、最大輸出電流為2A的半橋電路,板載柵極驅(qū)動器,采用了EPC2012 eGaN FET。其設(shè)計目的是簡化EPC2012 eGaN FET的評估過程,將所有關(guān)鍵組件集成在一塊電路板上,方便連接到任何現(xiàn)有的轉(zhuǎn)換器中。
開發(fā)板尺寸為2” x 1.5”,包含兩個以半橋配置連接的EPC2012 eGaN FET,使用了兩個德州儀器的UCC27611柵極驅(qū)動器,以及電源和旁路電容。電路板的布局經(jīng)過優(yōu)化,以實現(xiàn)最佳的開關(guān)性能,同時還設(shè)有各種探測點,便于進行簡單的波形測量和效率計算。
性能參數(shù)
| SYMBOL | PARAMETER | CONDITIONS | MIN | MAX | UNITS |
|---|---|---|---|---|---|
| V DD | Gate Drive Input Supply Range | 7 | 12 | V | |
| V IN | Bus Input Voltage Range | 150 | V | ||
| V OUT | Switch Node Output Voltage | 200 | V | ||
| I OUT | Switch Node Output Current | 2* | A | ||
| V PWM | PWM Logic Input Voltage Threshold | Input ‘High’ | 3.5 | 6 | V |
| Input ‘Low’ | 0 | 1.5 | V | ||
| Minimum ‘High’ State Input Pulse Width | VPWM rise and fall time < 10ns | 100 | ns | ||
| Minimum ‘Low’ State Input Pulse Width | VPWM rise and fall time < 10ns | 500 # | ns |
注:*假設(shè)為電感負(fù)載,最大電流取決于管芯溫度,實際最大電流受開關(guān)頻率、總線電壓和熱性能影響;#取決于刷新高端自舉電源電壓所需的時間。
快速啟動步驟
EPC9004開發(fā)板易于設(shè)置,按照以下步驟操作,即可評估EPC2012 eGaN FET的性能:
- 電源連接:在電源關(guān)閉的情況下,將輸入電源總線連接到 (+V{IN })(J5, J6),將接地端連接到 (-V{IN })(J7, J8)。
- 開關(guān)節(jié)點連接:同樣在電源關(guān)閉時,將半橋的開關(guān)節(jié)點 (V_{OUT })(J3, J4)連接到所需的電路中。
- 柵極驅(qū)動輸入連接:關(guān)閉電源,將柵極驅(qū)動輸入連接到 (+V{DD})(J1, Pin - 1),接地端連接到 (-V{DD})(J1, Pin - 2)。
- PWM控制信號連接:電源關(guān)閉時,將輸入PWM控制信號連接到PWM(J2, Pin - 1),接地端連接到J2的其他引腳。
- 開啟柵極驅(qū)動電源:確保電源電壓在7V至12V范圍內(nèi)。
- 開啟總線電壓:將總線電壓調(diào)節(jié)到所需值,但不要超過 (V_{out }) 的絕對最大電壓200V。
- 開啟控制器/PWM輸入源:探測開關(guān)節(jié)點,觀察開關(guān)操作。
- 調(diào)整參數(shù):一旦開始運行,在工作范圍內(nèi)調(diào)整總線電壓和負(fù)載PWM控制,觀察輸出開關(guān)行為、效率和其他參數(shù)。
- 關(guān)機:按照上述步驟的相反順序進行操作。
測量注意事項
在測量高頻內(nèi)容的開關(guān)節(jié)點(OUT)時,必須注意避免使用過長的接地引線。應(yīng)將示波器探頭尖端通過開關(guān)節(jié)點上的大過孔(為此目的而設(shè)計)進行測量,并將探頭直接接地到提供的GND端子上。
熱管理考慮
雖然EPC2012 eGaN FET的電氣性能優(yōu)于傳統(tǒng)的硅器件,但其相對較小的尺寸增加了熱管理的要求。EPC9004開發(fā)板適用于在低環(huán)境溫度和對流冷卻條件下進行臺式評估。添加散熱片和強制風(fēng)冷可以顯著提高這些器件的電流額定值,但要注意不要超過管芯的絕對最大溫度125°C。此外,該開發(fā)板沒有板載電流或熱保護功能。
物料清單
| Item | Qty | Reference | Part Description | Manufacturer / Part # |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 4 | C2, C3, C10, C11 | Capacitor, 1uF, 10%, 25V, X5R | Murata, GRM188R61E105KA12D |
| 2 | 2 | C6, C7 | Capacitor, 100pF, 5%, 50V, NP0 | TDK, C1608C0G1H101J |
| 3 | 3 | C16, C17 | Capacitor, 0.33uF, 10%, 250V, X7R | TDK, C4532X7R2E334M |
| 4 | 4 | C8, C9, C12, C13 | Capacitor, 0.22uF, 10%, 16V, X7R | TDK, C1005X7R1C224K |
| 5 | 2 | D1, D2 | Schottky Diode, 30V | Diodes Inc., SDM03U40 - 7 |
| 6 | 1 | D3 | Diode, 200V | Diodes Inc.,BAV21WS - 7 - F |
| 7 | 1 | J1 | Connector | 2pins of Tyco, 4 - 103185 - 0 |
| 8 | 1 | J2 | Connector | 4pins of Tyco, 4 - 103185 - 0 |
| 9 | 1 | J3, J4, J5, J6, J7, J8 | Connector | FCI, 68602 - 224HLF |
| 10 | 2 | Q1, Q2 | eGaN FET | EPC, EPC2012 |
| 11 | 1 | R1 | Resistor, 10.0K, 5%, 1/8W | Stackpole, RMCF0603FT10K0 |
| 12 | 3 | R2, R3, R15 | Resistor, 0 Ohm, 1/8W | Stackpole, RMCF0603FT00R0 |
| 13 | 2 | R11, R12 | Diode, 40V | Diodes Inc.,BAS40LP - 7 |
| 14 | 1 | R4 | Resistor, 100 Ohm, 1%, 1/8W | Stackpole, RMCF0603FT100R |
| 15 | 1 | R5 | Resistor, 390 Ohm, 1%, 1/8W | Stackpole, RMCF0603FT390R |
| 16 | 2 | TP1, TP2 | Test Point | Keystone Elect, 5015 |
| 17 | 1 | TP3 | Connector | 1/40th of Tyco, 4 - 103185 - 0 |
| 18 | 1 | U1 | I.C., Logic | Fairchild, NC7SZ00L6X |
| 19 | 1 | U2 | I.C., Isolator | Silicon Laboratories, Si8410BB |
| 20 | 1 | U4 | I.C., Logic | Fairchild, NC7SZ08L6X |
| 21 | 2 | U6, U7 | I.C., Gate driver | Texas Instruments, UCC27611 |
| 22 | 0 | C1, C15 | Optional capacitor | |
| 23 | 0 | P1, P2 | Optional Potentiometer | |
| 24 | 0 | R13, R14 | Optional resistor | |
| 25 | 0 | U5 | Optional I.C. |
注意事項
EPC9004開發(fā)板僅用于產(chǎn)品評估目的,不適合商業(yè)用途。作為評估工具,它未設(shè)計用于符合歐盟電磁兼容性指令或其他類似指令和法規(guī)。由于電路板的構(gòu)建有時會受到產(chǎn)品供應(yīng)的影響,因此電路板可能包含不符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)的組件或組裝材料。EPC公司不保證所購買的電路板100%符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)。此外,EPC公司不承擔(dān)應(yīng)用協(xié)助、客戶產(chǎn)品設(shè)計、軟件性能或?qū)@謾?quán)等方面的責(zé)任,并保留隨時更改電路和規(guī)格的權(quán)利。
通過以上介紹,相信大家對EPC9004開發(fā)板有了更深入的了解。在實際應(yīng)用中,你是否會考慮使用這款開發(fā)板來評估EPC2012 eGaN FET的性能呢?歡迎在評論區(qū)分享你的想法。
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