EPC9034開發(fā)板快速上手指南

一、開發(fā)板概述

EPC9034開發(fā)板是一款設計精妙的電子設備，專為簡化EPC2021增強型氮化鎵（eGaN?）場效應晶體管（FET）的評估流程而打造。它具有高達80V的最大器件電壓和35A的最大輸出電流，采用半橋結(jié)構(gòu)并集成了板載柵極驅(qū)動器。

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開發(fā)板尺寸為2英寸×2英寸，采用德州儀器LMG1205柵極驅(qū)動器，配置了兩個EPC2021 eGaN FET。板上包含了所有關(guān)鍵組件，其布局設計有助于實現(xiàn)最佳的開關(guān)性能。此外，板上還設有多個探測點，方便進行簡單的波形測量和效率計算。大家可以思考一下，這樣的設計對于實際的電路測試和優(yōu)化有哪些具體的好處呢？

二、快速啟動流程

（一）降壓轉(zhuǎn)換器配置

1. 電源連接：在電源關(guān)閉的狀態(tài)下，將輸入電源總線連接到 (V_{IN})（J5、J6），并將接地端連接到GND。
2. 開關(guān)節(jié)點連接：同樣在電源關(guān)閉時，根據(jù)需求將半橋的開關(guān)節(jié)點（SW）連接到電路中（半橋配置），也可以使用提供的焊盤連接電感（(L{1})）和輸出電容（(C{out})），并在 (V_{OUT}) 和GND之間連接直流負載。
3. 柵極驅(qū)動電源連接：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，位于板的底部）。
4. PWM控制信號連接：電源關(guān)閉時，將輸入PWM控制信號連接到PWM1（J2，引腳1），接地端連接到板底部所示的任意GND J2引腳。
5. 開啟柵極驅(qū)動電源：確保電源電壓在7.5V至12V之間。
6. 開啟控制器/PWM輸入源。
7. 開啟電源：確保初始輸入電源電壓為0V，然后開啟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. 參數(shù)調(diào)整：設備正常運行后，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：按相反步驟操作。

（二）升壓轉(zhuǎn)換器配置

需要注意的是，切勿在無負載的情況下運行升壓轉(zhuǎn)換器模式，否則輸出電壓可能會超過最大額定值。

1. 電感和電容安裝：電感（(L{1})）和輸入電容（標記為 (C{out})）可以焊接到板上（如圖3所示），也可以使用外接方式。還可以利用EPC2021 FET右側(cè)的額外焊盤安裝反并聯(lián)二極管。
2. 電源連接：關(guān)閉電源，將輸入電源總線連接到 (V{OUT})（J9，引腳1），接地端連接到GND（J9，引腳2）；如果電感 (L{1}) 和 (C{out}) 是外接的，則可在電容兩端外部連接。根據(jù)需求將輸出電壓（標記為 (V{IN})，J5、J6）連接到電路，例如電阻負載。
3. 柵極驅(qū)動電源連接：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，位于板的底部）。
4. PWM控制信號連接：關(guān)閉電源，將輸入PWM控制信號連接到PWM1（J2，引腳1），接地端連接到板底部所示的任意GND J2引腳。注意，底部FET柵極驅(qū)動信號相對于PWM1是反相的。也可以通過移除R2和R17，并為R14和R16安裝0Ω跳線來使用單獨的輸入PWM信號。
5. 開啟柵極驅(qū)動電源：確保電源電壓在7.5V至12V之間。
6. 開啟控制器/PWM輸入源。
7. 開啟電源：確保輸出不是開路，且初始輸入電源電壓為0V，然后開啟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. 參數(shù)調(diào)整：設備正常運行后，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)，并注意設備溫度以確定操作限制。
9. 關(guān)機：按相反步驟操作。

三、熱性能考慮

EPC9034開發(fā)板展示了EPC2021 eGaN FET的性能。該開發(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150°C的絕對最大管芯溫度。大家不妨思考一下，在實際應用中如何有效地控制開發(fā)板的溫度呢？

需要注意的是，EPC9034開發(fā)板上沒有任何電流或熱保護。關(guān)于EPC eGaN FET的熱性能的更多信息，可以參考D. Reusch和J. Glaser所著的《DC - DC Converter Handbook》。

四、測量考慮

在測量高頻內(nèi)容開關(guān)節(jié)點時，要確保提供準確的高速測量。開發(fā)板包含一個可選的雙引腳插頭（J10）用于開關(guān)節(jié)點測量，還提供了MMCX連接器焊盤（圖5中的J15）來測量開關(guān)節(jié)點。

低側(cè)柵極電壓（(V{GS 2})）可以在雙引腳插頭（J22）或MMCX（J12）處測量，需要安裝R7（0Ω電阻）。高側(cè)柵極電壓（(V{GS})）只能使用MMCX連接器（J11）測量，需要安裝R6（0Ω電阻）。建議使用差分探頭測量高側(cè)柵極，泰克的IsoVu探頭有匹配的MMCX連接器。對于使用MMCX連接器測量低側(cè)柵極或開關(guān)節(jié)點的調(diào)節(jié)器無源電壓探頭（如TPP1000），可以使用探頭適配器（PN: 206 - 0663 - xx）。

五、物料清單

開發(fā)板的物料清單涵蓋了各種電容、二極管、電阻、集成電路和連接器等組件。其中包括TDK、Yageo、Murata等不同制造商的產(chǎn)品。此外，還有一些可選組件，如電容、二極管、電感、電位器等。在實際設計中，大家可以根據(jù)具體需求選擇合適的組件，那么如何根據(jù)性能要求來挑選這些組件呢？

六、注意事項

EPC9034開發(fā)板僅用于產(chǎn)品評估目的，不適合商業(yè)用途，也未獲得FCC批準用于轉(zhuǎn)售。在評估板上更換組件時，只能使用快速啟動指南中零件清單（或物料清單）所示的零件。該板應由經(jīng)過認證的專業(yè)人員在實驗室環(huán)境中按照適當?shù)陌踩绦蚴褂?，使用時需自行承擔風險。

同時，作為評估工具，該板未設計用于符合歐盟電磁兼容性指令或任何其他此類指令或法規(guī)。由于板的構(gòu)建有時取決于產(chǎn)品的可用性，板可能包含不符合RoHS標準的組件或組裝材料，EPC不保證所購買的板100%符合RoHS標準。評估板（或套件）僅用于演示目的，板和本快速啟動指南均不構(gòu)成銷售合同，也不提供任何明示或暗示的應用或產(chǎn)品保修。EPC保留隨時對本文所述的任何產(chǎn)品進行更改以提高可靠性、功能或設計的權(quán)利，且不承擔因應用或使用本文所述的任何產(chǎn)品或電路而產(chǎn)生的任何責任，也不授予其專利權(quán)或其他知識產(chǎn)權(quán)的許可。