EPC9064開發(fā)板：高效功率轉(zhuǎn)換的快速入門指南

在電子工程領(lǐng)域，開發(fā)板是評(píng)估和測(cè)試新器件性能的重要工具。今天，我們將深入探討EPC9064開發(fā)板，它專為評(píng)估EPC2108增強(qiáng)模式（eGaN?）半橋而設(shè)計(jì)，具有諸多獨(dú)特的特性和優(yōu)勢(shì)。

文件下載：EPC9064.pdf

開發(fā)板概述

EPC9064開發(fā)板的最大器件電壓為60V，最大輸出電流為1.5A，采用了板載柵極驅(qū)動(dòng)器的半橋設(shè)計(jì)，核心器件是EPC2108 eGaN半橋。其柵極驅(qū)動(dòng)器配置了同步FET自舉電路，該電路集成在EPC2108器件中，有效消除了柵極驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部自舉二極管反向恢復(fù)損耗所導(dǎo)致的高端器件損耗。這一設(shè)計(jì)不僅簡(jiǎn)化了EPC2108 eGaN半橋的評(píng)估過程，還顯著提高了半橋電路的工作頻率能力。

開發(fā)板尺寸為2” x 1.5”，采用德州儀器LM5113柵極驅(qū)動(dòng)器和電源及旁路電容，以半橋配置使用一個(gè)EPC2108 eGaN器件。板上包含了所有關(guān)鍵組件和布局，以實(shí)現(xiàn)最佳的開關(guān)性能，同時(shí)還設(shè)有各種探測(cè)點(diǎn)，方便進(jìn)行簡(jiǎn)單的波形測(cè)量和效率計(jì)算。此外，開發(fā)板還提供了用于添加客戶組件的焊盤，便于在降壓轉(zhuǎn)換器或ZVS D類放大器配置中進(jìn)行測(cè)試。

性能參數(shù)

需要注意的是，最大電流受芯片溫度限制，實(shí)際最大電流會(huì)因具體情況而有所不同。若想了解更多關(guān)于EPC2108 eGaN半橋的信息，可參考EPC官網(wǎng)（www.epc - co.com）上的 datasheet。

快速啟動(dòng)步驟

EPC9064開發(fā)板易于設(shè)置，可按以下步驟評(píng)估EPC2108 eGaN半橋的性能：

1. 配置模式：將開發(fā)板配置為ZVS D類（ (Lzvs) 和J2）操作或降壓轉(zhuǎn)換器（ ((Lbuck)) ）操作。
2. 連接電源：在電源關(guān)閉的情況下，將輸入電源總線連接到 (+VIN) （J1），將接地/返回連接到 –V (-VIN) （J4）。
3. 連接負(fù)載：對(duì)于ZVS D類操作，在電源關(guān)閉時(shí)，將高頻負(fù)載連接到高頻輸出 ((RF - J2 ORV _{SW } J 3) 和GND - J4)；對(duì)于降壓轉(zhuǎn)換器操作，在電源關(guān)閉時(shí)，將直流負(fù)載連接到直流輸出（+VOUT - J5和GND - J4）。
4. 連接?xùn)艠O驅(qū)動(dòng)輸入：在電源關(guān)閉時(shí)，將柵極驅(qū)動(dòng)輸入連接到 (+VDD) （J90，Pin - 1），將接地返回連接到 –V (-VDD) （J90，Pin - 2）。
5. 連接PWM控制信號(hào)：在電源關(guān)閉時(shí)，將輸入PWM控制信號(hào)連接到PWM（J70，Pin - 1），將接地返回連接到J70的Pin - 2或Pin - 4。
6. 開啟柵極驅(qū)動(dòng)電源：確保電源在7.5V至12V范圍內(nèi)。
7. 開啟控制器/PWM輸入源。
8. 開啟總線電壓：從0V開始，緩慢增加到所需值（不要超過Vout的絕對(duì)最大電壓48V），并探測(cè)開關(guān)節(jié)點(diǎn)以觀察開關(guān)操作。
9. 調(diào)整參數(shù)：操作正常后，在操作范圍內(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)。
10. 關(guān)閉電源：按相反步驟進(jìn)行操作。

在測(cè)量高頻內(nèi)容開關(guān)節(jié)點(diǎn)時(shí)，要注意避免使用長(zhǎng)接地線?？蓪?a target="_blank">示波器探頭尖端穿過開關(guān)節(jié)點(diǎn)上的大過孔（為此目的而設(shè)計(jì)），并將探頭直接接地到提供的GND端子。

測(cè)量注意事項(xiàng)

EPC9064開發(fā)板配備了專門設(shè)計(jì)的高頻（最低可達(dá)1 GHz）測(cè)量連接，使用位于J11和J12的MMCX連接器，可直接訪問上下FET的柵極信號(hào)。這些節(jié)點(diǎn)可以使用圖4所示的泰克IsoVu探頭直接測(cè)量。這種連接方式具有小于2 pF的共模負(fù)載，并且由于其電隔離特性，完全消除了接地環(huán)路。MMCX連接器為測(cè)試點(diǎn)提供了屏蔽同軸環(huán)境，可最大限度地減少噪聲拾取。

泰克IsoVu探頭是一款非常強(qiáng)大的測(cè)量工具，在使用時(shí)，若想了解更多相關(guān)注意事項(xiàng)，可聯(lián)系EPC獲取特殊說明。當(dāng)不使用此功能時(shí)，建議移除電阻R1和R2，以防止柵極上出現(xiàn)未端接的傳輸線。這些節(jié)點(diǎn)的最大阻抗負(fù)載為2.5 kΩ。

泰克是功率測(cè)試解決方案的領(lǐng)先制造商，EPC與泰克合作，為GaN器件的精確測(cè)量定義了要求，從而開發(fā)出了泰克IsoVu測(cè)量系統(tǒng)。IsoVu是一種電隔離差分測(cè)量系統(tǒng)，具有1 GHz帶寬、100萬比1（120 dB）的共模抑制比、50 V差分和2000 V共模電壓范圍。由于IsoVu在帶寬上具有高共模抑制能力，以前無法進(jìn)行的差分測(cè)量，如高端 (VGS) 測(cè)量，現(xiàn)在也成為可能。IsoVu還允許我們進(jìn)行多種操作，例如表征高端和低端事件的時(shí)間對(duì)齊、優(yōu)化和調(diào)整開關(guān)特性（如邊緣速率、過沖、振鈴和死區(qū)時(shí)間）、觀察高低端晶體管之間寄生耦合的相互作用、使用低阻抗感測(cè)電阻進(jìn)行隔離高頻電流測(cè)量以及通過在所有操作條件下進(jìn)行準(zhǔn)確表征來提高可靠性。

熱管理考慮

EPC9064開發(fā)板展示了集成同步自舉的EPC2108 eGaN半橋。盡管其電氣性能優(yōu)于傳統(tǒng)硅器件，但相對(duì)較小的尺寸也增加了熱管理的要求。該開發(fā)板適用于低環(huán)境溫度和對(duì)流冷卻的臺(tái)式評(píng)估。添加散熱片和強(qiáng)制風(fēng)冷可以顯著提高這些器件的電流額定值，但要注意不要超過芯片的絕對(duì)最大溫度150°C。開發(fā)板可以使用散熱片套件，其組裝如圖6所示。如需了解更多關(guān)于散熱片套件的信息，可聯(lián)系EPC。

需要注意的是，EPC9064開發(fā)板上沒有任何電流或熱保護(hù)。

開發(fā)板組件

開發(fā)板包含了多種組件，包括電容、二極管、電阻、連接器、晶體管和集成電路等。同時(shí)，還有一些可選組件，如SMA板邊連接器、MMCX SMD連接器、電感等。此外，還提供了散熱片套件，包含螺絲、墊片、散熱片、熱界面墊等部件。

注意事項(xiàng)

EPC9064開發(fā)板僅用于產(chǎn)品評(píng)估目的，不適合商業(yè)使用。在評(píng)估板上更換組件時(shí)，只能使用快速入門指南中零件列表（或物料清單）中所示的零件。使用該開發(fā)板時(shí)，應(yīng)由經(jīng)過認(rèn)證的專業(yè)人員在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中遵循適當(dāng)?shù)陌踩绦蜻M(jìn)行操作，使用風(fēng)險(xiǎn)自負(fù)。

作為評(píng)估工具，該開發(fā)板未設(shè)計(jì)為符合歐盟電磁兼容性指令或任何其他此類指令或法規(guī)。由于開發(fā)板的構(gòu)建有時(shí)會(huì)受到產(chǎn)品供應(yīng)的影響，因此開發(fā)板可能包含不符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)的組件或組裝材料。EPC不保證所購買的開發(fā)板100%符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)。評(píng)估板（或套件）僅用于演示目的，開發(fā)板和本快速入門指南均不構(gòu)成銷售合同，也不針對(duì)所涉及的應(yīng)用或產(chǎn)品提供任何明示或暗示的保證。

總之，EPC9064開發(fā)板為電子工程師提供了一個(gè)便捷的平臺(tái)，用于評(píng)估EPC2108 eGaN半橋的性能。在使用過程中，我們需要充分了解其特性和注意事項(xiàng)，以確保安全、有效地進(jìn)行測(cè)試和開發(fā)。你在使用類似開發(fā)板時(shí)遇到過哪些問題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)。