EPC9080開發(fā)板:高效功率轉(zhuǎn)換的快速入門指南
在電子工程師的日常工作中,開發(fā)板的選擇和使用對于項(xiàng)目的成功至關(guān)重要。今天,我們就來深入了解一下EPC9080開發(fā)板,它是一款專為高效功率轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)的開發(fā)工具,能幫助我們快速評估EPC2045和EPC2022增強(qiáng)型氮化鎵(eGaN?)場效應(yīng)晶體管(FET)的性能。
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開發(fā)板概述
EPC9080開發(fā)板是一款最大器件電壓為100V、最大輸出電流為30A的半橋開發(fā)板,板載柵極驅(qū)動(dòng)器,采用了EPC2045和EPC2022 eGaN FET,專為高降壓、大電流應(yīng)用而設(shè)計(jì)。其目的是簡化EPC2045和EPC2022 eGaN FET的評估過程,將所有關(guān)鍵組件集成在一塊板上,方便連接到任何現(xiàn)有的轉(zhuǎn)換器中。
該開發(fā)板尺寸為2” x 2”,采用德州儀器LM5113柵極驅(qū)動(dòng)器,在半橋配置中包含一個(gè)高端EPC2045 eGaN FET和一個(gè)低端EPC2022 eGaN FET。此外,板上還包含所有關(guān)鍵組件和布局,以實(shí)現(xiàn)最佳開關(guān)性能,并設(shè)有各種探測點(diǎn),便于進(jìn)行簡單的波形測量和效率計(jì)算。
快速啟動(dòng)步驟
EPC9080開發(fā)板的設(shè)置非常簡單,以下是評估EPC2045和EPC2022 eGaN FET性能的快速啟動(dòng)步驟:
- 電源連接:在電源關(guān)閉的情況下,將輸入電源總線連接到 +VIN(J5、J6),將接地/返回連接到 –VIN(J7、J8)。
- 開關(guān)節(jié)點(diǎn)連接:同樣在電源關(guān)閉時(shí),將半橋OUT(J3、J4)的開關(guān)節(jié)點(diǎn)(SW)根據(jù)需要連接到您的電路(半橋配置)。EPC9080還提供了可選的降壓轉(zhuǎn)換器配置,如圖2所示,板上預(yù)留了輸出電感和輸出電容的焊盤。
- 柵極驅(qū)動(dòng)輸入連接:關(guān)閉電源,將柵極驅(qū)動(dòng)輸入連接到 +VDD(J1,引腳1),將接地返回連接到 –VDD(J1,引腳2)。
- PWM控制信號連接:在電源關(guān)閉狀態(tài)下,將輸入PWM控制信號連接到PWM(J2,引腳1),將接地返回連接到J2的其余任意引腳。
- 開啟柵極驅(qū)動(dòng)電源:確保電源電壓在7.5V至12V范圍內(nèi)。
- 開啟控制器/PWM輸入源。
- 開啟總線電壓:將總線電壓調(diào)節(jié)到所需值(不要超過絕對最大電壓),并探測開關(guān)節(jié)點(diǎn)以觀察開關(guān)操作。
- 參數(shù)調(diào)整與觀察:設(shè)備正常運(yùn)行后,在工作范圍內(nèi)調(diào)整PWM控制、總線電壓和負(fù)載,觀察輸出開關(guān)行為、效率和其他參數(shù)。
- 關(guān)機(jī):關(guān)機(jī)時(shí),請按上述步驟的相反順序操作。
性能參數(shù)
| 以下是EPC9080開發(fā)板在 (T_{A}=25^{circ} C) 條件下的性能參數(shù)總結(jié): | 符號 | 參數(shù) | 條件 | 最小值 | 最大值 | 單位 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| V DD | 柵極驅(qū)動(dòng)輸入電源范圍 | 7.5 | 12 | V | ||
| V IN | 總線輸入電壓范圍 | 80 | V | |||
| I OUT | 開關(guān)節(jié)點(diǎn)輸出電流 | 30 | A | |||
| V PWM | PWM邏輯輸入電壓閾值 | 輸入‘高’ 輸入‘低’ | 3.5 0 | 6 1.5 | V V | |
| 最小‘高’狀態(tài)輸入脈沖寬度 | V PWM 上升和下降時(shí)間 < 10ns | 50 | ns | |||
| 最小‘低’狀態(tài)輸入脈沖寬度 | V PWM 上升和下降時(shí)間 < 10ns | 200 | ns |
需要注意的是,最大輸入電壓取決于電感負(fù)載,必須將最大開關(guān)節(jié)點(diǎn)振鈴保持在一定范圍內(nèi);最大電流取決于管芯溫度,EPC2045和EPC2022的實(shí)際最大電流在100V以下。在測量高頻內(nèi)容開關(guān)節(jié)點(diǎn)時(shí),要注意提供準(zhǔn)確的高速測量。開發(fā)板上包含一個(gè)可選的雙引腳接頭(J10)用于開關(guān)節(jié)點(diǎn)測量,建議將測量點(diǎn)安裝在板的背面,以防止污染頂部組件。
熱考慮因素
EPC9080開發(fā)板展示了EPC2045和EPC2022 eGaN FET的性能。該開發(fā)板旨在用于低環(huán)境溫度和對流冷卻的臺式評估。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,但要注意不要超過絕對最大管芯溫度150°C。需要強(qiáng)調(diào)的是,EPC9080開發(fā)板上沒有任何電流或熱保護(hù)。
物料清單
| EPC9080開發(fā)板的物料清單詳細(xì)列出了各個(gè)組件的信息,包括電容、二極管、晶體管、集成電路等,具體如下: | 項(xiàng)目 | 數(shù)量 | 參考 | 部件描述 | 制造商/部件編號 |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 3 | C4, C10, C11 | 電容,1 μF,10%,25 V,X5R | Murata, GRM188R61E105KA12D | |
| 2 | 1 | C9 | 電容,0.1 μF,10%,25 V,X5R | TDK, C1005X5R1E104K050BC | |
| 3 | 2 | C16, C17 | 電容,100 pF,5%,50 V,NP0 | Kemet, C0402C101K5GACTU | |
| 4 | 1 | C19 | 電容,1 μF,10%,25 V,X5R | TDK, C1005X5R1E105K050BC | |
| 5 | 4 | C21, C22, C23, C24 | 電容,CER 1 μF 100 V 20% X7S 0805 | TDK, C2012X7S2A105M125AB | |
| 6 | 2 | D1, D2 | 肖特基二極管,30 V | Diodes Inc., SDM03U40-7 | |
| 7 | 1 | Q1 | eGaN FET,100 V,7 mΩ | EPC, EPC2045 | |
| 8 | 1 | Q2 | eGaN FET,100 V,3.2 mΩ | EPC, EPC2022 | |
| 9 | 1 | U1 | IC GATE NAND 1CH 2 - INP 6MICROPAK | Fairchild, NC7SZ00L6X | |
| 10 | 1 | U2 | 柵極驅(qū)動(dòng)器,LM5113,USMD,BGA | Texas Instruments, LM5113 | |
| 11 | 1 | U3 | I.C., 穩(wěn)壓器 MCP1703T - 5002E/MC | Microchip, MCP1703T - 5002E/MC | |
| 12 | 1 | U4 | IC GATE AND 1CH 2 - INP 6 - MICROPAK | Fairchild, NC7SZ08L6X | |
| 13 | 1 | R1 | 電阻,10.0 K,5%,1/8W | Stackpole, RMCF0603FT10K0 | |
| 14 | 3 | R2, R15, R3 | 電阻,0 Ω,1/8W,0603 | ERJ - 3GEY0R00V | |
| 15 | 1 | R4 | RES SMD 115 Ω 1% 1/10W 0603 | 311 - 115HRTR - ND | |
| 16 | 1 | R5 | RES SMD 120 Ω 1% 1/10W 0603 | 311 - 120HRTR - ND | |
| 17 | 1 | R19 | RES SMD 0.0 Ω JUMPER 1/16W | Stackpole, RMCF0402ZT0R00TR - ND | |
| 18 | 3 | J1, J2, J9 | 連接器,2引腳的Tyco,4 - 103185 - 0 | 2引腳的Tyco,4 - 103185 - 0 | |
| 19 | 6 | J3, J4, J5, J6, J7, J8 | 連接器,FCI,68602 - 224HLF | FCI, 68602 - 224HLF | |
| 20 | 2 | TP1, TP2 | 測試點(diǎn),Keystone Elect,5015 | Keystone Elect, 5015 |
此外,還有一些可選組件,如可選電位器、PCB基準(zhǔn)標(biāo)記、VSW探頭和低端驅(qū)動(dòng)PWM選項(xiàng)等。
注意事項(xiàng)
EPC9080開發(fā)板僅用于產(chǎn)品評估目的,不用于商業(yè)用途。在評估板上更換組件時(shí),只能使用快速啟動(dòng)指南中零件列表(或物料清單)中顯示的零件。如果有任何疑問,請聯(lián)系EPC授權(quán)代表。
該開發(fā)板旨在由認(rèn)證專業(yè)人員在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中按照適當(dāng)?shù)陌踩绦蚴褂?,使用風(fēng)險(xiǎn)自負(fù)。作為評估工具,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)。由于電路板的構(gòu)建有時(shí)取決于產(chǎn)品供應(yīng)情況,電路板可能包含不符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)的組件或組裝材料,EPC不保證所購買的電路板100%符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)。評估板(或套件)僅用于演示目的,電路板和本快速啟動(dòng)指南均不構(gòu)成銷售合同,也不就所涉及的應(yīng)用或產(chǎn)品提供任何明示或暗示的保證。
EPC保留隨時(shí)更改本文所述任何產(chǎn)品的權(quán)利,以提高可靠性、功能或設(shè)計(jì),且不承擔(dān)因使用本文所述任何產(chǎn)品或電路而產(chǎn)生的任何責(zé)任,也不授予其專利權(quán)或其他知識產(chǎn)權(quán)的許可。
希望通過這篇文章,大家對EPC9080開發(fā)板有了更深入的了解。在實(shí)際應(yīng)用中,你是否遇到過類似開發(fā)板的使用問題?你是如何解決的呢?歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見解。
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