EPC9063開發(fā)板：高效氮化鎵半橋電路的評(píng)估利器
EPC9063開發(fā)板：高效氮化鎵半橋電路的評(píng)估利器
在電子工程領(lǐng)域，開發(fā)板是評(píng)估和驗(yàn)證新器件性能的重要工具。今天，我們就來詳細(xì)了解一下EPC9063開發(fā)板，它專為評(píng)估EPC2107增強(qiáng)型氮化鎵（eGaN?）半橋電路而設(shè)計(jì)，具有諸多獨(dú)特的優(yōu)勢。
文件下載：EPC9063.pdf
開發(fā)板概述
EPC9063開發(fā)板的最大器件電壓為100V，最大輸出電流為1.5A，采用了EPC2107 eGaN半橋電路，并集成了板載柵極驅(qū)動(dòng)器。其柵極驅(qū)動(dòng)器配置了同步FET自舉電路，有效消除了由柵極驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部自舉二極管反向恢復(fù)損耗引起的高端器件損耗。該開發(fā)板的尺寸為2” x 1.5”，使用德州儀器的LM5113柵極驅(qū)動(dòng)器和電源及旁路電容，包含了所有關(guān)鍵組件和優(yōu)化的布局，以實(shí)現(xiàn)最佳的開關(guān)性能。此外，開發(fā)板還設(shè)有多個(gè)探測點(diǎn)，方便進(jìn)行波形測量和效率計(jì)算，同時(shí)還預(yù)留了客戶組件的焊盤，可用于降壓轉(zhuǎn)換器或零電壓開關(guān)（ZVS）D類放大器配置的測試。
性能參數(shù)
| Symbol | Parameter | Conditions | Min | Max | Units |
|---|---|---|---|---|---|
| V DD | Gate Drive Input Supply Range | 7.5 | 12 | V | |
| V IN | Bus Input Voltage Range | 80* | V | ||
| V OUT | Switch Node Output Voltage | 100 | V | ||
| I OUT | Switch Node Output Current | 1.5* | A | ||
| V PWM | PWM Logic Input Voltage Threshold | Input ‘High’ Input ‘Low’ | 3.5 0 | 6 1.5 | V V |
| Minimum ‘High’ State Input Pulse Width | V PWM rise and fall time < 10ns | 40 | ns | ||
| Minimum ‘Low’ State Input Pulse Width | V PWM rise and fall time < 10ns | 160# | ns |
注：*假設(shè)為感性負(fù)載，最大電流取決于管芯溫度，實(shí)際最大電流受開關(guān)頻率、母線電壓和熱條件影響；#受高端自舉電源電壓“刷新”所需時(shí)間限制。
快速啟動(dòng)步驟
EPC9063開發(fā)板的設(shè)置非常簡單，以下是具體的操作步驟：
- 配置工作模式：將開發(fā)板配置為ZVS D類操作或降壓轉(zhuǎn)換器操作。
- 連接輸入電源：在電源關(guān)閉的情況下，將輸入電源總線連接到+VIN (J1)，接地端連接到–VIN (J4)。
- 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或VSW J3) 和GND-J4；對(duì)于降壓轉(zhuǎn)換器操作，將直流負(fù)載連接到直流輸出 (+Vout-J5) 和GND-J4。
- 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+V (J90, Pin-1)，接地端連接到–VDD (J90, Pin-2)。
- 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)，接地端連接到J70的Pin-2或Pin-4。
- 開啟柵極驅(qū)動(dòng)電源：確保電源在7.5V至12V范圍內(nèi)。
- 開啟控制器/PWM輸入源。
- 開啟母線電壓：將母線電壓調(diào)節(jié)到所需值，但不要超過Vout的絕對(duì)最大電壓80V，并探測開關(guān)節(jié)點(diǎn)以觀察開關(guān)操作。
- 調(diào)整參數(shù)：在設(shè)備運(yùn)行后，在工作范圍內(nèi)調(diào)整母線電壓、負(fù)載和PWM控制，觀察輸出開關(guān)行為、效率和其他參數(shù)。
- 關(guān)機(jī)：按照相反的步驟進(jìn)行關(guān)機(jī)操作。
測量注意事項(xiàng)
在測量高頻開關(guān)節(jié)點(diǎn)時(shí)，要特別注意避免使用過長的接地引線。建議將示波器探頭通過開關(guān)節(jié)點(diǎn)上的大過孔進(jìn)行測量，并直接在提供的GND端子上接地。開發(fā)板配備了專門設(shè)計(jì)的高頻測量連接，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Tektronix IsoVu探頭進(jìn)行直接測量，該探頭具有小于2 pF的共模負(fù)載，并通過電流隔離完全消除了接地環(huán)路。MMCX連接器為測試點(diǎn)提供了屏蔽同軸環(huán)境，可最大限度地減少噪聲拾取。
熱管理考慮
雖然EPC2107 eGaN半橋電路的電氣性能優(yōu)于傳統(tǒng)硅器件，但由于其尺寸相對(duì)較小，對(duì)熱管理的要求較高。EPC9063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)冷可以顯著提高器件的電流額定值，但要注意不要超過管芯的絕對(duì)最大溫度150°C。開發(fā)板可以使用散熱片套件，具體組裝方法可參考相關(guān)說明。需要注意的是，EPC9063開發(fā)板沒有板載電流或熱保護(hù)功能。
組件清單
| 開發(fā)板包含了多種組件，如電容、二極管、電阻、連接器等，具體清單如下： | Item | Qty | Reference | Part Description | Manufacturer | Part Number |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 3 | C1, C2, C3 | 10 nF, 100 V | TDK | C1005X7S2A103K050BB | |
| 2 | 3 | C4, C5, C6 | 1 μF 100 V | TDK | C2012X7S2A105K125AB | |
| …… | …… | …… | …… | …… | …… |
此外，還有一些可選組件和散熱片套件可供選擇，具體信息可參考文檔。
注意事項(xiàng)
EPC9063開發(fā)板僅用于產(chǎn)品評(píng)估目的，不適合商業(yè)用途。在更換評(píng)估板上的組件時(shí)，應(yīng)使用快速啟動(dòng)指南中零件清單上顯示的零件。該開發(fā)板應(yīng)由經(jīng)過認(rèn)證的專業(yè)人員在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中按照適當(dāng)?shù)陌踩绦蚴褂?，使用時(shí)需自行承擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，該開發(fā)板未設(shè)計(jì)用于符合歐盟電磁兼容性指令或其他類似指令和法規(guī)，并且不能保證購買的開發(fā)板100%符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)。
EPC9063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EPC2107 eGaN半橋電路的性能。通過合理的配置和操作，工程師可以深入了解該電路的特點(diǎn)和優(yōu)勢，為后續(xù)的設(shè)計(jì)工作提供有力的支持。你在使用類似開發(fā)板的過程中遇到過哪些問題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)。
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