DrGaN PLUS開發(fā)板EPC9201/3快速上手指南
DrGaN PLUS開發(fā)板EPC9201/3快速上手指南
在電子工程領(lǐng)域，開發(fā)板是評(píng)估和驗(yàn)證新技術(shù)、新器件的重要工具。今天我們就來詳細(xì)了解一下DrGaN PLUS開發(fā)板EPC9201/3，看看它有哪些特點(diǎn)和使用要點(diǎn)。
文件下載：EPC9201.pdf
開發(fā)板概述
EPC9201/3開發(fā)板尺寸為11 x 12 mm，板上包含兩個(gè)增強(qiáng)型（eGaN?）場效應(yīng)晶體管（FET），采用半橋配置，搭配德州儀器的LM5113柵極驅(qū)動(dòng)器，由單個(gè)PWM輸入驅(qū)動(dòng)。其設(shè)計(jì)目的是通過優(yōu)化布局，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，從而簡化評(píng)估過程。開發(fā)板的完整電路框圖如圖1所示。
如果想了解EPC的eGaN FETs和ICs系列的更多信息，可以參考EPC官網(wǎng)（www.epc - co.com）上的 datasheet，并且建議將 datasheet 與本快速上手指南結(jié)合閱讀。
熱管理考慮
該開發(fā)板適用于在低環(huán)境溫度和自然對(duì)流冷卻條件下進(jìn)行臺(tái)架評(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)最高溫度150°C。需要注意的是，開發(fā)板本身沒有任何電流或熱保護(hù)功能。
性能參數(shù)
性能總結(jié)表
| 符號(hào) | 參數(shù) | 條件 | 最小值 | 最大值 | 單位 |
|---|---|---|---|---|---|
| VDD | 柵極驅(qū)動(dòng)輸入電源范圍 | 4.5 | 5 | V | |
| VINP | 總線輸入電壓范圍 | 使用30 V額定的EPC9201 | 20* | V | |
| 使用80 V額定的EPC9203 | 60* | V | |||
| VOUT | 開關(guān)節(jié)點(diǎn)輸出電壓 | 使用30 V額定的EPC9201 | 30 | V | |
| 使用80 V額定的EPC9203 | 80 | V | |||
| IOUT | 開關(guān)節(jié)點(diǎn)輸出電流 | 使用30 V額定的EPC9201 | 40* | A | |
| 使用80 V額定的EPC9203 | 20* | A | |||
| VPWM | PWM邏輯輸入電壓閾值 | 輸入 '高' | 3.5 | 6 | V |
| 輸入 '低' | 0 | 1.5 | V | ||
| 最小 '高' 狀態(tài)輸入脈沖寬度 | VPWM 上升和下降時(shí)間 < 10 ns | 60 | ns | ||
| 最小 '低' 狀態(tài)輸入脈沖寬度 | VPWM 上升和下降時(shí)間 < 10 ns | 200# | ns |
注：* 假設(shè)為電感負(fù)載，最大電流取決于芯片溫度，實(shí)際最大電流受開關(guān)頻率、總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。
PWM輸入設(shè)置
單PWM輸入
單PWM輸入設(shè)置如圖2所示，這種設(shè)置針對(duì)大多數(shù)降壓轉(zhuǎn)換器應(yīng)用進(jìn)行了優(yōu)化。不過對(duì)于其他應(yīng)用或需要特定的時(shí)序設(shè)置，建議采用雙PWM輸入設(shè)置。
雙PWM輸入
雙PWM輸入設(shè)置如圖3所示，能滿足更多樣化的應(yīng)用需求。
典型性能
EPC9201
在 (V{RI}=12 V) 到 (V{OUT }=1 V)，(L = 250 nH) 的條件下，其典型效率如圖6所示。這里的總系統(tǒng)效率包括功率級(jí)、電感器、驅(qū)動(dòng)器、電容器和PCB損耗。
EPC9203
在 (V{R}=48 V) 到 (V{OUT }=12 V)，(L = 4.7 mu H) 的條件下，其典型效率如圖7所示，同樣總系統(tǒng)效率包含了多種損耗。
此外，還給出了不同條件下的典型開關(guān)節(jié)點(diǎn)電壓波形，如 (V{*}=12 V) 到 (V{OUT }=1 V)，(I{OUT }=40 A)，(f{sw}=1) MHz 降壓轉(zhuǎn)換器（圖4）；(V{N}=48 V) 到 (V{0UT}=12 V)，(I{0UI}=20 A)，(f{sw}=500 kHz) 降壓轉(zhuǎn)換器（圖5）。
設(shè)計(jì)考慮
為了提高DrGaN PLUS開發(fā)板的電氣和熱性能，有以下設(shè)計(jì)建議：
- 散熱設(shè)計(jì)：應(yīng)將大銅平面連接到開發(fā)板以改善熱性能。如果在板設(shè)計(jì)中使用填充過孔，應(yīng)在器件下方放置熱過孔，如圖8所示，以便通過埋入的內(nèi)層更好地分配熱量；對(duì)于未使用填充過孔的設(shè)計(jì)，熱過孔應(yīng)位于開發(fā)板外部。
- 減少傳導(dǎo)損耗：電感和輸出電容器應(yīng)靠近開發(fā)板放置，以降低傳導(dǎo)損耗。
- 接地隔離：較小的IC接地連接（機(jī)械圖中的引腳6）應(yīng)與電源接地連接（機(jī)械圖中的引腳3）隔離。
- 輸入濾波電容：如果需要額外的輸入濾波電容，可以將其放置在模塊外部。由于板上有內(nèi)部輸入電容，雖然建議盡量減小額外輸入電容與開發(fā)板的距離，但這不是設(shè)計(jì)要求。
引腳定義與物料清單
引腳定義
| 引腳編號(hào) | 引腳名稱 |
|---|---|
| 1 | 輸入電壓 (VIN) |
| 2 | 開關(guān)節(jié)點(diǎn) (VSW) |
| 3 | 電源地 (PGND) |
| 4 | 驅(qū)動(dòng)器電壓 (V_{D02}) |
| 5 | 驅(qū)動(dòng)器電壓 (V_{DO1}) |
| 6 | 驅(qū)動(dòng)器地 (DR_{GND}) |
| 7 | PWM輸入 (PWM) |
| 8 | 高端輸入 (HIN) |
| 9 | PWM高端輸入 (HINPWN) |
| 10 | 低端輸入 (LIN) |
| 11 | PWM低端輸入 (LINPER) |
物料清單
| 項(xiàng)目 | 數(shù)量 | 參考編號(hào) | 部件描述 | 制造商 | 部件編號(hào) |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 3 | CIN1, CIN2, CIN3 | 電容器，4.7 μF，10%，50 V，X5R，0805（EPC9201）；電容器，1 μF，20%，100 V，X7S，0805（EPC9203） | TDK | C2012X5R1H475K125AB（EPC9201）；C2012X7S2A105M125AB（EPC9203） |
| 2 | 2 | Q1, Q2 | EPC9201：40 V 33 A eGaN FET / 30 V 60 A eGaN FET；EPC9203：80 V 60 A eGaN FET | EPC | EPC2015C / EPC2023（EPC9201）；EPC2021（EPC9203） |
| 3 | 4 | R19, R20, R23, R24 | 電阻器，0 Ω，1/16 W | Stackpole | RMCF0402ZT0R00TR |
| 4 | 1 | C9 | 電容器，0.1 μF，10%，25 V，X5R | TDK | C1005X5R1E104K050BC |
| 5 | 1 | C19 | 電容器，1 μF，10%，16 V，X5R | TDK | C1005X5R1C105K050BC |
| 6 | 1 | U2 | 集成電路，柵極驅(qū)動(dòng)器 | 德州儀器 | LM5113 |
| 7 | 2 | D1, D2 | 肖特基二極管，40 V 0.12 A SOD882 | NXP | BAS40L,315 |
| 8 | 1 | U4 | IC GATE AND UHS 2 - INP 6 - MICROPAK | Fairchild | NC7SZ08L6X |
| 9 | 1 | U1 | IC GATE NAND UHS 2 - INP 6MICROPAK | Fairchild | NC7SZ00L6X |
| 10 | 1 | R1 | 電阻器，10K Ω 1/20 W 1% 0201 | Stackpole | MCF0201FT10K0 |
| 11 | 2 | C6, C7 | 電容器，CER 100 pF 50 V 5% NP0 0402 | Murata | GRM1555C1H101JA01D |
| 12 | 1 | D3 | 肖特基二極管，30 V，2 A MICROSMP（僅EPC9201） | Vishay | MSS2P3 - M3/89A |
| 13 | 1 | R4 | 電阻器，3.92 Ω 1/16 W 1% 0402 SMD | Stackpole | RMCF0402FT3R92 |
| 14 | 1 | R5 | 電阻器，20 Ω 1/16 W 1% 0402 SMD（EPC9201）；電阻器，100 Ω 1/16 W 1% 0402 SMD（EPC9203） | Stackpole | RMCF0402FT20R0CT（EPC9201）；RMCF0402FT100RCT（EPC9203） |
注意事項(xiàng)
EPC9201/3開發(fā)板僅用于產(chǎn)品評(píng)估目的，不適合商業(yè)用途，也未獲得FCC批準(zhǔn)用于轉(zhuǎn)售。更換評(píng)估板上的組件時(shí)，只能使用快速上手指南中物料清單里顯示的部件。該板應(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)。此外，該板未設(shè)計(jì)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)板和本快速上手指南都不構(gòu)成銷售合同，也不提供任何明示或暗示的應(yīng)用或產(chǎn)品相關(guān)的保修。
大家在使用這款開發(fā)板的過程中，有沒有遇到過什么特別的問題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)交流分享。
發(fā)布評(píng)論請(qǐng)先 登錄
評(píng)論