EPC9205開發(fā)板：開啟eGaN FET評(píng)估之旅

在電力電子領(lǐng)域，高效、緊湊的功率模塊一直是工程師們追求的目標(biāo)。EPC9205開發(fā)板就是這樣一款具有代表性的產(chǎn)品，它為評(píng)估EPC2045 eGaN FET提供了便捷的途徑。下面就帶大家深入了解這款開發(fā)板。

文件下載：EPC9205.pdf

開發(fā)板概述

EPC9205開發(fā)板是一款基于eGaN FET的功率模塊，采用了EPC2045 eGaN FET（增強(qiáng)型氮化鎵場效應(yīng)晶體管）。其尺寸為13.5 mm x 22 mm x 5 mm，采用半橋配置集成了兩個(gè)EPC2045 eGaN FET，并搭配UPI UP1966A柵極驅(qū)動(dòng)器。該開發(fā)板將所有關(guān)鍵組件集成在一塊電路板上，可輕松連接到現(xiàn)有系統(tǒng)，大大簡化了EPC2045 eGaN FET的評(píng)估過程。

快速啟動(dòng)流程

連接步驟

1. 電源連接：在關(guān)閉電源的情況下，將輸入電源總線連接到 +V，接地端連接到PGND。同時(shí)，根據(jù)需要將 +V 連接到您的電路中。
2. 柵極驅(qū)動(dòng)連接：同樣在電源關(guān)閉時(shí)，將柵極驅(qū)動(dòng)輸入連接到 +VCC，接地端連接到AGND。
3. PWM信號(hào)連接：把輸入PWM控制信號(hào)連接到HIN和LIN，并以AGND為參考。需要注意的是，該開發(fā)板沒有直通保護(hù)，建議初始使用較大的死區(qū)時(shí)間，待轉(zhuǎn)換器正常工作后，再根據(jù)實(shí)際情況減小死區(qū)時(shí)間。EPC推薦在典型工作條件下，每個(gè)邊沿的死區(qū)時(shí)間為10 ns。
4. 電源開啟：先開啟柵極驅(qū)動(dòng)電源，確保其電壓在4.5 V至5.5 V范圍內(nèi)。接著開啟高側(cè)和低側(cè)FET的控制器/PWM輸入源，最后將總線電壓調(diào)節(jié)到所需值，但不要超過絕對最大電壓。
5. 參數(shù)調(diào)整與觀察：開發(fā)板正常工作后，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、效率等參數(shù)。關(guān)機(jī)時(shí)，按上述步驟反向操作即可。

性能參數(shù)

熱管理考慮

EPC9205開發(fā)板主要用于臺(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，但要注意不要超過芯片的絕對最大溫度150°C。例如，在 (V{IN }=48 ~V) 到 (12 ~V{OUT}) 、10 A、700 kHz、400 LFM 氣流的典型工作條件下，eGaN FET 的最大外殼溫度為100°C。關(guān)于EPC eGaN FET的熱性能更多信息，可參考相關(guān)文獻(xiàn)。

電流與溫度傳感

電流傳感

EPC9205開發(fā)板包含一個(gè)可選的輸出電流傳感電路，使用TI INA196電流分流監(jiān)測器，默認(rèn)情況下該電路是禁用的。若要啟用該傳感器，可分別安裝1.6 kΩ的電阻 (R{s}) 和150 nF的電容 (C{s}) 。啟用此電路會(huì)使開發(fā)板額外增加約200 mW的功率損耗。

溫度傳感

開發(fā)板還集成了Microchip TC1047A精密溫度 - 電壓轉(zhuǎn)換器用于溫度傳感。需要注意的是，板載溫度傳感器反映的是PCB的溫度，傳感器輸出電壓與eGaN FET溫度的關(guān)系會(huì)隨工作條件和熱設(shè)計(jì)而變化，因此在特定測試設(shè)置中需要進(jìn)行校準(zhǔn)。

設(shè)計(jì)建議

為了提高EPC9205開發(fā)板的電氣和熱性能，建議采取以下設(shè)計(jì)措施：

1. 熱性能優(yōu)化：連接大銅平面到開發(fā)板，以改善熱性能。如果在電路板設(shè)計(jì)中使用填充過孔，應(yīng)在器件下方放置熱過孔，通過埋入的內(nèi)層更好地分配熱量；對于無填充過孔的設(shè)計(jì)，熱過孔應(yīng)位于開發(fā)板外部。
2. 接地隔離：將EPC9205板上的柵極驅(qū)動(dòng)接地返回連接（AGND，機(jī)械圖中的引腳4）與電源接地連接（機(jī)械圖中的引腳7、8、9、11）隔離。
3. 輸入濾波電容：若需要額外的輸入濾波電容，可將其放置在模塊外部。由于板載內(nèi)部輸入電容的存在，雖然建議盡量減小額外輸入電容與開發(fā)板的距離，但這并非設(shè)計(jì)要求。

機(jī)械數(shù)據(jù)與物料清單

機(jī)械數(shù)據(jù)

引腳描述

物料清單

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、FET、柵極驅(qū)動(dòng)IC、電感、溫度傳感器和電流傳感放大器等。同時(shí)，還有一些可選組件，如電容和電阻，可根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行安裝。

注意事項(xiàng)

EPC9205開發(fā)板僅用于產(chǎn)品評(píng)估，不適合商業(yè)用途。更換評(píng)估板上的組件時(shí)，應(yīng)使用快速啟動(dòng)指南中零件清單所示的部件。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)境中按照正確的安全程序使用，使用風(fēng)險(xiǎn)自負(fù)。此外，該開發(fā)板未針對歐盟電磁兼容性指令或其他相關(guān)指令和法規(guī)進(jìn)行設(shè)計(jì)，且不能保證購買的開發(fā)板100%符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)。

總之，EPC9205開發(fā)板為工程師提供了一個(gè)方便、高效的平臺(tái)來評(píng)估EPC2045 eGaN FET的性能。在使用過程中，工程師們需要充分考慮熱管理、電流與溫度傳感等方面的因素，并遵循相關(guān)的設(shè)計(jì)建議和注意事項(xiàng)，以確保開發(fā)板的正常運(yùn)行和準(zhǔn)確評(píng)估。大家在使用這款開發(fā)板時(shí)，有沒有遇到過什么有趣的問題或者獨(dú)特的經(jīng)驗(yàn)?zāi)?？歡迎在評(píng)論區(qū)分享。