探索EVAL - 1EDC20H12AH - SIC評估板：助力功率電子設(shè)計

在功率電子設(shè)計領(lǐng)域，一款優(yōu)秀的評估板能為工程師們提供寶貴的實踐經(jīng)驗和技術(shù)支持。今天，我們就來深入了解一下英飛凌的EVAL - 1EDC20H12AH - SIC評估板，看看它是如何幫助我們探索EiceDRIVER?和CoolSiC? MOSFET的功能與性能的。

文件下載：EVAL1EDC20H12AHSIC.pdf

評估板概述

EVAL - 1EDC20H12AH - SIC評估板旨在展示英飛凌EiceDRIVER? 1EDC20H12AH或1EDI20H12AH與CoolSiC? MOSFET IMZ120R045M1的功能和關(guān)鍵特性。該評估板尺寸為(85 × 55 × 30 ~mm^{3})，適用于雙脈沖測試。不過，如果要進行連續(xù)操作測試，用戶需要自行添加散熱片，并建議在高壓電源處添加額外的阻塞電容。

評估板有兩種不同的柵極驅(qū)動器可供選擇：1EDC20H12AH提供UL1577認證，而1EDI20H12AH是功能性絕緣變體，其他組件和功能相同。板上還包含短路保護功能，能在短路事件發(fā)生后約1.5 μs內(nèi)關(guān)閉CoolSiC? MOSFET。

電氣特性

1. 關(guān)鍵特性

• 雙柵極驅(qū)動器：評估板包含兩個柵極驅(qū)動器，可驅(qū)動半橋配置中的兩個SiC MOSFET開關(guān)。
• 過流信息傳輸：額外的柵極驅(qū)動器用于通過隔離屏障將過流信息從功率高壓側(cè)傳輸?shù)降蛪狠斎雮?cè)。
• 支持電路：板上集成了電壓調(diào)節(jié)器和DC - DC轉(zhuǎn)換器等支持電路，方便在實驗室中使用。DC - DC轉(zhuǎn)換器為每個SiC MOS驅(qū)動器級提供電氣隔離的電源電壓。

2. 電源電壓、工作條件和絕對最大額定值

評估板適用于實驗室中的雙脈沖測試，功率耗散有限。用戶需要添加適當(dāng)?shù)碾娙菀源_保穩(wěn)定的電源電壓。在連續(xù)操作時，還需為CoolSiC? MOSFET IMZ120R045M1添加足夠的散熱片，并確保散熱片之間相互隔離，與電容保持安全距離，避免高壓下產(chǎn)生電弧。

評估板有兩種供電模式：VCC1 = 5 V和VCC1 = 3.3 V，具體參數(shù)可參考文檔中的表格。

3. 啟動步驟

啟動評估板需要按照以下步驟進行：

1. 在連接器J4.1處提供+16 V的+15V電源，并將電源GND連接到連接器J4.2。
2. 紅色LED4亮起。
3. 按下S1復(fù)位錯誤觸發(fā)器。
4. 紅色LED4熄滅，黃色LED3亮起。
5. 將數(shù)字驅(qū)動設(shè)備連接到數(shù)字接口連接器CON1，IN_T連接到引腳6，IN_B連接到引腳8。
6. 將高壓電源連接到連接器J1.1或J1.2，HV GND連接到J3.2，并在J1.1到J3.2之間添加一個大于(100 mu F)的外部電容以穩(wěn)定電源電壓。
7. 根據(jù)測試需求將電感負載連接到J2.1，并將負載的另一側(cè)連接到相應(yīng)節(jié)點。
8. 評估板準(zhǔn)備好進行測試。

4. 過流保護

評估板配備了過流保護功能，通過測量分流電阻R18兩端的電壓來檢測電流。檢測電路將測量到的電壓經(jīng)過低通濾波器R17和C21后，與由電壓分壓器R11和R19定義的參考電壓進行比較。過流觸發(fā)點約為32 A，可通過更改R18和/或調(diào)整參考電壓分壓器R11和R19來適應(yīng)客戶需求。

當(dāng)檢測到過流時，輸出信號將通過IC3傳輸?shù)降蛪河?，觸發(fā)觸發(fā)器并存儲過流事件。觸發(fā)器觸發(fā)后，通過ENABLE信號關(guān)閉兩個柵極驅(qū)動器，并通過FAULT信號向數(shù)字接口連接器報告過流事件，同時點亮LED4。要恢復(fù)正常操作，只需按下S1復(fù)位觸發(fā)器，LED4熄滅，LED3亮起。

5. 引腳分配

評估板有多個連接器，用于為板提供電源和輸入/輸出不同信號。具體的引腳分配可參考文檔中的表格。

原理圖

評估板的原理圖分為三個部分：

1. 柵極驅(qū)動器原理圖

包含半橋配置的高側(cè)和低側(cè)柵極驅(qū)動器，以及過流檢測和保護電路、電壓調(diào)節(jié)器和反饋路徑。每個柵極驅(qū)動器有兩個輸入：非反相輸入IN+和反相輸入IN - ，分別用于開啟和關(guān)閉相應(yīng)的SiC MOSFET。

2. 電源原理圖

展示了用于生成高側(cè)和低側(cè)柵極驅(qū)動器隔離電源的DC - DC轉(zhuǎn)換器。通過變壓器TR1實現(xiàn)電氣隔離，可通過改變變壓器的匝數(shù)比或輸入電壓來調(diào)整柵極驅(qū)動器的電源電壓。

3. 接口原理圖

包含5 V調(diào)節(jié)器IC6、10引腳數(shù)字接口連接器、復(fù)位按鈕S1和錯誤觸發(fā)器。錯誤觸發(fā)器用于在實驗室評估期間保護評估板，在實際應(yīng)用中可能不需要。

PCB布局

為了展示所使用組件的卓越性能，評估板采用了特殊的PCB布局。主要優(yōu)化了柵極驅(qū)動器與SiC MOS晶體管之間的交互，以及高功率電源、負載和電源GND的電流路徑。同時，對DC - DC轉(zhuǎn)換器、過流檢測電路和所有電路部分的電源供應(yīng)也進行了優(yōu)化。

物料清單

文檔中列出了評估板使用的所有組件，包括電容、電阻、二極管、集成電路、晶體管等。詳細的物料清單信息可幫助工程師更好地了解評估板的組成和選型。

總結(jié)

EVAL - 1EDC20H12AH - SIC評估板為工程師們提供了一個全面的平臺，用于評估英飛凌EiceDRIVER?和CoolSiC? MOSFET的性能。通過了解其電氣特性、原理圖、PCB布局和物料清單，工程師們可以更好地利用該評估板進行功率電子設(shè)計和測試。你在使用類似評估板時遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗和見解。