探索EVAL - ADuM4221 - 2EBZ評(píng)估板：隔離半橋柵極驅(qū)動(dòng)器評(píng)測(cè)利器

在電子工程師的日常工作中，一款好用的評(píng)估板能大大提高工作效率和測(cè)試準(zhǔn)確性。今天我們就來(lái)詳細(xì)探討一下EVAL - ADuM4221 - 2EBZ評(píng)估板，它主要用于評(píng)估ADuM4221 - 2隔離半橋柵極驅(qū)動(dòng)器。

文件下載：EVAL-ADUM4221-2EBZ.pdf

評(píng)估板特性亮點(diǎn)

EVAL - ADuM4221 - 2EBZ評(píng)估板具備諸多令人矚目的特性：

• 寬輸出電壓范圍：輸出電壓范圍可達(dá)35V，能滿足多種不同的應(yīng)用需求。
• 便捷的連接方式：配備螺絲端子，方便進(jìn)行各種連接操作。
• 靈活的布局設(shè)計(jì)：有用于外部串聯(lián)柵極電阻的焊盤(pán)，以及用于電容負(fù)載測(cè)試的焊盤(pán)，還支持TO - 220或TO - 252封裝的IGBT或MOSFET，并且提供自舉選項(xiàng)和便于半橋設(shè)置的跳線布局。

評(píng)估板內(nèi)容與所需設(shè)備

評(píng)估板內(nèi)容

評(píng)估板套件中包含EVAL - ADuM4221 - 2EBZ評(píng)估板。

所需設(shè)備

為了更好地使用評(píng)估板，還需要以下測(cè)試設(shè)備：

• 初級(jí)側(cè)電源：電壓范圍0V至6.5V，電流為100mA。
• 兩個(gè)次級(jí)側(cè)電源：電壓范圍0V至35V，電流為250mA。
• 方波發(fā)生器：電壓范圍0V至5V。

評(píng)估板的工作原理與功能

基本工作原理

EVAL - ADuM4221 - 2EBZ支持ADuM4221 - 2半橋柵極驅(qū)動(dòng)器，該驅(qū)動(dòng)器采用了ADI公司的iCoupler?技術(shù)，可提供獨(dú)立且隔離的高端和低端輸出。輸入電源范圍為2.5V至6.5V，能與低電壓系統(tǒng)兼容，輸入引腳的邏輯電平電壓控制著輸出。同時(shí)，驅(qū)動(dòng)器有一個(gè)DISABLE輸入引腳，當(dāng)該引腳置高時(shí)，無(wú)論通道輸入如何，設(shè)備都會(huì)關(guān)閉。

功能特點(diǎn)

• 多電壓支持：次級(jí)側(cè)可承受高達(dá)35V的電壓，評(píng)估板還支持高端電源自舉到低端電源。
• 全面測(cè)試功能：便于測(cè)試設(shè)備的傳播延遲、驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度和輸入邏輯。由于評(píng)估板上有TO - 220和TO - 252封裝的IGBT和MOSFET的焊盤(pán)，因此可以使用多種不同的功率器件來(lái)評(píng)估ADuM4221 - 2。

評(píng)估板硬件配置與設(shè)置

初始配置

在出廠配置下，評(píng)估板用于在無(wú)負(fù)載條件下測(cè)試基本柵極驅(qū)動(dòng)器功能。輸入、輸出和信號(hào)連接可以使用螺絲端子或測(cè)試引腳。R9至R14電阻未安裝，這些位置作為被驅(qū)動(dòng)設(shè)備的充放電路徑，R9至R11用于高端輸出，R12至R14用于低端輸出。在初次使用前，建議完成一些準(zhǔn)備步驟。

被測(cè)設(shè)備焊盤(pán)布局

評(píng)估板為支持組件提供了布局，方便評(píng)估柵極驅(qū)動(dòng)器：

• 芯片位置：U1是ADuM4221 - 2的焊盤(pán)。
• 電容布局：C1、C4和C6是0.1μF的旁路電容，C5和C7是10μF的旁路電容，C2（未安裝）是1μF的表面貼裝器件（SMD），尺寸為1206封裝。
• 功率器件布局：Q1和Q2可以安裝TO - 220封裝的MOSFET或IGBT，Q3和Q4可以安裝TO - 252封裝的MOSFET或IGBT。
• 電阻布局：R9至R14是柵極電阻，可控制輸出的轉(zhuǎn)換速率，可安裝1Ω至10Ω范圍的1206尺寸SMD電阻。
• 電容負(fù)載布局：C3和C8電容焊盤(pán)用于放置電容負(fù)載，以模擬柵極電容。
• 自舉電路布局：D1和R8可用于高端驅(qū)動(dòng)器的自舉電源。

評(píng)估板設(shè)置

• 電阻選擇：建議使用1206尺寸、值在1Ω至10Ω之間的表面貼裝外部柵極電阻，具體值取決于負(fù)載所需的驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度。
• 二極管使用：二極管D2和D3未安裝，但可用于提供不同的導(dǎo)通和關(guān)斷路徑。
• 功率器件安裝：可以在Q1或Q3以及Q2或Q4的焊盤(pán)上安裝IGBT或MOSFET。
• 跳線設(shè)置：跳線P13和P14分別用于短路低端和高端的串聯(lián)外部電阻，以觀察過(guò)沖或讓用戶測(cè)量電壓以量化峰值電流。電阻R4和跳線P3的組合可用于將高端邏輯輸入端接50Ω負(fù)載，電阻R5和跳線P4的組合可用于低端邏輯輸入。P6和P8的跳線可方便地將輸入連接到直流值，P6和P7之間的跳線可將(V{IA})連接到外部輸入電壓信號(hào)，P8和P9之間的跳線可將(V{IB})連接到外部輸入電壓信號(hào)。

電源與輸入輸出連接

電源連接

連接評(píng)估板到電源時(shí)，需要按照以下步驟操作：

1. 將輸入(V{DD1})電源（2.5V至6.5V）的正端連接到(V{DD1})引腳，負(fù)端連接到(GND)引腳。
2. 將(V{DDB})電源（4.5V至35V）的正端連接到(V{DDB})引腳，負(fù)端連接到(GND)引腳。
3. 將(V{DDA})電源（4.5V至35V）的正端連接到(V{DDA})引腳，負(fù)端連接到(GND)引腳。(GND)、(GND{A})和(GND{B})相互隔離，高端IGBT發(fā)射極/MOSFET源極連接到(GND{A})，低端IGBT發(fā)射極/MOSFET源極連接到(GND{B})。

輸入輸出連接

• 邏輯輸入：(V{IA})和(V{IB})引腳是與3.3V和5V系統(tǒng)兼容的邏輯電平輸入?？梢允褂寐萁z端子或測(cè)試引腳進(jìn)行連接。
• 使能控制：在出廠配置下，P5頭跳線連接引腳2和引腳3以啟用設(shè)備輸出，連接引腳1和引腳2可禁用設(shè)備，禁用功能也可以通過(guò)連接到禁用（DIS）測(cè)試引腳進(jìn)行外部控制。R6和R7可分別用作禁用輸入的上拉和下拉電阻。
• 輸出測(cè)試：評(píng)估板上的半橋輸出（HB）測(cè)試引腳是Q2/Q4集電極/漏極節(jié)點(diǎn)。如果設(shè)備用于半橋配置，可以通過(guò)P15上的跳線將Q1/Q3發(fā)射極/源極連接到HB。總線電壓（BUS）測(cè)試引腳連接到高端Q1和Q3 MOSFET/IGBT的漏極。建議C9使用100μF的電解電容，C10和C11使用2.2μF的陶瓷電容。

自舉設(shè)置

要在自舉設(shè)置中使用單個(gè)次級(jí)側(cè)電源，需要安裝自舉二極管D1和電阻R8（阻值通常在1Ω至20Ω范圍內(nèi)）。在這種設(shè)置下，當(dāng)使用Q1和Q2或Q3和Q4配置半橋時(shí)，ADuM4221 - 2的兩個(gè)輸出都可以由(V{DDB})電源供電。當(dāng)開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)((GND{A}))為低電平時(shí)，C4和C5通過(guò)正向偏置的自舉二極管充電；當(dāng)開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)上升到橋電壓時(shí)，二極管變?yōu)榉聪蚱茫捎贑4和C5上的電荷，(V{DDA})到(GND{A})幾乎等于(V_{DDB})，考慮到二極管的正向壓降。為了使自舉工作，必須安裝Q1和Q2或Q3和Q4，而不是負(fù)載電容C3和C8，并且必須在P15上放置跳線。為了為C4和C5提供驅(qū)動(dòng)Q1或Q3柵極所需的電荷，開(kāi)關(guān)頻率必須足夠高，并且占空比必須受到限制。

評(píng)估板的物料清單與注意事項(xiàng)

物料清單

注意事項(xiàng)

該評(píng)估板是靜電放電（ESD）敏感設(shè)備，盡管產(chǎn)品具有專利或?qū)Ｓ?a href="http://m.sdkjxy.cn/tags/保護(hù)電路/" target="_blank">保護(hù)電路，但高能量ESD仍可能對(duì)設(shè)備造成損壞，因此需要采取適當(dāng)?shù)腅SD預(yù)防措施。同時(shí)，使用評(píng)估板需要遵守相關(guān)的法律條款和條件，包括使用許可、保密、禁止拆解和逆向工程等規(guī)定。

EVAL - ADuM4221 - 2EBZ評(píng)估板為工程師提供了一個(gè)全面且靈活的平臺(tái)，用于評(píng)估ADuM4221 - 2隔離半橋柵極驅(qū)動(dòng)器。通過(guò)合理的配置和使用，工程師可以更深入地了解該驅(qū)動(dòng)器的性能和特性，為實(shí)際應(yīng)用提供有力的支持。大家在使用過(guò)程中有沒(méi)有遇到什么特別的問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。