驅(qū)動(dòng)650V CoolGaN? GIT G5用于電機(jī)控制應(yīng)用：IFX SOI EiceDRIVER?驅(qū)動(dòng)器的探索

在電機(jī)控制應(yīng)用領(lǐng)域，如何高效、安全地驅(qū)動(dòng)功率開關(guān)器件是工程師們關(guān)注的重點(diǎn)。今天，我們將深入探討英飛凌（Infineon）的EVAL - 2EDGAN - INV - 1KW評(píng)估板，它在驅(qū)動(dòng)650V CoolGaN? GIT G5方面表現(xiàn)出色，搭配IFX SOI EiceDRIVER?驅(qū)動(dòng)器，為電機(jī)控制帶來(lái)了新的解決方案。

文件下載：Infineon Technologies EVAL-2EDGaN-INV-1KW 評(píng)估板.pdf

一、重要提示與安全注意事項(xiàng)

1. 評(píng)估板性質(zhì)

英飛凌的評(píng)估板和參考板主要用于演示和評(píng)估，并非商業(yè)化產(chǎn)品。在設(shè)計(jì)時(shí)雖考慮了環(huán)境條件，但未針對(duì)安全要求、全工作溫度范圍或使用壽命進(jìn)行全面測(cè)試，也不滿足CE等標(biāo)準(zhǔn)。用戶需確保其使用符合所在國(guó)家的相關(guān)要求和標(biāo)準(zhǔn)。

2. 安全警示

這些評(píng)估板存在諸多安全風(fēng)險(xiǎn)，如直流母線電容放電時(shí)間長(zhǎng)，在測(cè)試時(shí)與電網(wǎng)輸入連接等。因此，在操作前必須等待5分鐘讓電容放電至安全電壓，測(cè)量電壓波形時(shí)需使用高壓差分探頭，進(jìn)行維護(hù)工作前要先切斷電源并等待電容放電至零。同時(shí)，只有熟悉相關(guān)設(shè)備和技術(shù)的人員才能進(jìn)行系統(tǒng)的規(guī)劃、安裝、調(diào)試和維護(hù)，并且在操作過(guò)程中要注意靜電防護(hù)。

二、系統(tǒng)與功能描述

1. 整體架構(gòu)

EVAL - 2EDGAN - INV - 1KW評(píng)估板通過(guò)將交流電源整流建立VBUS電壓，從該電壓生成輔助電源。其中，VDD輔助電源由CoolSET? ICE5BR4780BZ提供，5V電源由LDO TLE42754D提供。VDD用于柵極驅(qū)動(dòng)器2ED21064S06J，5V用于柵極關(guān)斷發(fā)生器電路和MCU供電。

2. 關(guān)鍵參數(shù)

3. 各模塊功能

（1）連接器與跳線

評(píng)估板上有多個(gè)連接器和跳線，用于連接不同的電源和信號(hào)。例如，J1和J2用于連接交流或VBUS電壓，J3用于連接iMotion MADK M1接口，J4可用于提供外部VDD電源，J6用于連接三相電機(jī)。跳線JP1和JP2在使用外部VDD電源時(shí)需要移除。

（2）柵極驅(qū)動(dòng)器

采用EiceDRIVER? 2ED21064S06J，適用于電機(jī)控制，能滿足dVs / dt < 10 V/ns的要求。

（3）柵極關(guān)斷發(fā)生器

具備過(guò)流保護(hù)功能，通過(guò)特定的公式計(jì)算過(guò)流閾值，當(dāng)電流超過(guò)閾值時(shí)可關(guān)斷柵極，保護(hù)電路安全。

（4）輔助電源發(fā)生器

使用CoolSET? ICE5BR4780BZ生成輔助電源（VDD）。它是英飛凌第5代固定頻率CoolSET?系列的一部分，高度集成了電流模式控制器和800V CoolMOS?超結(jié)MOSFET，支持多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，具有集成誤差放大器、寬輸入電壓范圍支持、多種保護(hù)功能和頻率抖動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)，能有效提高轉(zhuǎn)換器的效率和性能。

（5）CoolGaN?功率開關(guān)

IGLD65R055D2 CoolGaN?晶體管具有增強(qiáng)模式、超快開關(guān)速度、無(wú)反向恢復(fù)電荷、能夠反向?qū)?、低柵極和輸出電荷、優(yōu)異的換向魯棒性、2 kV HBM ESD標(biāo)準(zhǔn)等優(yōu)點(diǎn)，適用于從消費(fèi)電子到工業(yè)應(yīng)用的廣泛領(lǐng)域。

三、原理圖與布局

1. 原理圖

包含連接器、整流器、柵極關(guān)斷發(fā)生器、半橋和輔助電源等部分的原理圖，展示了各模塊之間的連接關(guān)系。

2. 布局

給出了評(píng)估板的頂層和底層PCB布局圖，以及詳細(xì)的物料清單（BOM），包括各種電容、電感、電阻、二極管、連接器、晶體管、驅(qū)動(dòng)器等元件的規(guī)格和型號(hào)。

四、系統(tǒng)性能

1. 波形與圖表

通過(guò)低側(cè)柵極電壓波形圖、蝴蝶圖等展示了系統(tǒng)在不同條件下的性能，如不同的VDD電壓、VBUS電壓、開關(guān)頻率等對(duì)電流和電壓的影響。

2. 溫度測(cè)試

在不同的工作頻率下，對(duì)IGLD65R055D2 CoolGaN?晶體管進(jìn)行了溫度測(cè)試，結(jié)果顯示隨著頻率的增加，晶體管的溫度也會(huì)升高。

在實(shí)際應(yīng)用中，工程師們需要根據(jù)具體的需求和場(chǎng)景，合理選擇和調(diào)整這些參數(shù)和模塊，以實(shí)現(xiàn)最佳的電機(jī)控制效果。同時(shí)，一定要嚴(yán)格遵守安全注意事項(xiàng)，確保自身和設(shè)備的安全。你在使用類似評(píng)估板時(shí)遇到過(guò)哪些問題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)。