EPC9107演示板：高效28V降壓轉(zhuǎn)換器的快速入門指南

在電子設(shè)計領(lǐng)域，高效的電源轉(zhuǎn)換一直是工程師們追求的目標(biāo)。今天，我們將深入了解EPC9107演示板，這是一款專注于展示EPC2015增強模式（eGaN?）場效應(yīng)晶體管（FET）和德州儀器LM5113柵極驅(qū)動器性能的28V降壓轉(zhuǎn)換器。

文件下載：EPC9107.pdf

一、EPC9107演示板概述

EPC9107演示板是一款輸出電壓為3.3V、最大輸出電流為15A、輸入電壓范圍在9V至28V之間的1MHz降壓轉(zhuǎn)換器。它采用了緊湊的 (1 / 2 " ×1 / 2 ") 布局，集成了完整的功率級，包括eGaN FET、驅(qū)動器、電感器和輸入/輸出電容，充分展示了eGaN FET和eGaN驅(qū)動器協(xié)同工作所能達(dá)到的卓越性能。該演示板尺寸為3”見方，包含一個具有優(yōu)化控制環(huán)路的全閉環(huán)降壓轉(zhuǎn)換器，同時還設(shè)有多個探測點，方便進(jìn)行簡單的波形測量和效率計算。

性能參數(shù)

注：*最大電流受電感器飽和限制。

二、快速啟動步驟

EPC9107演示板的設(shè)置非常簡單，以下是具體的操作步驟：

1. 連接輸入電源：在電源關(guān)閉的情況下，將輸入電源總線連接到 (V_{IN}) 和GND香蕉插孔。
2. 連接負(fù)載：同樣在電源關(guān)閉時，根據(jù)需要將有源（恒流）負(fù)載連接到 (V_{OUT}) 和GND香蕉插孔。
3. 開啟電源：將電源電壓調(diào)至所需值（大于9V，但不要超過 (V_{IN}) 的絕對最大電壓28V）。
4. 空載測試：測量輸出電壓，確保板子功能正常且處于空載運行狀態(tài)。
5. 加載負(fù)載：開啟有源負(fù)載，將負(fù)載電流調(diào)至所需值，但不要超過最大電流（15A）。
6. 參數(shù)調(diào)整與觀察：在允許的工作范圍內(nèi)調(diào)整總線電壓和負(fù)載電流，觀察輸出開關(guān)行為、效率和其他參數(shù)。
7. 關(guān)機：關(guān)機時，按相反的步驟操作。

測量注意事項

在測量高頻內(nèi)容的開關(guān)節(jié)點柵極電壓時，要特別注意避免使用過長的接地引線。建議使用高帶寬（≥500 MHz）探頭和高帶寬示波器（≥ 1GHz）進(jìn)行測量。具體操作是將示波器探頭尖端放在D3的頂部焊盤上，將探頭直接接地在D3底部為開關(guān)節(jié)點提供的焊盤上，使用R24的右側(cè)焊盤和其下方的GND焊盤測量柵極電壓。

另外，演示板的前沿和后沿死區(qū)時間已設(shè)置為實現(xiàn)最佳滿載效率，不建議進(jìn)行調(diào)整。如果需要調(diào)整，可以自行承擔(dān)風(fēng)險，將R21和R22替換為電位器P1和P2，但在調(diào)整過程中要監(jiān)測輸入電流和開關(guān)節(jié)點電壓，以確定調(diào)整的效果。同時，在操作過程中，絕對不要探測LM5113的輸入引腳，因為探頭電容會改變設(shè)備的時序。

三、電路性能

EPC9107演示電路旨在展示在1MHz工作頻率下，使用eGaN FET在高達(dá)28V或更高的電源電壓下能夠輕松實現(xiàn)的尺寸和性能。由于板上包含閉環(huán)控制器，因此在進(jìn)行效率測量時，必須將相關(guān)損耗考慮在內(nèi)。為了減少這些損耗并專注于功率級的效率，控制器通過一個由輸出提供的非穩(wěn)壓電荷泵從輸出端供電。這樣雖然仍然包含控制器和柵極驅(qū)動損耗，但改善了輸入電源的相關(guān)轉(zhuǎn)換損耗。

四、熱考慮

EPC9107演示板在穩(wěn)態(tài)滿載運行時的熱圖像顯示，該演示板適用于在低環(huán)境溫度和對流冷卻條件下進(jìn)行臺式評估。添加散熱片和強制風(fēng)冷可以提高演示電路的電流能力，但要注意不要超過芯片的絕對最高溫度125°C，并確保電路中其他組件（尤其是輸出電感器的飽和）在允許的范圍內(nèi)。需要注意的是，EPC9107演示板上沒有任何熱保護(hù)功能。

五、物料清單

六、演示板注意事項

EPC9107演示板僅用于產(chǎn)品評估目的，不適合商業(yè)用途。作為評估工具，它未設(shè)計用于符合歐盟電磁兼容性指令或任何其他此類指令或法規(guī)。由于電路板的構(gòu)建有時會受到產(chǎn)品供應(yīng)的影響，因此電路板可能包含不符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)的組件或組裝材料。Efficient Power Conversion Corporation（EPC）不保證購買的電路板100%符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)，也不承擔(dān)應(yīng)用協(xié)助、客戶產(chǎn)品設(shè)計、軟件性能或任何專利或其他知識產(chǎn)權(quán)侵權(quán)的責(zé)任。此外，EPC保留隨時更改電路和規(guī)格的權(quán)利，且無需事先通知。

綜上所述，EPC9107演示板為電子工程師提供了一個評估EPC2015 eGaN FET和LM5113驅(qū)動器性能的有效平臺。在使用過程中，工程師們需要充分了解其性能參數(shù)、操作步驟和注意事項，以確保能夠準(zhǔn)確評估和利用其優(yōu)勢。你在使用類似演示板時是否也遇到過一些特殊的問題呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗。