EiceDRIVER™ 1EDI3035AS/1EDI3038AS 评估板:深入解析与应用指南

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EiceDRIVER™ 1EDI3035AS/1EDI3038AS 评估板:深入解析与应用指南

在电子工程师的日常工作中,评估板是验证和测试新器件性能的重要工具。今天,我们就来详细探讨一下英飞凌(Infineon)的 EiceDRIVER™ 1EDI3035AS 和 1EDI3038AS 评估板。

文件下载:Infineon Technologies 1EDI303YAS 评估板.pdf

一、安全第一

在开始使用评估板之前,安全是我们必须首要考虑的问题。该评估板存在触电危险,如果施加的电压超过 60V,只有经过相关培训、能够安全处理高于 60V 电压的人员才允许操作。同时,要确保危险带电部件不可触及,可触及的带电部件无危险性。这一点大家一定要牢记,毕竟安全无小事。

二、评估板概述

2.1 总体描述

EiceDRIVER™ 1EDI3035AS 和 1EDI3038AS 评估板是一个多功能的评估平台,采用半桥配置。它提供了多种选择,可以安装 FF06MR12A04MA2 HybridPACK™ DSC 模块,也可以安装离散的 PG - TO247 - 3 功率器件,比如 AIMW120R045M1 CoolSiC™ MOSFET,并且还有一个占位符,使板子兼容 PG - TO247 - 4 封装。

评估板有两种变体: 评估板变体 高端驱动器 低端驱动器
主逆变器用 SiC 1EDI3035AS 1EDI3035AS
DC/DC 用 SiC 1EDI3038AS 1EDI3038AS

2.2 EiceDRIVER™ 栅极驱动器概述

这个产品系列共有五种不同的器件:1EDI3035AS、1EDI3038AS、1EDI3025AS、1EDI3026AS 和 1EDI3028AS。每个成员都有略微不同的功能集,并针对不同的功率开关技术进行了优化,但功率级和安全概念在所有成员之间是共享的。

下面的表格展示了每个变体的关键产品特性,方便我们进行选择: 类型 AMCLP SOFTOFF OCP DESAT OVLO3 ADC 输出级额定电流 目标功率开关
1EDI3025AS x x x 15A IGBT
1EDI3026AS x x x IGBT
1EDI3028AS x x (电流源禁用) 10A IGBT
1EDI3035AS x x x 15A SiC
1EDI3038AS x x 10A SiC

其中,1EDI3028AS 针对 EESM 应用进行了优化,禁用了用于 NTC 测量优化的 ADC 电流源,没有 OVLO3 功能,且输出级电流较低;1EDI3038AS 则为 OBC 和 DC/DC 应用做了准备,没有 ADC 或 OVLO3 功能,输出级电流也较低。大家在实际应用中,要根据具体需求来选择合适的器件。

2.3 工作模式

这两款栅极驱动器提供了不同的工作模式,具备诊断功能,并且在系统故障时能够进入安全状态。具体的工作模式细节可以参考数据手册。大家有没有在实际应用中遇到过因为工作模式设置不当而导致的问题呢?

2.4 框图

评估板分别给出了 1EDI3035AS 和 1EDI3038AS 的框图,通过框图我们可以更清晰地了解其内部结构和信号流向,这对于我们进行电路分析和故障排查非常有帮助。

三、快速上手

建议在评估板上安装 FF06MR12A04MA2 HybridPACK™ DSC 或 AIMW120R045M1 CoolSiC™ MOSFET 来使用。它也可以用于电容性负载仿真,或者与任何其他兼容封装的器件一起使用。

在进行电容性负载仿真时,DESAT 保护会在每次开关导通事件时触发,导致器件进入 PWM 禁用模式。为了抑制这种不必要的触发,可以将 DESAT_T 连接到 GND2_T,DESAT_B 连接到 GND2_B,这可以通过设置跳线 X1 和 X2 来实现。

要切换栅极驱动器的输出,可以按照以下步骤操作:

  1. 将跳线 X17 和 X20 设置在 2 - 3 位置(上拉)。
  2. 如果只需要驱动一个栅极驱动器,可以设置跳线 X29,将高端或低端 PWM 通道接地来禁用它。
  3. 根据工作条件提供 +15V 的主电源电压。
  4. 按下复位按钮,使驱动器从 PWM 禁用模式转换到 PWM 启用模式。
  5. 验证设备是否处于 PWM 启用模式:RDY LED 亮起,NFLT LED 熄灭。
  6. 根据工作条件向 INP_T 或 INN_T 施加 PWM 信号,分别启动高端或低端开关的切换。
  7. 如果设备由于触发保护功能而进入 PWM 禁用模式并关闭输出级,按下复位按钮使其转换到 PWM 启用模式。

这里大家要注意操作步骤的顺序,不然可能会影响评估板的正常工作哦。

四、评估板详细介绍

4.1 PCB 概述

评估板的 PCB 上有一条垂直线,将初级侧和次级侧分开。变压器 TR1 为栅极驱动器的次级侧提供电源电压。功率开关(如 FF06MR12A04MA2 HybridPACK™ DSC 或 AIMW120R045M1 CoolSiC™ MOSFET)不包含在评估板中,需要单独订购,也可以安装兼容的 PG - TO247 - 3 或 PG - TO247 - 4 功率开关。

4.2 连接器

评估板的初级侧和次级侧都有连接器。初级侧的香蕉插座需要 +15V 的电源电压,如果使用远程复位功能,还需要一个额外的香蕉插座提供 +5V 电源,否则保持开路。BNC 连接器 INN_T 和 INP_T 用于接收每个驱动器的 PWM 信号。次级侧的螺丝端子用于连接次级电源电压和半桥的中心抽头。大家在连接电源和信号时,一定要注意电压和极性,避免损坏评估板。

4.3 LED 指示灯

评估板上的 LED 指示灯用于指示板子的健康状态和驱动器的状态:

  • 每个驱动器都有专用的 NFLT_x 和 RDY_x 指示灯。
  • 初级侧 VCC1 有电源指示灯。
  • 每个驱动器的次级侧 VCC2 有指示灯。

如果驱动器将 NFLT_x 信号拉低,NFLT_x LED 亮起,表示有故障;如果驱动器没有将 RDY_x 信号拉低,RDY_x LED 亮起,表示设备就绪。我们可以通过这些指示灯的状态来确定当前的工作模式。

4.4 工作条件

在使用评估板时,需要关注其工作条件。需要注意的是,评估板的高压能力是基于板上元件的理论极限,并未经过保证或测试,使用时需自行承担风险。具体的工作条件如下: 参数 引脚 最小值 最大值 单位 注意事项
Vsupply 香蕉插座 13 21 V 受次级侧 UVLO、OVLO、远程复位电路和功率开关栅极最大额定值限制
Vsupply.2 香蕉插座 0 5.5 V 受比较器工作范围限制
V 到 GND2B 螺丝端子 0 1200 V 理论 HV DC 极限,未测试。击穿电压由 DESAT 二极管 D2、D5、二极管 D1、D3、D4、D6 和电容器 C23、C58 决定。需要更高电压时需更换
VBNC BNC 连接器 -0.3 5 V 受 VCC1 电压限制

4.5 跳线配置

评估板提供了多种跳线配置选项:

  • SI1 和 SI2 上拉:对于没有高压连接且没有第二个输入电压的测试设置,可以将跳线 1 和跳线 2 设置在 2 - 3 位置,按下复位按钮来复位驱动器。设置跳线后按下复位按钮一次,可将设备切换到 PWM 启用状态。
  • ASCP_ON 模式:要测试 ASCP_ON 模式(PWM 输入禁用,但 ADC 启用),将跳线 1 设置在 2 - 3 位置,跳线 2 设置在 1 - 2 位置,生成信号 SI1 = 0,SI2 = 1。不要在第二个香蕉插座上连接 +5V 电源,按下复位按钮一次使设备就绪。
  • SI1 和 SI2 远程复位:在进行高压测试时,不建议使用按钮 S1 来复位和转换设备从 PWM 禁用模式到 PWM 启用模式。可以使用两个可调电源在 +15V 和 +5V 输入插孔上实现清除功能和模式转换的自动化。需要注意的是,对于版本为 “REV 1.0” 的板子,需要移除开关 S1 和电容器 C8、C9 才能使用远程复位功能。
  • 连接 DESAT 和 OCP 到 GND:放置跳线 3 和跳线 4,将高端 DESAT 信号和低端 DESAT 信号连接到 GND,这样可以避免在电容性负载仿真中切换输出时进入 PWM 禁用模式,因为此时 DESAT 保护被禁用。
  • AIPB 和 SASCB:可以选择通过低端驱动器的 ADC 测量直流母线电压,或者测试次级有源短路(SASC)功能。不放置跳线 5 可以测量直流母线电压,放置跳线 5 可以测试 SASC。

4.6 高端和低端的区别

在评估板上,可以在高端和低端进行不同的测量。高端可以测量 DSC 模块内部的温度,因为功率模块内的二极管直接连接到高端驱动器的 ADC;低端可以通过电阻梯(R54、R55、R56)和 ADC 测量直流母线电压,也可以在设置跳线 5 时测试 SASC 事件。

五、原理图和布局

5.1 原理图

文档中给出了 “SiC 用于主逆变器” 和 “SiC 用于 DC/DC” 两种变体的驱动器原理图,以及初级和次级电源的原理图。通过原理图,我们可以更深入地了解评估板的电路结构和信号处理过程,这对于我们进行电路设计和优化非常有帮助。

5.2 布局

评估板的 PCB 由两层组成:顶层和底层。为了方便使用,底层没有放置任何元件。这种布局设计使得我们在进行焊接和调试时更加方便,减少了出错的可能性。

六、物料清单

文档分别给出了 “SiC 用于主逆变器” 和 “SiC 用于 DC/DC” 两种变体的物料清单,包括电容、电阻、二极管、集成电路、连接器等各种元件的详细信息,如制造商、型号、数量等。这对于我们进行物料采购和库存管理非常有帮助。

七、限制说明

需要注意的是,这个评估板仅提供有限的功能,用于英飞凌产品的评估和测试。它既不是最终产品,也不是成品设备,英飞凌不打算也未授权将其集成到最终产品中,也不能用于任何生产系统。

以上就是关于 EiceDRIVER™ 1EDI3035AS 和 1EDI3038AS 评估板的详细介绍,希望对大家在实际应用中有所帮助。大家在使用过程中如果有任何问题或者经验,欢迎在评论区分享交流。

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