基于EiceDRIVER™ 2EDL803x的半桥降压转换器评估板评测

在电源设计领域，半桥降压转换器是一种常见且重要的电路拓扑。今天，我们就来详细探讨一下基于EiceDRIVER™ 2EDL803x的半桥降压转换器评估板，看看它能为我们带来哪些便利和惊喜。

文件下载：Infineon Technologies EVAL_HB_2EDL803X_G4B评估板.pdf

一、2EDL803x驱动芯片简介

由于网络问题，未能获取到相关信息。不过从文档中我们可知，2EDL803x属于EiceDRIVER™ 系列，专为半桥配置中的高端和低端MOSFET驱动而设计。其高端浮动驱动器能够驱动最高120V自举电压下工作的高端MOSFET。版本4具备完整的4A电流能力，版本3则为3A。高端偏置电压通过集成自举二极管的自举技术生成。该驱动器的输入与TTL逻辑兼容，能承受 -10V至20V的输入共模摆幅，并且独立输入可实现对高端和低端域的独立控制。此外，高端和低端电源的欠压锁定（UVLO）功能可在电源不足时强制相应输出为低电平。它有SON - 8引脚4mm x 4mm、SON - 10引脚4mm x 4mm和SON - 10引脚3mm x 3mm等多种封装形式。大家在实际应用中，是否遇到过因为驱动芯片电流能力不足而影响电路性能的情况呢？

二、评估板概述

评估板的订单代码有EVAL_HB_2EDL803x - G3C、EVAL_HB_2EDL803x - G4B、EVAL_HB_2EDL803x - G4C。它主要为设计工程师提供了一个测试平台，用于评估2EDL8034栅极驱动器的性能，如传播延迟、延迟匹配和上升/下降时间特性等，同时还能评估周围栅极驱动电路（如外部栅极电阻）对MOSFET开关行为的影响。评估板配置为开环半桥降压转换器，典型输入电压为48V，典型输出电压为12V。所使用的英飞凌组件包括作为高低端MOSFET半桥驱动器的EiceDRIVER™ 2EDL8034和采用SuperSO8封装的100V 4mΩ OptiMOS™（BSC040N10NS5）功率MOSFET。这里我们思考一下，开环配置在测试过程中会带来哪些优势和挑战呢？

（一）评估板规格

评估板的电气规格如下表所示：	Parameter	Symbol	Value	Unit
Input voltage	Vin	48	V
Output voltage	Vout	12	V
Output current	lout	0 to 8	A
Switching frequency	Fsw	200	kHz
Dead time	DTo, DToff	100	ns
Board dimensions	88.0mm(L)x60.5mm(W)

用户可以在一定范围内自由调整输入电压（最大60V）、输出电压、输出电流、开关频率和死区时间，但要注意不能超过组件的最大电压、电流和温度额定值，必要时需提供充足的气流或强制风冷。

（二）评估板外观

评估板有顶面和底面，EN连接仅EVAL_HB_2EDL803x - G30板需要。

三、硬件使用入门

（一）连接和测试点

评估板上有一系列连接和测试点，各点功能如下：	Connection/test point	Description
X1	HI and LI PWM input
X2	Input GND
X3	Vout Connector
X4	Vop connector
X5	Output GND
X6	Vin connector
X7*	EN connector
+Vin	Vin sense point
+Vout	Vout sense point

需要注意的是，EN连接器（X7）仅在EVAL_2EDL803x - G3C板上可用。

（二）快速启动指南

1. 输入PWM信号：使用函数发生器通过连接器X1输入具有所需脉冲宽度、死区时间和频率的PWM信号（LI和HI），确保有足够的死区时间以避免两个MOSFET交叉导通。
2. 提供$V_{DD}$电压：使用外部辅助电源通过连接器X4在8V至17V之间提供$V_{DD}$电压。
3. 使能信号：对于2EDL803x - G3C，需通过连接器X7在3V至$V_{DD}+0.3V$之间提供使能信号，其他驱动器则不需要。
4. 提供$V_{in}$电压：使用外部电源通过连接器X6（$V{in}$）和X2（GND）提供48V（最大60V）的$V{in}$电压。若仅验证栅极驱动器IC特性（如传播延迟），则无需提供$V_{in}$电压，此时需将HS引脚短接至GND以提供自举电容的充电路径。
5. 连接负载：通过连接器X3（$V{out}$）和X5（GND）将$V{out}$连接到电子负载，并将输出电流增加到最大8A，注意不要超过电感器的饱和极限。
6. 测量：使用低压单端探头测量栅极驱动器的$V_{DD}$、LI、HI、LO和HS引脚，使用低压差分探头测量HO - HS和HB - HS。探头环路应尽可能短，以避免感应振铃，并将探头放置在驱动器引脚附近以确保准确测量驱动器性能。
7. 关机：先关闭负载，再关闭输入电压电源；对于2EDL80x - G3C，关闭使能信号；最后关闭驱动器偏置电源。

四、测试结果

（一）传播延迟测试

在$V{DD}$偏置供电、$V{in}=48V$且输出无负载的情况下，对高低端驱动器的下降和上升传播延迟进行了测试。测试结果如下：

• LI - LO下降传播延迟为33.6ns，上升传播延迟为34.7ns（$V{DD}=12V$，$V{in}=48V$，$C_{load}=4.1nF$）。
• HI - HO下降传播延迟为34.3ns，上升传播延迟为33.5ns（$V{DD}=12V$，$V{in}=48V$，$C_{load}=4.1nF$）。

（二）波形测试

在$V{in}=48V$，$V{DD}=12V$，占空比为23%，开关频率$F{sw}=200kHz$，负载为8A，环境温度$T{A}=25^{circ}C$的条件下，得到了高端和低端输出波形以及开关节点波形。这些测试结果能让我们直观地了解驱动器在不同工作条件下的性能表现，大家在实际测试中，是否也会关注这些关键参数的变化呢？

五、不同FET的 footprint选择

评估板允许用户测试不同封装形式的FET与驱动器IC的性能。支持的FET封装及对应信息如下表所示：	Package	Ref.designator	Preferred FET	Figure
PG - TDSON - 8 - 1 (SuperS08)	Q1 and Q2	BSC040N10NS5	Figure 7
TO263 - 7 - 3	Q3 and Q10	IPB032N10N5	Figure 8
PG - HSOF - 8 - 1	Q4 and Q9	IPTO20N10N3	Figure 9
PG - HSOG - 8 - 1	Q5 and Q8	IAUS300N10S5N014	Figure 10
PG - HDSOP - 16 - 2	Q6 and Q7	IAUS260N10S5N019T	Figure 11

这种设计为工程师提供了更多的选择和灵活性，方便他们根据实际需求选择合适的FET进行测试。大家在选择FET封装时，通常会考虑哪些因素呢？

六、附录

（一）原理图

文档提供了EVAL_HB_2EDL803x - G3C、EVAL_HB_2EDL803x - G4B和EVAL_HB_2EDL803x - G4C三种评估板的原理图，方便工程师进行电路分析和参考。

（二）布局图

同样给出了三种评估板的布局图，有助于工程师了解电路板的布线和元件布局。

（三）物料清单（BOM）

详细列出了评估板上各元件的设计编号、值、元件描述、封装、制造商和制造商订单号等信息，为工程师进行物料采购和电路搭建提供了便利。

综上所述，基于EiceDRIVER™ 2EDL803x的半桥降压转换器评估板为电源设计工程师提供了一个全面、便捷的测试平台。通过对该评估板的使用和测试，工程师可以深入了解2EDL803x栅极驱动器的性能，评估不同FET的适配性，为实际电源设计提供有力的参考。大家在使用类似评估板的过程中，有没有遇到过一些独特的问题或有趣的发现呢？欢迎在评论区分享交流。