EPC9101演示板：高频高效降压转换器的快速上手指南

在电力电子领域，高效、高频的电源转换技术一直是工程师们追求的目标。EPC9101演示板作为一款展示eGaN FETs和eGaN驱动器性能的产品，为我们提供了一个很好的研究和实践平台。今天，我们就来深入了解一下这款演示板。

文件下载：EPC9101.pdf

一、EPC9101演示板概述

EPC9101演示板是一款输出电压为1.2V、最大输出电流为20A、输入电压范围在8V至24V之间的1MHz降压转换器。它采用了EPC2014和EPC2015增强型（eGaN®）场效应晶体管（FETs），以及德州仪器的LM5113 eGaN FET专用集成电路驱动器。需要注意的是，该演示板并非参考设计，而是用于展示eGaN FETs和eGaN驱动器协同工作所能达到的性能。

演示板尺寸为3英寸见方，包含一个全闭环降压转换器。功率级采用单面设计，位于20mm x 11mm的区域内，包含驱动器、eGaN FETs、总线电容和输出电感。此外，板上还有各种探测点，方便进行简单的波形测量和效率计算。

二、性能参数

SYMBOL	PARAMETER	CONDITIONS	MIN	TYP	MAX	UNITS
VIN	总线输入电压范围		8		24	V
VOUT	开关节点输出电压			1.2		V
lour	开关节点输出电流				20*	A
fsw	开关频率			1000		kHz
峰值效率	12 VN = 10 A loUT		89.5		%
满载效率	12 VIN, = 20 A louT		86.4		%
满载效率	24VIN = 20 A loUT		83.3		%

注：最大输出电流受散热因素限制，需要200 LFM强制风冷。

从这些参数中，我们可以看到EPC9101在不同输入电压和负载电流下的效率表现。大家可以思考一下，这些效率数据在实际应用中会对系统的整体性能产生怎样的影响呢？

三、快速启动步骤

EPC9101演示板易于设置，可用于评估EPC2014和EPC2015 eGaN FETs以及LM5113驱动器的性能。以下是具体的操作步骤：

1. 关闭电源，按图示将输入电源总线连接到(V_{IN})和GND香蕉插孔之间。
2. 关闭电源，按需求将有源（恒流）负载连接到(V_{OUT})和GND香蕉插孔之间。
3. 打开电源，将电源电压调至所需值（(V_{IN})不得超过绝对最大电压24V）。
4. 测量输出电压，确保板子功能正常且处于空载运行状态。
5. 打开有源负载，将负载电流调至所需值，但不要超过最大电流（20A）。
6. 设备运行后，在允许的工作范围内调整总线电压和负载电流，观察输出开关行为、效率和其他参数。
7. 关机时，按相反步骤操作。

在测量高频内容的开关节点栅极电压时，要注意避免使用长接地线。建议使用高带宽（≥ 500MHz）探头和高带宽示波器（≥ 1GHz）进行测量。另外，前沿和后沿的死区时间已设置为实现最佳满载效率，不建议进行调整，但如果需要调整，可以自行承担风险，将R21和R22替换为电位器P1和P2，并在调整时监测输入电流和开关节点电压，以确定调整的效果。同时，在设备运行期间，切勿探测LM5113的输入引脚，因为探头电容会改变设备的时序。

四、电路性能

EPC9101演示电路旨在展示使用eGaN FETs在1MHz工作频率下，对于高达24V或更高的电源电压所能实现的尺寸和性能。由于板上包含闭环控制器，因此在进行效率测量时，必须将相关损耗也考虑在内。还可以为EXTVCC引脚提供一个单独的5V稳压电源，以进一步提高效率，这样可以去除输入电源的相关转换损耗（LDO损耗），但控制器和栅极驱动损耗仍然存在。

五、散热考虑

EPC9101演示板在稳态满载运行时的热成像图显示，该演示板适用于在低环境温度下进行台式评估，并在高电流时需要强制风冷。使用时要注意，不要超过绝对最大管芯温度125°C，并确保电路中的其他组件在其工作范围内。此外，该演示板板上没有任何电流或热保护功能。

六、物料清单

该演示板的物料清单包含了各种电容、电阻、二极管、电感、集成电路等组件，详细信息可参考文档中的表格。大家在实际使用时，可以根据需求对一些可选组件进行调整。

七、注意事项

EPC9101演示板仅用于产品评估目的，不适合商业用途。作为评估工具，它未设计用于符合欧盟电磁兼容性指令或任何其他此类指令或法规。由于电路板的构建有时会受到产品供应的影响，因此电路板可能包含不符合RoHS标准的组件或组装材料，EPC不保证所购买的电路板100%符合RoHS标准。同时，EPC对应用协助、客户产品设计、软件性能或任何专利或其他知识产权的侵权不承担任何责任，并且有权随时更改电路和规格，而无需事先通知。

通过对EPC9101演示板的介绍，相信大家对这款产品有了更深入的了解。在实际应用中，我们可以根据其性能特点和操作步骤，更好地发挥其优势，为我们的电源设计提供参考。大家在使用过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享交流。