EPC9003C开发板快速上手攻略

在开关电源设计领域，氮化镓（GaN）场效应晶体管（FET）凭借其出色的性能逐渐崭露头角。EPC公司的EPC9003C开发板，为工程师们评估EPC2010C GaN FET的性能提供了便利。下面就为大家详细介绍这款开发板。

文件下载：EPC9003C.pdf

开发板概述

EPC9003C开发板是一款最大设备电压200 V、最大输出电流22 A的半桥电路，板载栅极驱动器，采用了EPC2010C GaN FET。该开发板尺寸为2" × 2" ，集成了两个EPC2010C GaN FET，采用半桥配置，并搭配了On - Semi NCP51820栅极驱动器，同时包含了所有关键组件，其布局设计有利于实现最佳开关性能，还设有多个探测点，方便进行波形测量和效率计算。

性能参数

Symbol	Parameter	Conditions	Min	Nominal	Max	Units
VDD	栅极驱动输入电源范围		10		12	V
VIN	总线输入电压范围(1)				160	V
IOUT	开关节点输出电流(2)				5	A
VPWM	PWM逻辑输入电压阈值(3)	输入‘High’	3.5		5.5	V
	输入‘Low’	0		1.5	V
最小‘High’状态输入脉冲宽度	VPWM 上升和下降时间 < 10ns	50			ns
最小‘Low’状态输入脉冲宽度(4)	VPWM 上升和下降时间 < 10ns	200			ns

需要注意的是： (1) 最大输入电压取决于电感负载，对于EPC2010C，开关节点的最大振铃必须保持在200 V以下。 (2) 最大电流取决于管芯温度，实际最大电流会受到开关频率、总线电压和散热条件的影响。 (3) 使用板载逻辑缓冲器时，若绕过逻辑缓冲器，请参考NCP51820数据手册。 (4) 受高端自举电源电压“刷新”所需时间的限制。

快速启动流程

单/双PWM信号输入设置

EPC9003C开发板有单输入和双输入两种模式。默认配置为单输入模式，PWM1输入端口作为输入，电路会为FET生成具有预设死区时间的互补PWM。若要选择双输入模式，需将R5位置的零欧姆电阻移除并安装到R6位置。不过在双模式下没有直通保护，因为两个栅极信号可能同时设为高电平。此外，NCP51820有片上死区时间发生器，EPC9003C禁用了片上死区时间以最大化用户灵活性，但通过P1、R11和R12可以访问片上死区时间模式。

降压转换器配置

若要将开发板作为降压转换器使用，可选择单或双PWM输入。选择好输入源和死区时间设置后，就可以按以下步骤操作：

1. 关闭电源，将输入电源总线连接到V_IN，接地端连接到GND。
2. 关闭电源，将半桥的开关节点（SW）按需连接到您的电路（半桥配置），或者使用提供的电感（L1）和输出电容（C_out）焊盘。
3. 关闭电源，将栅极驱动电源连接到V_DD（J1，引脚1），接地端连接到GND（J1，引脚2，在板底标注）。
4. 关闭电源，根据所选的输入模式设置，将输入PWM控制信号连接到PWM1和/或PWM2，并将接地端连接到板底标注的任意GND J10引脚。
5. 打开栅极驱动电源，确保电源电压至少为10 V，但不超过12 V。
6. 打开控制器 / PWM输入源。
7. 确保初始输入电源电压为0 V，打开电源并缓慢将电压升高到所需值（不要超过绝对最大电压），探测开关节点以观察开关操作。
8. 正常工作后，在工作范围内调整PWM控制、总线电压和负载，观察输出开关行为、效率和其他参数。
9. 关机时，请按相反步骤操作。

升压转换器配置

使用开发板作为升压转换器时，也可选择单或双PWM输入。但要注意，切勿在无负载的情况下运行升压转换器模式，因为输出电压可能会超过最大额定值。具体操作步骤如下：

1. 电感（L1）和输入电容（标注为C_out）可以焊接到板上，也可以使用外部提供的。
2. 关闭电源，将输入电源总线连接到V_OUT，接地端连接到GND，若电感L1和C_out是外部提供的，则跨接在电容两端。将输出电压（标注为V_IN）按需连接到您的电路，例如电阻负载。
3. 关闭电源，将栅极驱动电源连接到V_DD（J1，引脚1），接地端连接到GND（J1，引脚2，在板底标注）。
4. 关闭电源，根据所选的输入模式设置，将输入PWM控制信号连接到PWM1和/或PWM2，并将接地端连接到板底标注的任意GND J10引脚。
5. 打开栅极驱动电源，确保电源电压至少为10 V，但不超过12 V。
6. 打开控制器 / PWM输入源。
7. 确保输出不是开路，且初始输入电源电压为0 V，打开电源并缓慢将电压升高到所需值（不要超过绝对最大电压），探测开关节点以观察开关操作。
8. 正常工作后，在工作范围内调整PWM控制、总线电压和负载，观察输出开关行为、效率和其他参数，同时观察设备温度以确定工作极限。
9. 关机时，请按相反步骤操作。

测量与散热注意事项

测量考虑

在测量包含高频内容的开关节点电压时，要确保提供准确的高速测量。开发板提供了一个可选的双引脚接头（J5）和一个MMCX连接器（J6）用于开关节点测量。推荐使用差分探头测量高端自举电压，Tektronix的IsoVu探头有匹配的MMCX连接器。对于使用MMCX连接器的常规无源电压探头（如TPP1000），可使用探头适配器（PN: 206 - 0663 - xx）。同时，EPC网站提供了“AN023 Accurately Measuring High Speed GaN Transistors”和“How to GaN”教育视频系列，供大家参考测量技术。

散热考虑

EPC9003C开发板适用于在低环境温度和自然对流冷却条件下进行台式评估。添加散热片或散热器并采用强制风冷可以显著提高这些设备的电流额定值，但要注意不要超过150°C的绝对最大管芯温度。需要提醒的是，该开发板没有任何电流或热保护功能。如果大家想了解更多关于EPC eGaN FET热性能的信息，可以参考相关文献。

物料清单

文档中还给出了详细的物料清单，包括固定组件和可选组件。涵盖了电容、电阻、晶体管、二极管、驱动器、连接器等多种元件，并列出了相应的数量、参考编号、部件描述、制造商和部件编号。大家在使用和维护开发板时，可以根据清单进行检查和更换部件。

你对EPC9003C开发板在实际应用中的哪些方面比较感兴趣呢？欢迎在评论区留言讨论。希望本文能帮助大家快速上手这款开发板，在氮化镓FET的评估和应用中取得更好的成果。