EPC9034开发板快速上手指南

一、开发板概述

EPC9034开发板是一款设计精妙的电子设备，专为简化EPC2021增强型氮化镓（eGaN®）场效应晶体管（FET）的评估流程而打造。它具有高达80V的最大器件电压和35A的最大输出电流，采用半桥结构并集成了板载栅极驱动器。

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开发板尺寸为2英寸×2英寸，采用德州仪器LMG1205栅极驱动器，配置了两个EPC2021 eGaN FET。板上包含了所有关键组件，其布局设计有助于实现最佳的开关性能。此外，板上还设有多个探测点，方便进行简单的波形测量和效率计算。大家可以思考一下，这样的设计对于实际的电路测试和优化有哪些具体的好处呢？

二、快速启动流程

（一）降压转换器配置

1. 电源连接：在电源关闭的状态下，将输入电源总线连接到 (V_{IN})（J5、J6），并将接地端连接到GND。
2. 开关节点连接：同样在电源关闭时，根据需求将半桥的开关节点（SW）连接到电路中（半桥配置），也可以使用提供的焊盘连接电感（(L{1})）和输出电容（(C{out})），并在 (V_{OUT}) 和GND之间连接直流负载。
3. 栅极驱动电源连接：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，位于板的底部）。
4. PWM控制信号连接：电源关闭时，将输入PWM控制信号连接到PWM1（J2，引脚1），接地端连接到板底部所示的任意GND J2引脚。
5. 开启栅极驱动电源：确保电源电压在7.5V至12V之间。
6. 开启控制器/PWM输入源。
7. 开启电源：确保初始输入电源电压为0V，然后开启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. 参数调整：设备正常运行后，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：按相反步骤操作。

（二）升压转换器配置

需要注意的是，切勿在无负载的情况下运行升压转换器模式，否则输出电压可能会超过最大额定值。

1. 电感和电容安装：电感（(L{1})）和输入电容（标记为 (C{out})）可以焊接到板上（如图3所示），也可以使用外接方式。还可以利用EPC2021 FET右侧的额外焊盘安装反并联二极管。
2. 电源连接：关闭电源，将输入电源总线连接到 (V{OUT})（J9，引脚1），接地端连接到GND（J9，引脚2）；如果电感 (L{1}) 和 (C{out}) 是外接的，则可在电容两端外部连接。根据需求将输出电压（标记为 (V{IN})，J5、J6）连接到电路，例如电阻负载。
3. 栅极驱动电源连接：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，位于板的底部）。
4. PWM控制信号连接：关闭电源，将输入PWM控制信号连接到PWM1（J2，引脚1），接地端连接到板底部所示的任意GND J2引脚。注意，底部FET栅极驱动信号相对于PWM1是反相的。也可以通过移除R2和R17，并为R14和R16安装0Ω跳线来使用单独的输入PWM信号。
5. 开启栅极驱动电源：确保电源电压在7.5V至12V之间。
6. 开启控制器/PWM输入源。
7. 开启电源：确保输出不是开路，且初始输入电源电压为0V，然后开启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. 参数调整：设备正常运行后，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，并注意设备温度以确定操作限制。
9. 关机：按相反步骤操作。

三、热性能考虑

EPC9034开发板展示了EPC2021 eGaN FET的性能。该开发板适用于在低环境温度和对流冷却条件下进行台式评估。添加散热片和强制风冷可以显著提高这些器件的电流额定值，但要注意不要超过150°C的绝对最大管芯温度。大家不妨思考一下，在实际应用中如何有效地控制开发板的温度呢？

需要注意的是，EPC9034开发板上没有任何电流或热保护。关于EPC eGaN FET的热性能的更多信息，可以参考D. Reusch和J. Glaser所著的《DC - DC Converter Handbook》。

四、测量考虑

在测量高频内容开关节点时，要确保提供准确的高速测量。开发板包含一个可选的双引脚插头（J10）用于开关节点测量，还提供了MMCX连接器焊盘（图5中的J15）来测量开关节点。

低侧栅极电压（(V{GS 2})）可以在双引脚插头（J22）或MMCX（J12）处测量，需要安装R7（0Ω电阻）。高侧栅极电压（(V{GS})）只能使用MMCX连接器（J11）测量，需要安装R6（0Ω电阻）。建议使用差分探头测量高侧栅极，泰克的IsoVu探头有匹配的MMCX连接器。对于使用MMCX连接器测量低侧栅极或开关节点的调节器无源电压探头（如TPP1000），可以使用探头适配器（PN: 206 - 0663 - xx）。

五、物料清单

开发板的物料清单涵盖了各种电容、二极管、电阻、集成电路和连接器等组件。其中包括TDK、Yageo、Murata等不同制造商的产品。此外，还有一些可选组件，如电容、二极管、电感、电位器等。在实际设计中，大家可以根据具体需求选择合适的组件，那么如何根据性能要求来挑选这些组件呢？

六、注意事项

EPC9034开发板仅用于产品评估目的，不适合商业用途，也未获得FCC批准用于转售。在评估板上更换组件时，只能使用快速启动指南中零件清单（或物料清单）所示的零件。该板应由经过认证的专业人员在实验室环境中按照适当的安全程序使用，使用时需自行承担风险。

同时，作为评估工具，该板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。由于板的构建有时取决于产品的可用性，板可能包含不符合RoHS标准的组件或组装材料，EPC不保证所购买的板100%符合RoHS标准。评估板（或套件）仅用于演示目的，板和本快速启动指南均不构成销售合同，也不提供任何明示或暗示的应用或产品保修。EPC保留随时对本文所述的任何产品进行更改以提高可靠性、功能或设计的权利，且不承担因应用或使用本文所述的任何产品或电路而产生的任何责任，也不授予其专利权或其他知识产权的许可。