EPC9078开发板快速上手：高效评估EPC2045 eGaN FET

在电子工程领域，对于功率转换器件的评估和测试是产品开发过程中的关键环节。EPC9078开发板为工程师提供了一个便捷的平台，用于评估EPC2045增强模式（eGaN®）场效应晶体管（FET）的性能。本文将详细介绍EPC9078开发板的特点、快速启动步骤、性能参数、热考虑以及物料清单等内容，帮助工程师快速上手并充分利用该开发板。

文件下载：EPC9078.pdf

一、开发板概述

EPC9078开发板是一款最大器件电压为100V、最大输出电流为20A的半桥开发板，板载栅极驱动器，采用了EPC2045 eGaN FET。其主要目的是简化EPC2045 eGaN FET的评估过程，将所有关键组件集成在一块2” x 2”的电路板上，方便连接到任何现有的转换器中。

该开发板使用德州仪器的LM5113栅极驱动器，采用半桥配置，包含两个EPC2045 eGaN FET。同时，板上还集成了所有关键组件和优化的布局，以实现最佳的开关性能。此外，开发板还设有多个探测点，便于进行简单的波形测量和效率计算。

二、快速启动步骤

EPC9078开发板的设置非常简单，以下是具体的操作步骤：

1. 电源连接：在电源关闭的情况下，将输入电源总线连接到 +VIN（J5, J6），将接地/返回端连接到 –VIN（J7, J8）。
2. 开关节点连接：同样在电源关闭时，将半桥的开关节点（SW）OUT（J3, J4）根据需要连接到您的电路中（半桥配置）。EPC9078还提供了可选的降压转换器配置，如图2所示，板上有未焊接的输出电感和输出电容焊盘。
3. 栅极驱动输入连接：关闭电源，将栅极驱动输入连接到 +VDD（J1, Pin - 1），将接地返回端连接到 –VDD（J1, Pin - 2）。
4. PWM控制信号连接：在电源关闭状态下，将输入PWM控制信号连接到PWM（J2, Pin - 1），将接地返回端连接到J2的任意剩余引脚。
5. 开启栅极驱动电源：确保电源电压在7.5V至12V的范围内。
6. 开启控制器/PWM输入源。
7. 开启总线电压：将总线电压调整到所需值（不要超过绝对最大电压），并探测开关节点以观察开关操作。
8. 参数调整与观察：一旦开发板开始运行，在操作范围内调整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：按照上述步骤的相反顺序进行操作。

三、性能参数

符号	参数	条件	最小值	最大值	单位
VDD	栅极驱动输入电源范围	-	7.5	12	V
VIN	总线输入电压范围(1)	-	-	80	V
IOUT	开关节点输出电流(2)	-	0	20	A
VPWM	PWM逻辑输入电压 - 输入‘高’	-	1.5	6	V
VPWM	PWM逻辑输入电压 - 输入‘低’	-	-	-	V
VPWM	最小‘高’状态输入脉冲宽度	VPWM上升和下降时间 < 10ns	-	50	ns
VPWM	最小‘低’状态输入脉冲宽度(3)	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EPC2045，开关节点的最大振铃必须保持在100V以下。 (2) 最大电流取决于管芯温度，实际最大电流受开关频率、总线电压和散热条件的影响。 (3) 受高端自举电源电压‘刷新’所需时间的限制。

四、热考虑

EPC9078开发板主要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，但要注意不要超过管芯的绝对最大温度150°C。需要提醒的是，EPC9078开发板本身没有任何电流或热保护措施。

如果您想了解更多关于EPC eGaN FET热性能的信息，可以参考D. Reusch和J. Glaser所著的《DC - DC Converter Handbook》（《GaN Transistors for Efficient Power Conversion》第一版的补充资料，2015年由Power Conversion Publications出版）。

五、物料清单

EPC9078开发板的物料清单包含了各种组件，以下是部分主要组件的信息：	项目	数量	参考编号	部件描述	制造商/部件编号
1	3	C4, C10, C11	电容，1 µF，10%，25 V，X5R	Murata, GRM188R61E105KA12D
2	1	C9	电容，0.1 µF，10%，25 V，X5R	TDK, C1005X5R1E104K050BC
3	2	C16, C17	电容，100 pF，5%，50 V，NP0	Kemet, C0402C101K5GACTU
4	1	C19	电容，1 µF，10%，25 V，X5R	TDK, C1005X5R1E105K050BC
5	4	C21, C22, C23, C24	电容，CER 1UF 100 V 20% X7S 0805	TDK, C2012X7S2A105M125AB
6	2	D1, D2	肖特基二极管，30 V	Diodes Inc., SDM03U40 - 7
7	2	Q1, Q2	eGaN FET，100 V，7 mΩ	EPC, EPC2045
8	1	U1	IC门与非门1通道2输入6微封装	Fairchild, NC7SZ00L6X
9	1	U2	栅极驱动器，LM5113，USMD，BGA	Texas Instruments, LM5113
10	1	U3	Microchip, MCP1703T - 5002E/MC	Microchip, MCP1703T - 5002E/MC
11	1	U4	IC门与门1通道2输入6微封装	Fairchild, NC7SZ08L6X
12	1	R1	电阻，10.0 K，5%，1/8 W	Stackpole, RMCF0603FT10K0
13	3	R2, R15, R3	电阻，0 Ω，1/8 W，0603	ERJ - 3GEY0R00V
14	1	R4	贴片电阻100 Ω 1% 1/10 W 0603	311 - 100HRTR - ND
15	1	R5	贴片电阻140 Ω 1% 1/10 W 0603	311 - 140HRTR - ND
16	1	R19	贴片电阻0.0 Ω跳线1/16 W	Stackpole, RMCF0402ZT0R00TR - ND
17	3	J1, J2, J9	2引脚的Tyco, 4 - 103185 - 0	2引脚的Tyco, 4 - 103185 - 0
18	6	J3, J4, J5, J6, J7, J8	FCI, 68602 - 224HLF	FCI, 68602 - 224HLF
19	2	TP1, TP2	Keystone Elect, 5015	Keystone Elect, 5015

此外，还有一些可选组件，如可选电位器、PCB基准点、VGS1探头、VSW探头和低侧驱动PWM选项等。

六、注意事项

1. 测量注意事项：在测量高频内容的开关节点时，要注意提供准确的高速测量。开发板上设有一个可选的双引脚插头（J10）用于开关节点测量，建议将测量点安装在电路板的背面，以防止污染顶部组件。关于测量技术的更多信息，请查看“How to GaN”系列视频（http://epc - co.com/epc/DesignSupport/TrainingVideos/HowtoGaN/）。
2. 使用限制：EPC9078开发板仅用于产品评估目的，不适合商业使用。在评估板上更换组件时，只能使用快速启动指南中物料清单上显示的部件。如果有任何问题，请联系EPC授权代表。
3. 安全使用：该开发板应由经过认证的专业人员在实验室环境中按照正确的安全程序使用，使用风险自负。
4. 合规性：作为评估工具，该开发板未设计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受产品供应情况的影响，电路板可能包含不符合RoHS标准的组件或组装材料，EPC不保证所购买的开发板100%符合RoHS标准。
5. 免责声明：EPC保留随时对本文所述产品进行更改的权利，以提高可靠性、功能或设计，且不承担因应用或使用本文所述任何产品或电路而产生的任何责任，也不授予其专利权利或其他知识产权的许可。

总之，EPC9078开发板为工程师提供了一个方便快捷的平台，用于评估EPC2045 eGaN FET的性能。通过遵循本文介绍的快速启动步骤和注意事项，工程师可以充分利用该开发板，加速产品开发进程。你在使用EPC9078开发板的过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。