EPC9091开发板快速上手：开启EPC2051 eGaN FET评估之旅

在电子工程领域，高效的功率转换一直是追求的目标。EPC（Efficient Power Conversion）公司推出的EPC9091开发板，为工程师们评估EPC2051 eGaN FET提供了便捷的途径。今天，我们就来详细了解一下这款开发板。

文件下载：EPC9091.pdf

开发板概述

EPC9091开发板是一款最大器件电压为100V的半桥电路，板载栅极驱动器，采用了EPC2051增强型（eGaN®）场效应晶体管（FET）。其设计目的是简化EPC2051 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uPI Semiconductor Corp的uP1966A栅极驱动器，采用半桥配置，包含两个EPC2051 eGaN FET。板上包含了所有关键组件和布局，以实现最佳的开关性能，并且设有多个探测点，便于进行简单的波形测量和效率计算。

快速启动步骤

EPC9091开发板的设置非常简单，按照以下步骤操作，即可开始评估EPC2051 eGaN FET的性能：

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GND（J7、J8）。
2. 开关节点连接：同样在电源关闭时，根据需要将半桥的开关节点（SW）（J3、J4）和GND（J7、J8）连接到您的电路中（半桥配置）。该开发板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器和输出电容器的焊盘。
3. 栅极驱动电源连接：关闭电源，将栅极驱动电源连接到 (V_{D D})（J1，Pin - 1），接地返回端连接到GND（J1，Pin - 2）。
4. PWM控制信号连接：在电源关闭状态下，将高端开关的输入PWM控制信号连接到PWM（J2，Pin - 1），接地返回端连接到GND（J2，Pin - 2）。
5. 开启栅极驱动电源：确保电源电压在7.5V至12V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），探测开关节点以观察开关操作。
8. 参数调整与观察：一旦开发板开始工作，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. 关机操作：关机时，请按上述步骤的相反顺序进行操作。

性能参数

以下是EPC9091开发板在 (T_{A}=25^{circ} C) 时的性能参数总结：	符号	参数	条件	最小值	典型值	最大值	单位
(V_{DD})	栅极驱动输入电源范围		7.5	10	12	V
(V_{IN})	电压范围(1) 总线输入				80	V
(I_{OUT})	输出电流(2) 开关节点	注2			见说明	A
(V_{PWM})	PWM逻辑输入电压阈值	输入‘高’	2.3			V
		输入‘低’			0.5	V
	最小‘高’状态输入脉冲宽度(3)	(V_{PWM}) 上升和下降时间 < 10 ns	20			ns
	最小‘低’状态输入脉冲宽度(4)	(V_{PWM}) 上升和下降时间 < 10 ns			注4	ns

需要注意的是，(1) 最大输入电压取决于电感负载，对于EPC2051，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、总线电压和热冷却的影响；(3) 受栅极驱动器上升和下降时间的限制；(4) 受‘刷新’高端自举电源电压所需时间的限制。

测量注意事项

在测量高频内容的开关节点时，必须注意提供准确的高速测量。开发板上包含一个可选的双引脚接头（J10），用于开关节点测量。建议将测量点安装在电路板的背面，以防止污染顶面组件。如需了解测量技术的详细信息，请点击标题查看EPC的应用笔记AN023：“Accurately Measuring High Speed GaN Transistors”。

热考虑

EPC9091开发板展示了EPC2051 eGaN FET的性能。该开发板旨在在典型的室温环境下进行台式评估。添加散热片和强制风冷可以显著提高这些器件的电流能力，但必须注意不要超过绝对最大管芯温度150°C。需要注意的是，EPC9091开发板板上没有任何电流或热保护。

如需了解有关EPC eGaN FET热性能的更多信息，请参考：D. Reusch和J. Glaser的《DC - DC Converter Handbook》，这是《GaN Transistors for Efficient Power Conversion》第一版的补充，由Power Conversion Publications于2015年出版。

物料清单

开发板的物料清单如下：	项目	数量	参考	零件描述	制造商	零件编号
1	3	C4, C10, C11	电容器，1 µF，10%，25 V，X5R，0603	Murata	GRM188R61E105KA12D
2	1	C9	电容器，0.1 µF，10%，25 V，X5R，0402	TDK	C1005X5R1E104K050BC
3	2	C16, C17	电容器，100 pF，10%，50 V，NP0，0402	Kemet	C0402C101K5GACTU
4	1	C19	电容器，1 µF，10%，25 V，X5R，0402	TDK	C1005X5R1E105K050BC
5	4	C21, C22, C23, C24	电容器，1 µF，20%，100 V，X7S，0805	TDK	C2012X7S2A105M125AB
6	2	D1, D2	肖特基二极管，30 V，SOD523	Diodes Inc.	SDM03U40 - 7
7	2	Q1, Q2	eGaN FET，100 V，21 mΩ	EPC	EPC2051
8	1	U1	IC，与非门，1通道，2输入，6微封装	Fairchild	NC7SZ00L6X
9	1	U2	IC，栅极驱动器，半桥，100 V，DSBGA - 12	UPI Semiconductor Corp.	UP1966A
10	1	U3	IC，线性稳压器，5 V，8DFN	Microchip	MCP1703T - 5002E/MC
11	1	U4	IC，与门，1通道，2输入，6 - 微封装	Fairchild	NC7SZ08L6X
12	1	R1	电阻器，10 kΩ，1%，1/10 W，0603	Stackpole	RMCF0603FT10K0
13	3	R2, R15, R3	电阻器，0 Ω跳线，1/10 W，0603	Panasonic	ERJ - 3GEY0R00V
14	1	R4	电阻器，340 Ω，1%，1/10 W，0603	Yageo	RC0603FR - 07340RL
15	1	R5	电阻器，357 Ω，1%，1/10 W，0603	Yageo	RC0603FR - 07357RL
16	1	R19	电阻器，0 Ω跳线，1/16 W，0402	Stackpole	RMCF0402ZT0R00TR - ND
17	3	J1, J2, J9	2引脚接头，通孔，100密耳间距	Tyco	4 - 103185 - 0 - 02
18	6	J3, J4, J5, J6, J7, J8	4引脚接头，通孔，100密耳间距	Amphenol FCI	68602 - 224HLF
19	2	TP1, TP2	测试点，微型SMT	Keystone Elect	5015

此外，开发板还有一些可选组件，如用于死区时间调整的电位器、用于VGS探头的MMCX连接器等。

注意事项

EPC9091开发板仅用于产品评估目的，不适合商业用途。请仅使用快速启动指南中零件清单（或物料清单）中所示的零件替换评估板上的组件。如有任何问题，请联系EPC授权代表。

该开发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，使用风险自负。作为评估工具，该开发板未设计为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不保证所购买的电路板100%符合RoHS标准。

评估板（或套件）仅用于演示目的，评估板和本快速启动指南均不构成销售合同，也不针对所涉及的应用或产品提供任何明示或暗示的保证。EPC保留随时更改本文所述任何产品的权利，以提高可靠性、功能或设计，且不承担因本文所述任何产品或电路的应用或使用而产生的任何责任，也不授予其专利权或其他知识产权的许可。

希望这篇文章能帮助您快速上手EPC9091开发板，开启EPC2051 eGaN FET的评估之旅。在实际使用过程中，您是否遇到过类似开发板的其他问题呢？欢迎在评论区分享您的经验和疑问。