EPC9205开发板：开启eGaN FET评估之旅

在电力电子领域，高效、紧凑的功率模块一直是工程师们追求的目标。EPC9205开发板就是这样一款具有代表性的产品，它为评估EPC2045 eGaN FET提供了便捷的途径。下面就带大家深入了解这款开发板。

文件下载：EPC9205.pdf

开发板概述

EPC9205开发板是一款基于eGaN FET的功率模块，采用了EPC2045 eGaN FET（增强型氮化镓场效应晶体管）。其尺寸为13.5 mm x 22 mm x 5 mm，采用半桥配置集成了两个EPC2045 eGaN FET，并搭配UPI UP1966A栅极驱动器。该开发板将所有关键组件集成在一块电路板上，可轻松连接到现有系统，大大简化了EPC2045 eGaN FET的评估过程。

快速启动流程

连接步骤

1. 电源连接：在关闭电源的情况下，将输入电源总线连接到 +V，接地端连接到PGND。同时，根据需要将 +V 连接到您的电路中。
2. 栅极驱动连接：同样在电源关闭时，将栅极驱动输入连接到 +VCC，接地端连接到AGND。
3. PWM信号连接：把输入PWM控制信号连接到HIN和LIN，并以AGND为参考。需要注意的是，该开发板没有直通保护，建议初始使用较大的死区时间，待转换器正常工作后，再根据实际情况减小死区时间。EPC推荐在典型工作条件下，每个边沿的死区时间为10 ns。
4. 电源开启：先开启栅极驱动电源，确保其电压在4.5 V至5.5 V范围内。接着开启高侧和低侧FET的控制器/PWM输入源，最后将总线电压调节到所需值，但不要超过绝对最大电压。
5. 参数调整与观察：开发板正常工作后，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、效率等参数。关机时，按上述步骤反向操作即可。

性能参数

符号	参数	条件	最小值	典型值	最大值	单位
V CC	栅极驱动输入电源范围		4.5	5	5.5	V
V IN	总线输入电压范围			48	80	V
I OUT	开关节点输出电流			10		A
f sw	目标开关频率			700		kHz
V PWM	PWM逻辑输入电压阈值	输入‘高’ 输入‘低’	2.3 0		5 0.5	V V
	最小‘高’状态输入脉冲宽度	V PWM 上升和下降时间 < 10 ns	25			ns

热管理考虑

EPC9205开发板主要用于台式评估。添加散热片和强制风冷可以显著提高器件的电流额定值，但要注意不要超过芯片的绝对最大温度150°C。例如，在 (V{IN }=48 ~V) 到 (12 ~V{OUT}) 、10 A、700 kHz、400 LFM 气流的典型工作条件下，eGaN FET 的最大外壳温度为100°C。关于EPC eGaN FET的热性能更多信息，可参考相关文献。

电流与温度传感

电流传感

EPC9205开发板包含一个可选的输出电流传感电路，使用TI INA196电流分流监测器，默认情况下该电路是禁用的。若要启用该传感器，可分别安装1.6 kΩ的电阻 (R{s}) 和150 nF的电容 (C{s}) 。启用此电路会使开发板额外增加约200 mW的功率损耗。

温度传感

开发板还集成了Microchip TC1047A精密温度 - 电压转换器用于温度传感。需要注意的是，板载温度传感器反映的是PCB的温度，传感器输出电压与eGaN FET温度的关系会随工作条件和热设计而变化，因此在特定测试设置中需要进行校准。

设计建议

为了提高EPC9205开发板的电气和热性能，建议采取以下设计措施：

1. 热性能优化：连接大铜平面到开发板，以改善热性能。如果在电路板设计中使用填充过孔，应在器件下方放置热过孔，通过埋入的内层更好地分配热量；对于无填充过孔的设计，热过孔应位于开发板外部。
2. 接地隔离：将EPC9205板上的栅极驱动接地返回连接（AGND，机械图中的引脚4）与电源接地连接（机械图中的引脚7、8、9、11）隔离。
3. 输入滤波电容：若需要额外的输入滤波电容，可将其放置在模块外部。由于板载内部输入电容的存在，虽然建议尽量减小额外输入电容与开发板的距离，但这并非设计要求。

机械数据与物料清单

机械数据

开发板的机械尺寸和引脚编号都有明确规定，具体尺寸参数如下：	符号	尺寸
A	13.6 mm
B	1.3 mm
C	1 mm
D	1 mm
E	22 mm
F	2 mm
G	2 mm
H	2 mm
I	2 mm
J	2 mm
K	2 mm
L	1.3 mm
M	2 mm
N	2.5 mm

引脚描述

引脚	类型
1	温度
2	电流
3	V CC
4	AGND
5	HIN PWM
6	LIN PWM
7, 8, 9, 11	PGND
10, 12	V IN
13, 14, 15	V OUT

物料清单

开发板的物料清单详细列出了各个组件的信息，包括电容、FET、栅极驱动IC、电感、温度传感器和电流传感放大器等。同时，还有一些可选组件，如电容和电阻，可根据实际需求进行安装。

注意事项

EPC9205开发板仅用于产品评估，不适合商业用途。更换评估板上的组件时，应使用快速启动指南中零件清单所示的部件。该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。此外，该开发板未针对欧盟电磁兼容性指令或其他相关指令和法规进行设计，且不能保证购买的开发板100%符合RoHS标准。

总之，EPC9205开发板为工程师提供了一个方便、高效的平台来评估EPC2045 eGaN FET的性能。在使用过程中，工程师们需要充分考虑热管理、电流与温度传感等方面的因素，并遵循相关的设计建议和注意事项，以确保开发板的正常运行和准确评估。大家在使用这款开发板时，有没有遇到过什么有趣的问题或者独特的经验呢？欢迎在评论区分享。