EPC9107演示板：高效28V降压转换器的快速入门指南

在电子设计领域，高效的电源转换一直是工程师们追求的目标。今天，我们将深入了解EPC9107演示板，这是一款专注于展示EPC2015增强模式（eGaN®）场效应晶体管（FET）和德州仪器LM5113栅极驱动器性能的28V降压转换器。

文件下载：EPC9107.pdf

一、EPC9107演示板概述

EPC9107演示板是一款输出电压为3.3V、最大输出电流为15A、输入电压范围在9V至28V之间的1MHz降压转换器。它采用了紧凑的 (1 / 2 " ×1 / 2 ") 布局，集成了完整的功率级，包括eGaN FET、驱动器、电感器和输入/输出电容，充分展示了eGaN FET和eGaN驱动器协同工作所能达到的卓越性能。该演示板尺寸为3”见方，包含一个具有优化控制环路的全闭环降压转换器，同时还设有多个探测点，方便进行简单的波形测量和效率计算。

性能参数

参数	条件	最小值	典型值	最大值	单位
输入电压范围（VIN）	-	9	-	28	V
开关节点输出电压（VOUT）	-	-	3.3	-	V
开关节点输出电流（IOUT）	-	-	-	15*	A
开关频率（fSW）	-	-	1000	-	kHz
峰值效率（12VIN，10A IOUT）	-	-	96.1	-	%
峰值效率（28VIN，12A IOUT）	-	-	93.5	-	%
满载效率（12VIN，15A IOUT）	-	-	95.6	-	%
满载效率（28VIN，15A IOUT）	-	-	93.3	-	%

注：*最大电流受电感器饱和限制。

二、快速启动步骤

EPC9107演示板的设置非常简单，以下是具体的操作步骤：

1. 连接输入电源：在电源关闭的情况下，将输入电源总线连接到 (V_{IN}) 和GND香蕉插孔。
2. 连接负载：同样在电源关闭时，根据需要将有源（恒流）负载连接到 (V_{OUT}) 和GND香蕉插孔。
3. 开启电源：将电源电压调至所需值（大于9V，但不要超过 (V_{IN}) 的绝对最大电压28V）。
4. 空载测试：测量输出电压，确保板子功能正常且处于空载运行状态。
5. 加载负载：开启有源负载，将负载电流调至所需值，但不要超过最大电流（15A）。
6. 参数调整与观察：在允许的工作范围内调整总线电压和负载电流，观察输出开关行为、效率和其他参数。
7. 关机：关机时，按相反的步骤操作。

测量注意事项

在测量高频内容的开关节点栅极电压时，要特别注意避免使用过长的接地引线。建议使用高带宽（≥500 MHz）探头和高带宽示波器（≥ 1GHz）进行测量。具体操作是将示波器探头尖端放在D3的顶部焊盘上，将探头直接接地在D3底部为开关节点提供的焊盘上，使用R24的右侧焊盘和其下方的GND焊盘测量栅极电压。

另外，演示板的前沿和后沿死区时间已设置为实现最佳满载效率，不建议进行调整。如果需要调整，可以自行承担风险，将R21和R22替换为电位器P1和P2，但在调整过程中要监测输入电流和开关节点电压，以确定调整的效果。同时，在操作过程中，绝对不要探测LM5113的输入引脚，因为探头电容会改变设备的时序。

三、电路性能

EPC9107演示电路旨在展示在1MHz工作频率下，使用eGaN FET在高达28V或更高的电源电压下能够轻松实现的尺寸和性能。由于板上包含闭环控制器，因此在进行效率测量时，必须将相关损耗考虑在内。为了减少这些损耗并专注于功率级的效率，控制器通过一个由输出提供的非稳压电荷泵从输出端供电。这样虽然仍然包含控制器和栅极驱动损耗，但改善了输入电源的相关转换损耗。

四、热考虑

EPC9107演示板在稳态满载运行时的热图像显示，该演示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提高演示电路的电流能力，但要注意不要超过芯片的绝对最高温度125°C，并确保电路中其他组件（尤其是输出电感器的饱和）在允许的范围内。需要注意的是，EPC9107演示板上没有任何热保护功能。

五、物料清单

EPC9107演示板的物料清单详细列出了各个组件的信息，包括电容、电阻、二极管、电感器、集成电路等。以下是部分关键组件：	项目	数量	参考	部件描述	制造商/部件编号
-	-	C1	电容，150pF，5%，50V，NPO	Murata, GRM1885C1H151JA01D
2	-	C3	电容，22pF，5%，50V，NPO	Murata, GRM1885C1H220JA01D
15	2	Q1,Q2	eGaN FET	EPC, EPC2015
30	-	U1	I.C, 降压调节器	Linear Technology, LTC3833EUDC#PBF
31	-	U2	I.C., 栅极驱动器	Texas Instruments, LM5113

六、演示板注意事项

EPC9107演示板仅用于产品评估目的，不适合商业用途。作为评估工具，它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。由于电路板的构建有时会受到产品供应的影响，因此电路板可能包含不符合RoHS标准的组件或组装材料。Efficient Power Conversion Corporation（EPC）不保证购买的电路板100%符合RoHS标准，也不承担应用协助、客户产品设计、软件性能或任何专利或其他知识产权侵权的责任。此外，EPC保留随时更改电路和规格的权利，且无需事先通知。

综上所述，EPC9107演示板为电子工程师提供了一个评估EPC2015 eGaN FET和LM5113驱动器性能的有效平台。在使用过程中，工程师们需要充分了解其性能参数、操作步骤和注意事项，以确保能够准确评估和利用其优势。你在使用类似演示板时是否也遇到过一些特殊的问题呢？欢迎在评论区分享你的经验。