驅(qū)動650V CoolGaN? GIT G5用于電機(jī)控制應(yīng)用：IFX SOI EiceDRIVER?驅(qū)動器的探索

在電機(jī)控制應(yīng)用領(lǐng)域，如何高效、安全地驅(qū)動功率開關(guān)器件是工程師們關(guān)注的重點(diǎn)。今天，我們將深入探討英飛凌（Infineon）的EVAL - 2EDGAN - INV - 1KW評估板，它在驅(qū)動650V CoolGaN? GIT G5方面表現(xiàn)出色，搭配IFX SOI EiceDRIVER?驅(qū)動器，為電機(jī)控制帶來了新的解決方案。

文件下載：Infineon Technologies EVAL-2EDGaN-INV-1KW 評估板.pdf

一、重要提示與安全注意事項(xiàng)

1. 評估板性質(zhì)

英飛凌的評估板和參考板主要用于演示和評估，并非商業(yè)化產(chǎn)品。在設(shè)計(jì)時雖考慮了環(huán)境條件，但未針對安全要求、全工作溫度范圍或使用壽命進(jìn)行全面測試，也不滿足CE等標(biāo)準(zhǔn)。用戶需確保其使用符合所在國家的相關(guān)要求和標(biāo)準(zhǔn)。

2. 安全警示

這些評估板存在諸多安全風(fēng)險，如直流母線電容放電時間長，在測試時與電網(wǎng)輸入連接等。因此，在操作前必須等待5分鐘讓電容放電至安全電壓，測量電壓波形時需使用高壓差分探頭，進(jìn)行維護(hù)工作前要先切斷電源并等待電容放電至零。同時，只有熟悉相關(guān)設(shè)備和技術(shù)的人員才能進(jìn)行系統(tǒng)的規(guī)劃、安裝、調(diào)試和維護(hù)，并且在操作過程中要注意靜電防護(hù)。

二、系統(tǒng)與功能描述

1. 整體架構(gòu)

EVAL - 2EDGAN - INV - 1KW評估板通過將交流電源整流建立VBUS電壓，從該電壓生成輔助電源。其中，VDD輔助電源由CoolSET? ICE5BR4780BZ提供，5V電源由LDO TLE42754D提供。VDD用于柵極驅(qū)動器2ED21064S06J，5V用于柵極關(guān)斷發(fā)生器電路和MCU供電。

2. 關(guān)鍵參數(shù)

3. 各模塊功能

（1）連接器與跳線

評估板上有多個連接器和跳線，用于連接不同的電源和信號。例如，J1和J2用于連接交流或VBUS電壓，J3用于連接iMotion MADK M1接口，J4可用于提供外部VDD電源，J6用于連接三相電機(jī)。跳線JP1和JP2在使用外部VDD電源時需要移除。

（2）柵極驅(qū)動器

采用EiceDRIVER? 2ED21064S06J，適用于電機(jī)控制，能滿足dVs / dt < 10 V/ns的要求。

（3）柵極關(guān)斷發(fā)生器

具備過流保護(hù)功能，通過特定的公式計(jì)算過流閾值，當(dāng)電流超過閾值時可關(guān)斷柵極，保護(hù)電路安全。

（4）輔助電源發(fā)生器

使用CoolSET? ICE5BR4780BZ生成輔助電源（VDD）。它是英飛凌第5代固定頻率CoolSET?系列的一部分，高度集成了電流模式控制器和800V CoolMOS?超結(jié)MOSFET，支持多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，具有集成誤差放大器、寬輸入電壓范圍支持、多種保護(hù)功能和頻率抖動等優(yōu)點(diǎn)，能有效提高轉(zhuǎn)換器的效率和性能。

（5）CoolGaN?功率開關(guān)

IGLD65R055D2 CoolGaN?晶體管具有增強(qiáng)模式、超快開關(guān)速度、無反向恢復(fù)電荷、能夠反向?qū)?、低柵極和輸出電荷、優(yōu)異的換向魯棒性、2 kV HBM ESD標(biāo)準(zhǔn)等優(yōu)點(diǎn)，適用于從消費(fèi)電子到工業(yè)應(yīng)用的廣泛領(lǐng)域。

三、原理圖與布局

1. 原理圖

包含連接器、整流器、柵極關(guān)斷發(fā)生器、半橋和輔助電源等部分的原理圖，展示了各模塊之間的連接關(guān)系。

2. 布局

給出了評估板的頂層和底層PCB布局圖，以及詳細(xì)的物料清單（BOM），包括各種電容、電感、電阻、二極管、連接器、晶體管、驅(qū)動器等元件的規(guī)格和型號。

四、系統(tǒng)性能

1. 波形與圖表

通過低側(cè)柵極電壓波形圖、蝴蝶圖等展示了系統(tǒng)在不同條件下的性能，如不同的VDD電壓、VBUS電壓、開關(guān)頻率等對電流和電壓的影響。

2. 溫度測試

在不同的工作頻率下，對IGLD65R055D2 CoolGaN?晶體管進(jìn)行了溫度測試，結(jié)果顯示隨著頻率的增加，晶體管的溫度也會升高。

在實(shí)際應(yīng)用中，工程師們需要根據(jù)具體的需求和場景，合理選擇和調(diào)整這些參數(shù)和模塊，以實(shí)現(xiàn)最佳的電機(jī)控制效果。同時，一定要嚴(yán)格遵守安全注意事項(xiàng)，確保自身和設(shè)備的安全。你在使用類似評估板時遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)。