基于 EiceDRIVER? 2EDL803x 的半橋降壓轉(zhuǎn)換器評(píng)估板設(shè)計(jì)與測(cè)試

引言

在電源設(shè)計(jì)領(lǐng)域，一款性能優(yōu)良的驅(qū)動(dòng)芯片對(duì)于提高電路效率和穩(wěn)定性至關(guān)重要。EiceDRIVER? 2EDL803x 系列驅(qū)動(dòng)芯片就是這樣一款備受關(guān)注的產(chǎn)品。本文將詳細(xì)介紹基于該芯片的半橋降壓轉(zhuǎn)換器評(píng)估板，包括其功能特點(diǎn)、硬件使用方法、測(cè)試結(jié)果以及不同 FET 的封裝選擇等內(nèi)容，為電子工程師在實(shí)際設(shè)計(jì)中提供參考。

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一、EiceDRIVER? 2EDL803x 芯片概述

EiceDRIVER? 2EDL803x 屬于 EiceDRIVER? 系列，專(zhuān)為半橋配置下驅(qū)動(dòng)高端和低端 MOSFET 而設(shè)計(jì)。其浮動(dòng)高端驅(qū)動(dòng)器能夠驅(qū)動(dòng)工作在高達(dá) 120 V 自舉電壓的高端 MOSFET。其中，版本 4 具備完整的 4 A 電流能力，版本 3 提供 3 A 電流能力。高端偏置電壓通過(guò)集成自舉二極管的自舉技術(shù)生成。該驅(qū)動(dòng)器的輸入與 TTL 邏輯兼容，能承受 -10 V 至 20 V 的輸入共模擺幅，且獨(dú)立輸入允許分別控制高端和低端域。當(dāng)高端和低端電源欠壓時(shí)，欠壓鎖定（UVLO）功能會(huì)強(qiáng)制相應(yīng)輸出為低電平。它有 SON - 8 引腳（4 mm x 4 mm）、SON - 10 引腳（4 mm x 4 mm）和 SON - 10 引腳（3 mm x 3 mm）三種封裝形式。

二、評(píng)估板簡(jiǎn)介

2.1 評(píng)估板用途

評(píng)估板為設(shè)計(jì)工程師提供了一個(gè)測(cè)試平臺(tái)，用于評(píng)估 2EDL8034 柵極驅(qū)動(dòng)器的性能，如傳播延遲、延遲匹配和上升/下降時(shí)間特性等，還能評(píng)估周?chē)鷸艠O驅(qū)動(dòng)電路（如外部柵極電阻）對(duì) MOSFET 開(kāi)關(guān)行為的影響。該板配置為開(kāi)環(huán)半橋降壓轉(zhuǎn)換器，典型輸入電壓為 48 V，典型輸出電壓為 12 V。

2.2 板載英飛凌組件

• EiceDRIVER? 2EDL8034：作為低端和高端 MOSFET 的半橋驅(qū)動(dòng)器。
• OptiMOS? 100 V 4 mΩ (BSC040N10NS5)：采用 SuperSO8 封裝的功率 MOSFET。

  2.3 典型電氣規(guī)格

  參數(shù)	符號(hào)	值	單位
  輸入電壓	Vin	48	V
  輸出電壓	Vout	12	V
  輸出電流	lout	0 - 8	A
  開(kāi)關(guān)頻率	Fsw	200	kHz
  死區(qū)時(shí)間	DTo, DToff	100	ns
  板尺寸	88.0mm(L)x60.5mm(W)

由于評(píng)估板為開(kāi)環(huán)配置，用戶(hù)可自由調(diào)整輸入電壓（最大 60 V）、輸出電壓、輸出電流、開(kāi)關(guān)頻率和死區(qū)時(shí)間，但需注意不要超過(guò)組件的最大電壓、電流和溫度額定值，必要時(shí)提供充足的氣流或強(qiáng)制風(fēng)冷。

三、硬件使用入門(mén)

3.1 評(píng)估板外觀(guān)

評(píng)估板有頂面和底面，不同版本的板子在連接要求上有所不同，如 EVAL_HB_2EDL803x - G30 板需要 EN 連接。

3.2 連接和測(cè)試點(diǎn)

3.3 快速啟動(dòng)指南

1. 輸入 PWM 信號(hào)：使用函數(shù)發(fā)生器通過(guò)連接器 X1 輸入所需脈沖寬度、死區(qū)時(shí)間和頻率的 PWM 信號(hào)（LI 和 HI），確保有足夠的死區(qū)時(shí)間以避免兩個(gè) MOSFET 交叉導(dǎo)通。
2. 提供 $V_{DD}$ 電壓：使用外部輔助電源通過(guò)連接器 X4 提供 8 V 至 17 V 的 $V_{DD}$ 電壓。
3. 使能信號(hào)（僅 2EDL803x - G3C）：通過(guò)連接器 X7 提供 3 V 至 $V_{DD} + 0.3 V$ 的使能信號(hào)，其他驅(qū)動(dòng)器無(wú)需使能信號(hào)。
4. 提供 $V_{in}$ 電壓：使用外部電源通過(guò)連接器 X6（$V{in}$）和 X2（GND）提供 48 V（最大 60 V）的 $V{in}$ 電壓。若僅驗(yàn)證柵極驅(qū)動(dòng)器 IC 特性（如傳播延遲），則無(wú)需提供 $V_{in}$ 電壓，此時(shí)需將 HS 引腳短接到 GND 以提供自舉電容的充電路徑。
5. 連接 $V_{out}$：通過(guò)連接器 X3（$V{out}$）和 X5（GND）將 $V{out}$ 連接到電子負(fù)載，并將輸出電流增加到最大 8 A，注意不要超過(guò)電感器的飽和極限。
6. 測(cè)量信號(hào)：使用低壓?jiǎn)味颂筋^測(cè)量柵極驅(qū)動(dòng)器的 $V_{DD}$、LI、HI、LO 和 HS 引腳，使用低壓差分探頭測(cè)量 HO - HS 和 HB - HS。探頭環(huán)路應(yīng)盡可能短，以避免感應(yīng)振鈴，并將探頭放置在驅(qū)動(dòng)器引腳附近以確保準(zhǔn)確測(cè)量驅(qū)動(dòng)器性能。
7. 關(guān)閉電源：先關(guān)閉負(fù)載，再關(guān)閉輸入電壓電源，對(duì)于 2EDL80x - G3C 還需關(guān)閉使能信號(hào)，最后關(guān)閉驅(qū)動(dòng)器偏置電源。

四、測(cè)試結(jié)果

4.1 傳播延遲測(cè)試

在 $V{DD}=12 V$、$V{in}=48 V$、$C_{load}=4.1 nF$ 的條件下，測(cè)量了低側(cè)和高側(cè)驅(qū)動(dòng)器的下降和上升傳播延遲：

• LI - LO 下降傳播延遲為 33.6 ns，上升傳播延遲為 34.7 ns。
• HI - HO 下降傳播延遲為 34.3 ns，上升傳播延遲為 33.5 ns。

  4.2 波形測(cè)試

  在 $V{in}=48 V$、$V{DD}=12 V$、占空比為 23%、$F{sw}=200 kHz$、負(fù)載為 8 A、環(huán)境溫度 $T{A}=25^{circ}C$ 的條件下，得到了高端和低端輸出波形以及開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)波形。

五、不同 FET 的封裝選擇

六、附錄

6.1 原理圖

提供了 EVAL_HB_2EDL803x - G3C、EVAL_HB_2EDL803x - G4B 和 EVAL_HB_2EDL803x - G4C 三種評(píng)估板的原理圖。

6.2 布局圖

展示了三種評(píng)估板的布局圖。

6.3 物料清單（BOM）

詳細(xì)列出了評(píng)估板上各元件的設(shè)計(jì)標(biāo)識(shí)、值、零件描述、封裝、制造商和制造商訂單號(hào)等信息。

總結(jié)

通過(guò)對(duì)基于 EiceDRIVER? 2EDL803x 的半橋降壓轉(zhuǎn)換器評(píng)估板的介紹，我們可以看到該評(píng)估板為工程師提供了一個(gè)全面的測(cè)試平臺(tái)，能夠方便地評(píng)估驅(qū)動(dòng)芯片的性能以及不同 FET 的適配情況。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，工程師可以根據(jù)具體需求選擇合適的參數(shù)和 FET 封裝，同時(shí)要注意遵循操作指南，確保組件的安全和正常運(yùn)行。大家在使用過(guò)程中有沒(méi)有遇到過(guò)類(lèi)似評(píng)估板的問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。