Нитрид галлия для всех. Обзор отладочных и оценочных наборов от EPC. Часть I

В настоящий момент eGaN-ключи от EPC по многим показателям превосходят кремниевые транзисторы, поэтому интерес к ним со стороны разработчиков все время возрастает. Чтобы упростить жизнь пользователям при внедрении eGaN-ключей, EPC предлагает более пятидесяти различных отладочных и оценочных наборов. В первой статье данного цикла производится краткий обзор всех доступных отладочных наборов от EPC.
2512
В избранное

Компания EPC является одним из лидеров в области производства нитрид-галлиевых транзисторов. В настоящий момент eGaN-ключи от EPC по многим показателям превосходят кремниевые транзисторы, поэтому интерес к ним со стороны разработчиков все время возрастает. Чтобы упростить жизнь пользователям при внедрении eGaN-ключей, EPC предлагает более пятидесяти различных отладочных и оценочных наборов. В первой статье данного цикла – краткий обзор всех доступных отладочных наборов от EPC.

Компания EPC предлагает широкий выбор оценочных плат

Рис. 1. Компания EPC предлагает широкий выбор оценочных плат

Нитрид-галлиевые транзисторы набирают все большую популярность среди разработчиков. В частности eGaN-ключи от компании EPC нашли применение, в системах беспроводной передачи энергии, в высокочастотных мощных преобразователях, в усилителях класса D и т. д. Интерес к новым ключам постоянно растет. Однако использование eGaN-транзисторов имеет некоторые особенности, что, конечно же, отпугивает разработчиков. Понимая это, компания EPC практически для каждого нового компонента выпускает отладочную плату или оценочный набор (рис. 2).

Отладочные наборы от EPC (Development Boards) – силовые платы, которые могут использоваться как в качестве «учебного пособия» для ознакомления с возможностями нитрид-галлиевых транзисторов, так и в качестве функциональных звеньев в составе конечных пользовательских устройств.

Оценочные наборы от EPC (Evaluation Boards) представляют собой законченные решения. Например, набор EPC9120 – это готовая система беспроводной передачи энергии, которая включает в себя усилитель-передатчик EPC9512 мощностью 33 Вт, плату антенны и пару модулей приемников 6,5 Вт и 13 Вт.

В данной статье проводится краткий обзор отладочных плат от EPC (Development Boards).

Отладочные платы или оценочные наборы значительно упрощают знакомство с нитрид-галлиевыми транзисторами от EPC

Рис. 2. Отладочные платы или оценочные наборы значительно упрощают знакомство с нитрид-галлиевыми транзисторами от EPC

Компания EPC выпускает почти пять десятков отладочных наборов с различными характеристиками (рис. 3):

  • с рабочими напряжениями от 30 до 200 В;
  • с выходным током до 50 А;
  • с гальванической изоляцией;
  • с различными схемными особенностями (с фильтрами, с параллельным включением транзисторов и т. д.).

EPC предлагает почти пятьдесят отладочных наборов

Рис. 3. EPC предлагает почти пятьдесят отладочных наборов

В настоящий момент к услугам разработчиков предлагается девять типов отладочных плат:

  • Стандартные полумостовые схемы с драйвером транзисторов
  • Полумостовые схемы с драйвером и выводами для выходного фильтра
  • Полумостовая схема с драйвером PE29102 и выводами для выходного фильтра
  • Схемы несимметричного полумоста
  • Полумостовые схемы с гальванической развязкой и рабочим напряжением до 200 В
  • Полумостовые схемы с параллельными ключами с токовой нагрузкой до 50 А
  • Полумостовые схемы с выходным LC-фильтром
  • Полумостовые схемы с выходным LC-фильтром и ZVC

Рассмотрим каждую группу плат отдельно.

Полумостовые схемы с драйвером транзисторов

Данная группа плат самая многочисленная и объединяет полтора десятка представителей. Все они имеют стандартную структуру (рис. 4). Основой схемы является полумостовой каскад на eGaN-ключах от EPC. Драйвер LM5113 от Texas Instruments используется для непосредственного управления силовыми транзисторами. На плате также расположена схема задания «мертвого времени». Питание драйвера и логических вентилей обеспечивает линейный стабилизатор, он преобразует входное напряжение 7…12 В в напряжение питания 5 В.

Диапазон рабочих напряжений и нагрузочных токов зависит от модели используемых транзисторов. Плата EPC9035 отличается максимальным рабочим напряжением 100 В. Она построена на базе ключей EPC2022 и способна работать с токовой нагрузкой до 25 А.

Максимальной нагрузочной способностью 40 А обладает плата EPC9031. В ней используются транзисторы EPC2023.

Стоит отметить, что драйвер LM5113 оказывается достаточно универсальным и работает как с 100 В наборами, так и с низковольтными платами.

Структура полумостовых схем с драйвером от EPC и их внешний вид на примере EPC9087

Рис. 4. Структура полумостовых схем с драйвером от EPC и их внешний вид на примере EPC9087

Полумостовые схемы с драйвером транзисторов и выводами для выходного фильтра

Данная группа плат отличается от предыдущей лишь наличием дополнительных контактных площадок для подключения выходного фильтра (рис. 5). К услугам пользователей предлагается более десяти таких наборов:

  • c рабочим напряжением от 30 до 100 В;
  • c токовой нагрузкой от 15 до 25 А.

Отладочный набор EPC9040, на базе транзисторов EPC2104,отличается максимальным рабочим напряжением 100 В. Такое же рабочее напряжение имеет плата EPC9062, на базе транзисторов EPC2032.

Максимальным выходным током 25 А обладают наборы EPC9036 и EPC9060. В EPC9036 используются транзисторы EPC2100. Плата EPC9036 построена на базе ключей EPC2030.

Структура полумостовых схем с драйвером от EPC и их внешний вид на примере EPC9087

Рис. 5. Внешний вид и структура отладочного набора EPC9078

Полумостовые схемы с драйвером PE29102 и выводами для выходного фильтра

Плата EPC9086 – единственная плата в данной группе. Схема EPC9086 полностью идентична схеме, рассмотренной выше, а главное отличие заключается в типе используемого драйвера силовых транзисторов. В EPC9086 применяется 100 В драйвер PE29102 от Peregrine Semiconductor (рис. 6). Силовой каскад построен на базе EPC2111 и имеет нагрузочный ток до 15 А (рис. 6).

Внешний вид и структура отладочного набора EPC9086 от EPC

Рис. 6. Внешний вид и структура отладочного набора EPC9086 от EPC

Схемы несимметричного полумоста

Рассмотренные выше схемы полумостов являются симметричными. В них в качестве верхнего и нижнего ключа используются одинаковые транзисторы. Вместе с тем, существуют приложения, в которых плечи моста нагружены несимметрично, когда, например, большую часть периода оказывается открытым один из транзисторов, а второй открывается на короткое время. Для таких случаев компания EPC предлагает сразу три платы с несимметричными полумостами:

  • EPC9018 – несимметричный полумост на базе транзисторов EPC2015 и EPC2023 с напряжением 30 В и током до 35 А
  • EPC9019 – несимметричный полумост на базе транзисторов EPC2001 и EPC2021 с напряжением 80 В и током до 20 А
  • EPC9080 – несимметричный полумост на базе транзисторов EPC2045 и EPC2022 с напряжением 80 В и током до 30 А

На плате EPC9080 дополнительно размещены контактные площадки для выходного фильтра (рис. 7).

Внешний вид и структура отладочных наборов EPC9018/19 и EPC9080 от EPC

Рис. 7. Внешний вид и структура отладочных наборов EPC9018/19 и EPC9080 от EPC

Полумостовые схемы с гальванической развязкой

Для всех рассмотренных выше отладочных плат рабочее напряжение не превышает 100 В. Для более высоковольтных приложений компания EPCпредлагает использовать полумостовые схемы с гальванической развязкой:

  • с рабочими напряжениями от 150 до 200 В;
  • с рабочими токами до 15 А.

Структура таких плат включает цифровые изоляторы (рис. 8). Например, в плате EPC9081 применяются оптические изоляторы Si8610BC от Silicon Labs. В качестве драйверов силовых ключей используются UCC27611 от Texas Instruments.

EPC9079 – самая высоковольтная отладочная плата в номенклатуре EPC. Ее рабочее напряжение составляет 200 В. Она построена на базе транзисторов EPC2046 и способна коммутировать токи до 6 А.

Отладочные платы EPC9004C, EPC9014, EPC9003C, также работают с напряжениями до 200 В, но для них нагрузочные токи несколько ниже 3 А, 4 А, 5 А, соответственно.

Внешний вид и структура отладочного набора EPC9004С от EPC

Рис. 8. Внешний вид и структура отладочного набора EPC9004С от EPC

Полумостовые схемы с параллельным включением транзисторов

Для увеличения токовой нагрузки иногда используют параллельное включение силовых транзисторов. EPC предлагает две платы построенных по такой схеме (рис. 9):

  • EPC9059 – со сдвоенными ключами EPC2001 и выходным током до 35 А
  • EPC9013 – со счетверенными ключами EPC2001C и с рекордным выходным током до 50 А

Схемы отладочных плат EPC9059 и EPC9013 от EPC

Рис. 9. Схемы отладочных плат EPC9059 и EPC9013 от EPC

Полумостовые схемы с выходным LC-фильтром

Большинство импульсных DC/DC-преобразователей требует на выходе низкочастотного LC-фильтра. Компания EPC предлагает три отладочных платы с выходным фильтром и токовой нагрузкой до 2,7 А (рис. 10):

  • EPC9066 – полумост на базе транзисторов EPC8004 с выходным LC-фильтром и рабочим напряжением 40
  • EPC9067 – полумост на базе транзисторов EPC8009 с выходным LC-фильтром и рабочим напряжением 65
  • EPC9068 – полумост на базе транзисторов EPC8010 с выходным LC-фильтром и рабочим напряжением 100

 Внешний вид и структура отладочного набора EPC9068 от EPC

Рис. 10. Внешний вид и структура отладочного набора EPC9068 от EPC

Полумостовые схемы с выходным LC-фильтром и ZVC (Zero-Voltage Switching)

Для минимизации динамических потерь часто применяют метод переключения при нулевых напряжениях – ZVC (Zero-Voltage Switching). При этом переключение транзисторов верхнего и нижнего плеча происходит не одновременно, а с некоторой паузой, что позволяет избавиться от сквозных токов.

EPC предлагает две отладочных платы с ZVC и выходным током до 1,5 А (рис. 11):

  • EPC9064 – полумост с выходным LC-фильтром и ZVC на базе транзисторов EPC2108
  • EPC9063 – полумост с выходным LC-фильтром и ZVC на базе транзисторов EPC2107

Внешний вид и структура отладочного набора EPC9064 от EPC

Рис. 11. Внешний вид и структура отладочного набора EPC9064 от EPC

Благодаря широкому выбору отладочных плат, каждый разработчик без проблем найдет для себя подходящую полумостовую схему. При этом отладочные платы могут использоваться не только для ознакомления с нитрид-галлиевыми транзисторами от EPC, но и в качестве готовых функциональных узлов в составе пользовательских устройств.

Производитель: Efficient Power Conversion (EPC) Corporation
Наименование
Производитель
Описание Корпус/
Изображение
Цена, руб. Наличие
EPC9018
EPC9018
Efficient Power Conversion (EPC) Corporation
Арт.: 2178177 ИНФО PDF
Поиск
предложений
EPC9018 : 30 V Half-Bridge Development Board for Low Duty Cycle Applications
EPC9018
-
Поиск
предложений
EPC9019
EPC9019
Efficient Power Conversion (EPC) Corporation
Арт.: 2178180 ИНФО PDF
Поиск
предложений
EPC9019 : 80 V Half-Bridge Development Board for Low Duty Cycle Applications
EPC9019
-
Поиск
предложений
EPC9004C
EPC9004C
Efficient Power Conversion (EPC) Corporation
Арт.: 2178184 ИНФО PDF
Поиск
предложений
EPC9004C : 200 V Half-Bridge Development Board
EPC9004C
-
Поиск
предложений
EPC9036
EPC9036
Efficient Power Conversion (EPC) Corporation
Арт.: 2200595 ИНФО PDF
Поиск
предложений
EPC9036 : 30 V Development Board for Enhancement Mode Monolithic Half-Bridge
EPC9036
-
Поиск
предложений
EPC9031
EPC9031
Efficient Power Conversion (EPC) Corporation
Арт.: 2200596 ИНФО PDF
Поиск
предложений
EPC9031 : 30 V Half-Bridge Development Board
EPC9031
-
Поиск
предложений
EPC9059
EPC9059
Efficient Power Conversion (EPC) Corporation
Арт.: 2200613 ИНФО PDF
Поиск
предложений
Оценочная плата EPC9059 на базе двух 30 В полумостов EPC2100 eGaN, работающих параллельно от одного драйвера затворов Texas Instruments LM5113.
EPC9059
-
Поиск
предложений
EPC9066
EPC9066
Efficient Power Conversion (EPC) Corporation
Арт.: 2200614 ИНФО PDF
Поиск
предложений
EPC9066 : High Frequency Development Board with Synchronous Bootstrap Gate Drive
EPC9066
-
Поиск
предложений
EPC9060
EPC9060
Efficient Power Conversion (EPC) Corporation
Арт.: 2200681 ИНФО PDF
Поиск
предложений
EPC9060 : 40 V, 25 A Half-Bridge Development Board
EPC9060
-
Поиск
предложений
EPC9013
EPC9013
Efficient Power Conversion (EPC) Corporation
Арт.: 2200690 ИНФО PDF
Доступно: 1 шт. от: 10360 руб.
Отладочная плата EPC9013 на основе четырех параллельных полумостов, собраных на 100 В eGAN транзисторах EPC2001C с максимальным рабочим током до 35 А.
EPC9013 от 10360,00 от 3 шт. 10360,00
1 шт.
(на складе)
EPC9062
EPC9062
Efficient Power Conversion (EPC) Corporation
Арт.: 2200691 ИНФО PDF
Поиск
предложений
EPC9062 : 100 V, 20 A Half-Bridge Development Board
EPC9062
-
Поиск
предложений
EPC9040
EPC9040
Efficient Power Conversion (EPC) Corporation
Арт.: 2200692 ИНФО PDF
Поиск
предложений
EPC9040 : 100 V Development Board for Enhancement Mode Monolithic Half-Bridge Greater than 97% System Efficiency at 22 A
EPC9040
-
Поиск
предложений
EPC9067
EPC9067
Efficient Power Conversion (EPC) Corporation
Арт.: 2200706 ИНФО PDF
Поиск
предложений
EPC9067 : High Frequency Development Board with Synchronous Bootstrap Gate Drive
EPC9067
-
Поиск
предложений
EPC9068
EPC9068
Efficient Power Conversion (EPC) Corporation
Арт.: 2200711 ИНФО PDF
Поиск
предложений
EPC9068 : High Frequency Development Board with Synchronous Bootstrap Gate Drive
EPC9068
-
Поиск
предложений
EPC9014
EPC9014
Efficient Power Conversion (EPC) Corporation
Арт.: 2200715 ИНФО PDF
Поиск
предложений
EPC9014 : 200 V Half-Bridge Development Board
EPC9014
-
Поиск
предложений
EPC9003C
EPC9003C
Efficient Power Conversion (EPC) Corporation
Арт.: 2200716 ИНФО PDF AN
Поиск
предложений
EPC9003C : 200 V Half-Bridge Development Board
EPC9003C
-
Поиск
предложений
EPC9078
EPC9078
Efficient Power Conversion (EPC) Corporation
Арт.: 2286528 ИНФО PDF
Поиск
предложений
Отладочный набор включает полумост из пары транзисторов EPC2045, драйвер LM5113 от Texas Instruments и логику управления. Плата EPC9078 работает с напряжениями до 80 В и выходными токами до 20 А. Для питания драйвера используется источник 7,5…12 В.
EPC9078 от 16204,89
-
Поиск
предложений
EPC9081
EPC9081
Efficient Power Conversion (EPC) Corporation
Арт.: 2286529 ИНФО PDF
Поиск
предложений
Изолированный полумостовой преобразователь на базе 200 В транзисторов EPC2047. Для гальванической развязки используются оптические изоляторы Si8610BCВ от Silicon Labs. Управление ключами производится с помощью драйверов UCC27611 от Texas Instruments. Преобразователь работает с рабочими напряжениями до 160 В и выходными токами до 15 А.
EPC9081 от 16204,89
-
Поиск
предложений
EPC9080
EPC9080
Efficient Power Conversion (EPC) Corporation
Арт.: 2286530 ИНФО PDF
Поиск
предложений
Отладочный набор по структуре аналогичный EPC9078. В качестве верхнего плеча полумоста выбран транзистор EPC2045, а для нижнего плеча используется EPC2022. Выходной ток этого набора составляет 30 А.
EPC9080 от 16204,89
-
Поиск
предложений

Сравнение позиций

  • ()