TTexas Instruments LMG342xEVM-04x子板將兩個LMG342xR0x0 GaN FET配置在一個半橋中，具有鎖存過流保護功能和所有必要的輔助外圍電路。Texas Instruments LMG342xEVM-04x設(shè)計用于與大型系統(tǒng)搭配使用。

數(shù)據(jù)手冊：*附件：Texas Instruments LMG342xEVM-04x半橋子卡數(shù)據(jù)手冊.pdf

特性

輸入電壓高達600 V
簡單的開環(huán)設(shè)計，用于評估LMG342xR0xx的性能
板載單/雙PWM信號輸入，用于死區(qū)時間可變的PWM信號
逐周期過流保護功能
便利的探測點，用于邏輯和功率級測量，示波器探頭具有短接地彈簧探頭

框圖

基于LMG342XEVM-04X半橋子卡的GaN功率器件設(shè)計與應(yīng)用

LMG342XEVM-04X核心特性解析

集成化設(shè)計優(yōu)勢

LMG342XEVM-04X采用創(chuàng)新設(shè)計，將兩個LMG342XR0X0 600V GaN FET與集成驅(qū)動器和保護電路組合在半橋配置中。這種高度集成的設(shè)計包含了所有必需的偏置電路和邏輯/電源電平轉(zhuǎn)換，顯著簡化了系統(tǒng)設(shè)計。

關(guān)鍵性能參數(shù)

?電壓規(guī)格?：最大推薦工作電壓480V，絕對最大電壓600V
?保護功能?：集成了過溫、過流、短路和欠壓鎖定保護
?邏輯兼容性?：支持3.3V和5V邏輯輸入
?實時監(jiān)測?：提供反映器件結(jié)溫的實時數(shù)字輸出

評估模塊的硬件架構(gòu)

功率回路優(yōu)化設(shè)計

該評估模塊的一個顯著特點是其優(yōu)化的功率回路布局。所有電源級和柵極驅(qū)動的高頻電流回路都完全封閉在板上，最大限度地減少了功率回路寄生電感。這種設(shè)計帶來了兩大優(yōu)勢：

降低電壓過沖
提高整體開關(guān)性能

接口設(shè)計特點

模塊采用插座式外部連接設(shè)計，便于與外部電源級接口，支持在各種應(yīng)用中靈活使用LMG342XR0X0器件。評估模塊提供了12個邏輯引腳和6個電源引腳，具體功能包括：

低側(cè)和高側(cè)PWM輸入
故障和過流指示輸出
溫度監(jiān)測輸出
電源和接地連接

典型應(yīng)用場景

電力電子轉(zhuǎn)換拓?fù)?/h3>
LMG342XEVM-04X特別適合以下應(yīng)用場景：
?圖騰柱PFC 轉(zhuǎn)換器?：利用GaN的高頻優(yōu)勢實現(xiàn)高效率功率因數(shù)校正
?相移全橋或LLC轉(zhuǎn)換器?：適用于隔離型DC/DC轉(zhuǎn)換
?逆變器應(yīng)用?：用于太陽能逆變器或電機驅(qū)動
?Buck或Boost轉(zhuǎn)換器?：實現(xiàn)非隔離的電壓轉(zhuǎn)換

與主板配合使用

TI提供了兩款配套主板(LMG342X-BB-EVM和LMG34XX-BB-EVM)用于評估：

?LMG342X-BB-EVM?：支持高達4kW功率
?LMG34XX-BB-EVM?：提供最高1.7kW功率
這些主板設(shè)計用于在開環(huán)同步Buck或Boost轉(zhuǎn)換器中運行LMG342XR0X0。

安全操作指南

高壓安全注意事項

由于涉及高壓操作，使用LMG342XEVM-04X時必須嚴(yán)格遵守安全規(guī)范：

?工作區(qū)域安全?：
- 保持工作區(qū)域清潔有序
- 電路通電時必須有合格的觀察人員在場
- 使用隔離測試設(shè)備，配備過壓和過流保護
?電氣安全措施?：
- 進行任何電氣測量前，斷開EVM所有輸入、輸出和電氣負(fù)載
- 假設(shè)EVM可能完全接入高壓，采取適當(dāng)預(yù)防措施
- 通電時切勿觸摸EVM或其電路
?個人防護裝備?：
- 佩戴乳膠手套和帶側(cè)罩的安全眼鏡
- 考慮使用帶聯(lián)鎖裝置的半透明塑料盒保護EVM

熱管理方案

散熱設(shè)計考量

評估模塊安裝了散熱器以幫助LMG342XR0X0散熱。關(guān)鍵熱設(shè)計要素包括：

?銅墊設(shè)計?：裸露的銅墊連接到器件上的DAP(Die Attach Pad)，為散熱器提供低熱阻抗點
?隔離要求?：兩個銅墊之間存在高電勢差，需要使用電隔離的熱界面材料(TIM)
?推薦材料?：使用"S05MZZ12-A"散熱器和"GR80A-0H-50GY"TIM(熱導(dǎo)率8W/m·K，厚度0.5mm)

封裝與PCB熱設(shè)計

為實現(xiàn)最佳熱性能，TI建議：

采用四層或更多層PCB以減少布局寄生電感
熱墊中填充熱過孔并平面化
遵循器件數(shù)據(jù)表中的布局指南優(yōu)化焊點可靠性

測試與驗證方法

必備測試設(shè)備

使用LMG342XEVM-04X進行評估需要以下設(shè)備：

?直流電壓源?：能夠提供高達480V的輸入
?直流偏置源?：12V輸出，電流能力達1.5A
?函數(shù)發(fā)生器?：產(chǎn)生0-5V方波，具有可調(diào)占空比和頻率
?示波器?：至少200MHz帶寬，推薦1GHz以上
?直流萬用表?：能夠測量600V電壓
?直流負(fù)載?：600V工作電壓，電流能力達20A

設(shè)計指導(dǎo)與最佳實踐

布局建議

?隔離器選擇?：推薦使用ISO77xxF系列，其在載波信號受共模噪聲影響時默認(rèn)輸出低電平
?濾波設(shè)計?：在隔離器輸出的FAULT和OC信號上添加RC濾波器以減少CMTI噪聲
?斜率控制?：通過改變RDRV引腳連接電阻可調(diào)整GaN器件的斜率速率

自舉模式配置

評估模塊可修改為在自舉模式下工作，其中12V偏置電壓用于為兩個LMG342XR0X0器件供電。實現(xiàn)此模式需要進行以下修改：

移除R1
在R2上放置2Ω電阻
在D1上放置600V SOD-123二極管
將低側(cè)Rdrv電阻調(diào)整為70kΩ以上(對應(yīng)斜率速率低于60V/ns)

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