STMicroelectronics EVSTDRIVEG60015演示板允許用戶評(píng)估STDRIVEG600高速半橋柵極驅(qū)動(dòng)器。STDRIVEG600經(jīng)過(guò)優(yōu)化，可驅(qū)動(dòng)高壓增強(qiáng)模式GaN HEMT。該器件具有集成自舉二極管，可提供高達(dá)20V的外部開(kāi)關(guān)，并具有專為GaN HEMT定制的欠壓保護(hù)。

數(shù)據(jù)手冊(cè)：*附件：STMicroelectronics EVSTDRIVEG60015演示板數(shù)據(jù)手冊(cè).pdf

電源和信號(hào)連接

STDRIVEG60015演示板技術(shù)解析：650V E模式GaN半橋驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)指南

一、產(chǎn)品概述與核心特性

STDRIVEG60015是意法半導(dǎo)體推出的高性能演示板，專門用于評(píng)估STDRIVEG600柵極驅(qū)動(dòng)器與SGT120R65AL E模式GaN晶體管的協(xié)同工作表現(xiàn)。該板卡采用標(biāo)準(zhǔn)50×70mm FR-4 PCB設(shè)計(jì)，在靜止空氣中可實(shí)現(xiàn)25°C/W的結(jié)到環(huán)境熱阻。

? 核心亮點(diǎn)特性： ?

?高壓驅(qū)動(dòng)能力?：采用600V STDRIVEG600柵極驅(qū)動(dòng)器，支持高達(dá)500V的總線電壓
?高效GaN器件?：集成75mΩ典型值、650V E模式GaN HEMT，采用5×6mm PowerFLAT HV封裝
?靈活供電設(shè)計(jì)?：4.75至6.5V VCC柵極驅(qū)動(dòng)電源電壓
?智能死區(qū)控制?：板載可調(diào)死區(qū)發(fā)生器，可將單個(gè)PWM信號(hào)轉(zhuǎn)換為獨(dú)立的高側(cè)和低側(cè)死區(qū)時(shí)間
?集成電源管理?：板載3.3V穩(wěn)壓器，可為外部電路供電

二、關(guān)鍵電路設(shè)計(jì)深度解析

2.1 柵極驅(qū)動(dòng)架構(gòu)

STDRIVEG600是一款高速半橋柵極驅(qū)動(dòng)器，專門優(yōu)化用于驅(qū)動(dòng)高壓增強(qiáng)模式GaN HEMT。該器件集成了自舉二極管，允許為外部開(kāi)關(guān)提供高達(dá)20V的供電，并配備針對(duì)GaN HEMT定制的欠壓保護(hù)功能。

? 驅(qū)動(dòng)拓?fù)涮攸c(diǎn)： ?

支持高側(cè)和低側(cè)獨(dú)立控制
集成自舉電路設(shè)計(jì)
優(yōu)化的開(kāi)關(guān)速度和抗干擾能力

2.2 功率級(jí)設(shè)計(jì)

功率級(jí)采用兩個(gè)SGT120R65AL 650V E模式GaN開(kāi)關(guān)管組成半橋結(jié)構(gòu)：

?導(dǎo)通電阻?：75mΩ典型值
?封裝技術(shù)?：PowerFLAT 5×6mm HV，集成Kelvin源極
?布局優(yōu)化?：減小寄生電感和電容影響

三、系統(tǒng)連接與配置指南

3.1 電源連接規(guī)范

演示板提供完整的連接接口，確保系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行：

? 電源連接器配置： ?

?J1?：6V柵極驅(qū)動(dòng)器電源輸入
?J4?：高壓總線正極供電（三個(gè)引腳并聯(lián)）
?J6?：功率地連接（三個(gè)引腳并聯(lián)）

? 推薦的上電順序： ?

首先開(kāi)啟VCC電源
然后施加HV總線電壓
? 推薦的下電順序： ?
首先關(guān)閉HV總線電源
然后關(guān)閉VCC電源

3.2 信號(hào)輸入配置

系統(tǒng)支持兩種輸入模式，用戶可根據(jù)應(yīng)用需求靈活選擇：

輸入模式	電阻配置	功能描述
?PWM模式?	R4、R7閉合，R17、R18開(kāi)路	LIN和HIN由板載死區(qū)發(fā)生器從J2第7引腳的單PWM信號(hào)生成
?直接輸入模式?	R17、R18閉合，R4、R7開(kāi)路	直接連接至STDRIVEG600的LIN和HIN引腳，輸入范圍可達(dá)20V

3.3 死區(qū)時(shí)間調(diào)整

板載可編程死區(qū)發(fā)生器提供靈活的時(shí)序控制：

?TR1?：設(shè)置高側(cè)開(kāi)啟前的死區(qū)時(shí)間
?TR2?：設(shè)置低側(cè)開(kāi)啟前的死區(qū)時(shí)間
?默認(rèn)值?：微調(diào)器處于制造中間位置時(shí)，典型死區(qū)時(shí)間約為100ns
?范圍調(diào)整?：可通過(guò)更換C3和C7電容改變死區(qū)發(fā)生器范圍

四、安全操作與工程實(shí)踐

4.1 安全操作規(guī)范

由于涉及高壓操作，必須嚴(yán)格遵守安全準(zhǔn)則：

? 電氣安全要求： ?

所有測(cè)量設(shè)備必須使用充分絕緣的探頭、夾子和連接線
切勿在演示板通電時(shí)觸摸板卡，存在電擊危險(xiǎn)
在斷開(kāi)電源供應(yīng)后，不要立即接觸板卡，因?yàn)榘赡軒щ婋娙萜鞯牟考枰獣r(shí)間放電

? 個(gè)人防護(hù)措施： ?

始終佩戴合適的個(gè)人防護(hù)設(shè)備，如絕緣手套和安全眼鏡
安裝防護(hù)罩，如必要時(shí)使用帶互鎖的絕緣盒

4.2 熱管理設(shè)計(jì)

PCB熱設(shè)計(jì)參數(shù)：

?尺寸規(guī)格?：50×70mm FR-4材料
?熱阻性能?：25°C/W Rth(J-A)（靜止空氣條件下）
?散熱策略?：通過(guò)優(yōu)化的銅箔布局和熱過(guò)孔設(shè)計(jì)

五、性能監(jiān)控與調(diào)試接口

5.1 柵極信號(hào)監(jiān)測(cè)

板卡提供專業(yè)級(jí)監(jiān)測(cè)接口，確保設(shè)計(jì)驗(yàn)證的準(zhǔn)確性：

?CN1?：用于使用高帶寬、高壓差分探頭監(jiān)測(cè)高側(cè)GaN功率晶體管的柵極（GH）
?CN2?：用于使用高帶寬差分探頭監(jiān)測(cè)低側(cè)GaN功率晶體管的柵極（GL）

? 推薦探頭要求： ?

光學(xué)隔離探頭
具備MMCX連接器
高帶寬性能（>100MHz）

六、應(yīng)用場(chǎng)景與定制化能力

6.1 典型應(yīng)用領(lǐng)域

_BLDC 電機(jī)驅(qū)動(dòng)
_高頻開(kāi)關(guān)電源
_光伏逆變器
_電動(dòng)汽車充電系統(tǒng)

6.2 定制化擴(kuò)展能力

板卡預(yù)留多個(gè)擴(kuò)展焊盤，支持多種應(yīng)用定制：

分離LIN和HIN輸入信號(hào)或單PWM信號(hào)
使用可選的外部自舉二極管
VCC、PVCC或BOOT的獨(dú)立供電
用于峰值電流模式拓?fù)涞牡蛡?cè)分流電阻器使用

七、工程實(shí)施建議

7.1 設(shè)計(jì)驗(yàn)證要點(diǎn)

?時(shí)序驗(yàn)證?：使用高帶寬示波器驗(yàn)證死區(qū)時(shí)間設(shè)置
?熱性能測(cè)試?：在不同功率等級(jí)下監(jiān)測(cè)器件溫度
?開(kāi)關(guān)特性?：測(cè)量開(kāi)關(guān)損耗和開(kāi)關(guān)速度
?系統(tǒng)穩(wěn)定性?：在不同負(fù)載條件下驗(yàn)證系統(tǒng)魯棒性

7.2 量產(chǎn)設(shè)計(jì)考慮

基于演示板的評(píng)估結(jié)果，為最終產(chǎn)品設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)支撐：

散熱器選型依據(jù)熱測(cè)試結(jié)果
PCB布局參考演示板的優(yōu)化設(shè)計(jì)
元件選型基于實(shí)際工作條件

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