EiceDRIVER? 1EDI3035AS/1EDI3038AS 評(píng)估板:深入解析與應(yīng)用指南
在電子工程師的日常工作中,評(píng)估板是驗(yàn)證和測(cè)試新器件性能的重要工具。今天,我們就來(lái)詳細(xì)探討一下英飛凌(Infineon)的 EiceDRIVER? 1EDI3035AS 和 1EDI3038AS 評(píng)估板。
文件下載:Infineon Technologies 1EDI303YAS 評(píng)估板.pdf
一、安全第一
在開(kāi)始使用評(píng)估板之前,安全是我們必須首要考慮的問(wèn)題。該評(píng)估板存在觸電危險(xiǎn),如果施加的電壓超過(guò) 60V,只有經(jīng)過(guò)相關(guān)培訓(xùn)、能夠安全處理高于 60V 電壓的人員才允許操作。同時(shí),要確保危險(xiǎn)帶電部件不可觸及,可觸及的帶電部件無(wú)危險(xiǎn)性。這一點(diǎn)大家一定要牢記,畢竟安全無(wú)小事。
二、評(píng)估板概述
2.1 總體描述
EiceDRIVER? 1EDI3035AS 和 1EDI3038AS 評(píng)估板是一個(gè)多功能的評(píng)估平臺(tái),采用半橋配置。它提供了多種選擇,可以安裝 FF06MR12A04MA2 HybridPACK? DSC 模塊,也可以安裝離散的 PG - TO247 - 3 功率器件,比如 AIMW120R045M1 CoolSiC? MOSFET,并且還有一個(gè)占位符,使板子兼容 PG - TO247 - 4 封裝。
| 評(píng)估板有兩種變體: | 評(píng)估板變體 | 高端驅(qū)動(dòng)器 | 低端驅(qū)動(dòng)器 |
|---|---|---|---|
| 主逆變器用 SiC | 1EDI3035AS | 1EDI3035AS | |
| DC/DC 用 SiC | 1EDI3038AS | 1EDI3038AS |
2.2 EiceDRIVER? 柵極驅(qū)動(dòng)器概述
這個(gè)產(chǎn)品系列共有五種不同的器件:1EDI3035AS、1EDI3038AS、1EDI3025AS、1EDI3026AS 和 1EDI3028AS。每個(gè)成員都有略微不同的功能集,并針對(duì)不同的功率開(kāi)關(guān)技術(shù)進(jìn)行了優(yōu)化,但功率級(jí)和安全概念在所有成員之間是共享的。
| 下面的表格展示了每個(gè)變體的關(guān)鍵產(chǎn)品特性,方便我們進(jìn)行選擇: | 類型 | AMCLP | SOFTOFF | OCP | DESAT | OVLO3 | ADC | 輸出級(jí)額定電流 | 目標(biāo)功率開(kāi)關(guān) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1EDI3025AS | x | x | x | 15A | IGBT | ||||
| 1EDI3026AS | x | x | x | IGBT | |||||
| 1EDI3028AS | x | x | (電流源禁用) | 10A | IGBT | ||||
| 1EDI3035AS | x | x | x | 15A | SiC | ||||
| 1EDI3038AS | x | x | 10A | SiC |
其中,1EDI3028AS 針對(duì) EESM 應(yīng)用進(jìn)行了優(yōu)化,禁用了用于 NTC 測(cè)量?jī)?yōu)化的 ADC 電流源,沒(méi)有 OVLO3 功能,且輸出級(jí)電流較低;1EDI3038AS 則為 OBC 和 DC/DC 應(yīng)用做了準(zhǔn)備,沒(méi)有 ADC 或 OVLO3 功能,輸出級(jí)電流也較低。大家在實(shí)際應(yīng)用中,要根據(jù)具體需求來(lái)選擇合適的器件。
2.3 工作模式
這兩款柵極驅(qū)動(dòng)器提供了不同的工作模式,具備診斷功能,并且在系統(tǒng)故障時(shí)能夠進(jìn)入安全狀態(tài)。具體的工作模式細(xì)節(jié)可以參考數(shù)據(jù)手冊(cè)。大家有沒(méi)有在實(shí)際應(yīng)用中遇到過(guò)因?yàn)楣ぷ髂J皆O(shè)置不當(dāng)而導(dǎo)致的問(wèn)題呢?
2.4 框圖
評(píng)估板分別給出了 1EDI3035AS 和 1EDI3038AS 的框圖,通過(guò)框圖我們可以更清晰地了解其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和信號(hào)流向,這對(duì)于我們進(jìn)行電路分析和故障排查非常有幫助。
三、快速上手
建議在評(píng)估板上安裝 FF06MR12A04MA2 HybridPACK? DSC 或 AIMW120R045M1 CoolSiC? MOSFET 來(lái)使用。它也可以用于電容性負(fù)載仿真,或者與任何其他兼容封裝的器件一起使用。
在進(jìn)行電容性負(fù)載仿真時(shí),DESAT 保護(hù)會(huì)在每次開(kāi)關(guān)導(dǎo)通事件時(shí)觸發(fā),導(dǎo)致器件進(jìn)入 PWM 禁用模式。為了抑制這種不必要的觸發(fā),可以將 DESAT_T 連接到 GND2_T,DESAT_B 連接到 GND2_B,這可以通過(guò)設(shè)置跳線 X1 和 X2 來(lái)實(shí)現(xiàn)。
要切換柵極驅(qū)動(dòng)器的輸出,可以按照以下步驟操作:
- 將跳線 X17 和 X20 設(shè)置在 2 - 3 位置(上拉)。
- 如果只需要驅(qū)動(dòng)一個(gè)柵極驅(qū)動(dòng)器,可以設(shè)置跳線 X29,將高端或低端 PWM 通道接地來(lái)禁用它。
- 根據(jù)工作條件提供 +15V 的主電源電壓。
- 按下復(fù)位按鈕,使驅(qū)動(dòng)器從 PWM 禁用模式轉(zhuǎn)換到 PWM 啟用模式。
- 驗(yàn)證設(shè)備是否處于 PWM 啟用模式:RDY LED 亮起,NFLT LED 熄滅。
- 根據(jù)工作條件向 INP_T 或 INN_T 施加 PWM 信號(hào),分別啟動(dòng)高端或低端開(kāi)關(guān)的切換。
- 如果設(shè)備由于觸發(fā)保護(hù)功能而進(jìn)入 PWM 禁用模式并關(guān)閉輸出級(jí),按下復(fù)位按鈕使其轉(zhuǎn)換到 PWM 啟用模式。
這里大家要注意操作步驟的順序,不然可能會(huì)影響評(píng)估板的正常工作哦。
四、評(píng)估板詳細(xì)介紹
4.1 PCB 概述
評(píng)估板的 PCB 上有一條垂直線,將初級(jí)側(cè)和次級(jí)側(cè)分開(kāi)。變壓器 TR1 為柵極驅(qū)動(dòng)器的次級(jí)側(cè)提供電源電壓。功率開(kāi)關(guān)(如 FF06MR12A04MA2 HybridPACK? DSC 或 AIMW120R045M1 CoolSiC? MOSFET)不包含在評(píng)估板中,需要單獨(dú)訂購(gòu),也可以安裝兼容的 PG - TO247 - 3 或 PG - TO247 - 4 功率開(kāi)關(guān)。
4.2 連接器
評(píng)估板的初級(jí)側(cè)和次級(jí)側(cè)都有連接器。初級(jí)側(cè)的香蕉插座需要 +15V 的電源電壓,如果使用遠(yuǎn)程復(fù)位功能,還需要一個(gè)額外的香蕉插座提供 +5V 電源,否則保持開(kāi)路。BNC 連接器 INN_T 和 INP_T 用于接收每個(gè)驅(qū)動(dòng)器的 PWM 信號(hào)。次級(jí)側(cè)的螺絲端子用于連接次級(jí)電源電壓和半橋的中心抽頭。大家在連接電源和信號(hào)時(shí),一定要注意電壓和極性,避免損壞評(píng)估板。
4.3 LED 指示燈
評(píng)估板上的 LED 指示燈用于指示板子的健康狀態(tài)和驅(qū)動(dòng)器的狀態(tài):
- 每個(gè)驅(qū)動(dòng)器都有專用的 NFLT_x 和 RDY_x 指示燈。
- 初級(jí)側(cè) VCC1 有電源指示燈。
- 每個(gè)驅(qū)動(dòng)器的次級(jí)側(cè) VCC2 有指示燈。
如果驅(qū)動(dòng)器將 NFLT_x 信號(hào)拉低,NFLT_x LED 亮起,表示有故障;如果驅(qū)動(dòng)器沒(méi)有將 RDY_x 信號(hào)拉低,RDY_x LED 亮起,表示設(shè)備就緒。我們可以通過(guò)這些指示燈的狀態(tài)來(lái)確定當(dāng)前的工作模式。
4.4 工作條件
| 在使用評(píng)估板時(shí),需要關(guān)注其工作條件。需要注意的是,評(píng)估板的高壓能力是基于板上元件的理論極限,并未經(jīng)過(guò)保證或測(cè)試,使用時(shí)需自行承擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)。具體的工作條件如下: | 參數(shù) | 引腳 | 最小值 | 最大值 | 單位 | 注意事項(xiàng) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Vsupply | 香蕉插座 | 13 | 21 | V | 受次級(jí)側(cè) UVLO、OVLO、遠(yuǎn)程復(fù)位電路和功率開(kāi)關(guān)柵極最大額定值限制 | |
| Vsupply.2 | 香蕉插座 | 0 | 5.5 | V | 受比較器工作范圍限制 | |
| V 到 GND2B | 螺絲端子 | 0 | 1200 | V | 理論 HV DC 極限,未測(cè)試。擊穿電壓由 DESAT 二極管 D2、D5、二極管 D1、D3、D4、D6 和電容器 C23、C58 決定。需要更高電壓時(shí)需更換 | |
| VBNC | BNC 連接器 | -0.3 | 5 | V | 受 VCC1 電壓限制 |
4.5 跳線配置
評(píng)估板提供了多種跳線配置選項(xiàng):
- SI1 和 SI2 上拉:對(duì)于沒(méi)有高壓連接且沒(méi)有第二個(gè)輸入電壓的測(cè)試設(shè)置,可以將跳線 1 和跳線 2 設(shè)置在 2 - 3 位置,按下復(fù)位按鈕來(lái)復(fù)位驅(qū)動(dòng)器。設(shè)置跳線后按下復(fù)位按鈕一次,可將設(shè)備切換到 PWM 啟用狀態(tài)。
- ASCP_ON 模式:要測(cè)試 ASCP_ON 模式(PWM 輸入禁用,但 ADC 啟用),將跳線 1 設(shè)置在 2 - 3 位置,跳線 2 設(shè)置在 1 - 2 位置,生成信號(hào) SI1 = 0,SI2 = 1。不要在第二個(gè)香蕉插座上連接 +5V 電源,按下復(fù)位按鈕一次使設(shè)備就緒。
- SI1 和 SI2 遠(yuǎn)程復(fù)位:在進(jìn)行高壓測(cè)試時(shí),不建議使用按鈕 S1 來(lái)復(fù)位和轉(zhuǎn)換設(shè)備從 PWM 禁用模式到 PWM 啟用模式。可以使用兩個(gè)可調(diào)電源在 +15V 和 +5V 輸入插孔上實(shí)現(xiàn)清除功能和模式轉(zhuǎn)換的自動(dòng)化。需要注意的是,對(duì)于版本為 “REV 1.0” 的板子,需要移除開(kāi)關(guān) S1 和電容器 C8、C9 才能使用遠(yuǎn)程復(fù)位功能。
- 連接 DESAT 和 OCP 到 GND:放置跳線 3 和跳線 4,將高端 DESAT 信號(hào)和低端 DESAT 信號(hào)連接到 GND,這樣可以避免在電容性負(fù)載仿真中切換輸出時(shí)進(jìn)入 PWM 禁用模式,因?yàn)榇藭r(shí) DESAT 保護(hù)被禁用。
- AIPB 和 SASCB:可以選擇通過(guò)低端驅(qū)動(dòng)器的 ADC 測(cè)量直流母線電壓,或者測(cè)試次級(jí)有源短路(SASC)功能。不放置跳線 5 可以測(cè)量直流母線電壓,放置跳線 5 可以測(cè)試 SASC。
4.6 高端和低端的區(qū)別
在評(píng)估板上,可以在高端和低端進(jìn)行不同的測(cè)量。高端可以測(cè)量 DSC 模塊內(nèi)部的溫度,因?yàn)?a target="_blank">功率模塊內(nèi)的二極管直接連接到高端驅(qū)動(dòng)器的 ADC;低端可以通過(guò)電阻梯(R54、R55、R56)和 ADC 測(cè)量直流母線電壓,也可以在設(shè)置跳線 5 時(shí)測(cè)試 SASC 事件。
五、原理圖和布局
5.1 原理圖
文檔中給出了 “SiC 用于主逆變器” 和 “SiC 用于 DC/DC” 兩種變體的驅(qū)動(dòng)器原理圖,以及初級(jí)和次級(jí)電源的原理圖。通過(guò)原理圖,我們可以更深入地了解評(píng)估板的電路結(jié)構(gòu)和信號(hào)處理過(guò)程,這對(duì)于我們進(jìn)行電路設(shè)計(jì)和優(yōu)化非常有幫助。
5.2 布局
評(píng)估板的 PCB 由兩層組成:頂層和底層。為了方便使用,底層沒(méi)有放置任何元件。這種布局設(shè)計(jì)使得我們?cè)谶M(jìn)行焊接和調(diào)試時(shí)更加方便,減少了出錯(cuò)的可能性。
六、物料清單
文檔分別給出了 “SiC 用于主逆變器” 和 “SiC 用于 DC/DC” 兩種變體的物料清單,包括電容、電阻、二極管、集成電路、連接器等各種元件的詳細(xì)信息,如制造商、型號(hào)、數(shù)量等。這對(duì)于我們進(jìn)行物料采購(gòu)和庫(kù)存管理非常有幫助。
七、限制說(shuō)明
需要注意的是,這個(gè)評(píng)估板僅提供有限的功能,用于英飛凌產(chǎn)品的評(píng)估和測(cè)試。它既不是最終產(chǎn)品,也不是成品設(shè)備,英飛凌不打算也未授權(quán)將其集成到最終產(chǎn)品中,也不能用于任何生產(chǎn)系統(tǒng)。
以上就是關(guān)于 EiceDRIVER? 1EDI3035AS 和 1EDI3038AS 評(píng)估板的詳細(xì)介紹,希望對(duì)大家在實(shí)際應(yīng)用中有所幫助。大家在使用過(guò)程中如果有任何問(wèn)題或者經(jīng)驗(yàn),歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。
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