EiceDRIVER? 1EDI3035AS/1EDI3038AS 評估板:深入解析與應(yīng)用指南
在電子工程師的日常工作中,評估板是驗證和測試新器件性能的重要工具。今天,我們就來詳細探討一下英飛凌(Infineon)的 EiceDRIVER? 1EDI3035AS 和 1EDI3038AS 評估板。
文件下載:Infineon Technologies 1EDI303YAS 評估板.pdf
一、安全第一
在開始使用評估板之前,安全是我們必須首要考慮的問題。該評估板存在觸電危險,如果施加的電壓超過 60V,只有經(jīng)過相關(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,要確保危險帶電部件不可觸及,可觸及的帶電部件無危險性。這一點大家一定要牢記,畢竟安全無小事。
二、評估板概述
2.1 總體描述
EiceDRIVER? 1EDI3035AS 和 1EDI3038AS 評估板是一個多功能的評估平臺,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,并且還有一個占位符,使板子兼容 PG - TO247 - 4 封裝。
| 評估板有兩種變體: | 評估板變體 | 高端驅(qū)動器 | 低端驅(qū)動器 |
|---|---|---|---|
| 主逆變器用 SiC | 1EDI3035AS | 1EDI3035AS | |
| DC/DC 用 SiC | 1EDI3038AS | 1EDI3038AS |
2.2 EiceDRIVER? 柵極驅(qū)動器概述
這個產(chǎn)品系列共有五種不同的器件:1EDI3035AS、1EDI3038AS、1EDI3025AS、1EDI3026AS 和 1EDI3028AS。每個成員都有略微不同的功能集,并針對不同的功率開關(guān)技術(shù)進行了優(yōu)化,但功率級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變體的關(guān)鍵產(chǎn)品特性,方便我們進行選擇: | 類型 | AMCLP | SOFTOFF | OCP | DESAT | OVLO3 | ADC | 輸出級額定電流 | 目標功率開關(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 EESM 應(yīng)用進行了優(yōu)化,禁用了用于 NTC 測量優(yōu)化的 ADC 電流源,沒有 OVLO3 功能,且輸出級電流較低;1EDI3038AS 則為 OBC 和 DC/DC 應(yīng)用做了準備,沒有 ADC 或 OVLO3 功能,輸出級電流也較低。大家在實際應(yīng)用中,要根據(jù)具體需求來選擇合適的器件。
2.3 工作模式
這兩款柵極驅(qū)動器提供了不同的工作模式,具備診斷功能,并且在系統(tǒng)故障時能夠進入安全狀態(tài)。具體的工作模式細節(jié)可以參考數(shù)據(jù)手冊。大家有沒有在實際應(yīng)用中遇到過因為工作模式設(shè)置不當而導(dǎo)致的問題呢?
2.4 框圖
評估板分別給出了 1EDI3035AS 和 1EDI3038AS 的框圖,通過框圖我們可以更清晰地了解其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和信號流向,這對于我們進行電路分析和故障排查非常有幫助。
三、快速上手
建議在評估板上安裝 FF06MR12A04MA2 HybridPACK? DSC 或 AIMW120R045M1 CoolSiC? MOSFET 來使用。它也可以用于電容性負載仿真,或者與任何其他兼容封裝的器件一起使用。
在進行電容性負載仿真時,DESAT 保護會在每次開關(guān)導(dǎo)通事件時觸發(fā),導(dǎo)致器件進入 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,這可以通過設(shè)置跳線 X1 和 X2 來實現(xiàn)。
要切換柵極驅(qū)動器的輸出,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)動一個柵極驅(qū)動器,可以設(shè)置跳線 X29,將高端或低端 PWM 通道接地來禁用它。
- 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)動器從 PWM 禁用模式轉(zhuǎn)換到 PWM 啟用模式。
- 驗證設(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,分別啟動高端或低端開關(guān)的切換。
- 如果設(shè)備由于觸發(fā)保護功能而進入 PWM 禁用模式并關(guān)閉輸出級,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,不然可能會影響評估板的正常工作哦。
四、評估板詳細介紹
4.1 PCB 概述
評估板的 PCB 上有一條垂直線,將初級側(cè)和次級側(cè)分開。變壓器 TR1 為柵極驅(qū)動器的次級側(cè)提供電源電壓。功率開關(guān)(如 FF06MR12A04MA2 HybridPACK? DSC 或 AIMW120R045M1 CoolSiC? MOSFET)不包含在評估板中,需要單獨訂購,也可以安裝兼容的 PG - TO247 - 3 或 PG - TO247 - 4 功率開關(guān)。
4.2 連接器
評估板的初級側(cè)和次級側(cè)都有連接器。初級側(cè)的香蕉插座需要 +15V 的電源電壓,如果使用遠程復(fù)位功能,還需要一個額外的香蕉插座提供 +5V 電源,否則保持開路。BNC 連接器 INN_T 和 INP_T 用于接收每個驅(qū)動器的 PWM 信號。次級側(cè)的螺絲端子用于連接次級電源電壓和半橋的中心抽頭。大家在連接電源和信號時,一定要注意電壓和極性,避免損壞評估板。
4.3 LED 指示燈
評估板上的 LED 指示燈用于指示板子的健康狀態(tài)和驅(qū)動器的狀態(tài):
- 每個驅(qū)動器都有專用的 NFLT_x 和 RDY_x 指示燈。
- 初級側(cè) VCC1 有電源指示燈。
- 每個驅(qū)動器的次級側(cè) VCC2 有指示燈。
如果驅(qū)動器將 NFLT_x 信號拉低,NFLT_x LED 亮起,表示有故障;如果驅(qū)動器沒有將 RDY_x 信號拉低,RDY_x LED 亮起,表示設(shè)備就緒。我們可以通過這些指示燈的狀態(tài)來確定當前的工作模式。
4.4 工作條件
| 在使用評估板時,需要關(guān)注其工作條件。需要注意的是,評估板的高壓能力是基于板上元件的理論極限,并未經(jīng)過保證或測試,使用時需自行承擔(dān)風(fēng)險。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 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Vsupply | 香蕉插座 | 13 | 21 | V | 受次級側(cè) UVLO、OVLO、遠程復(fù)位電路和功率開關(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
評估板提供了多種跳線配置選項:
- SI1 和 SI2 上拉:對于沒有高壓連接且沒有第二個輸入電壓的測試設(shè)置,可以將跳線 1 和跳線 2 設(shè)置在 2 - 3 位置,按下復(fù)位按鈕來復(fù)位驅(qū)動器。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 SI1 = 0,SI2 = 1。不要在第二個香蕉插座上連接 +5V 電源,按下復(fù)位按鈕一次使設(shè)備就緒。
- SI1 和 SI2 遠程復(fù)位:在進行高壓測試時,不建議使用按鈕 S1 來復(fù)位和轉(zhuǎn)換設(shè)備從 PWM 禁用模式到 PWM 啟用模式??梢允褂脙蓚€可調(diào)電源在 +15V 和 +5V 輸入插孔上實現(xiàn)清除功能和模式轉(zhuǎn)換的自動化。需要注意的是,對于版本為 “REV 1.0” 的板子,需要移除開關(guān) S1 和電容器 C8、C9 才能使用遠程復(fù)位功能。
- 連接 DESAT 和 OCP 到 GND:放置跳線 3 和跳線 4,將高端 DESAT 信號和低端 DESAT 信號連接到 GND,這樣可以避免在電容性負載仿真中切換輸出時進入 PWM 禁用模式,因為此時 DESAT 保護被禁用。
- AIPB 和 SASCB:可以選擇通過低端驅(qū)動器的 ADC 測量直流母線電壓,或者測試次級有源短路(SASC)功能。不放置跳線 5 可以測量直流母線電壓,放置跳線 5 可以測試 SASC。
4.6 高端和低端的區(qū)別
在評估板上,可以在高端和低端進行不同的測量。高端可以測量 DSC 模塊內(nèi)部的溫度,因為功率模塊內(nèi)的二極管直接連接到高端驅(qū)動器的 ADC;低端可以通過電阻梯(R54、R55、R56)和 ADC 測量直流母線電壓,也可以在設(shè)置跳線 5 時測試 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)動器原理圖,以及初級和次級電源的原理圖。通過原理圖,我們可以更深入地了解評估板的電路結(jié)構(gòu)和信號處理過程,這對于我們進行電路設(shè)計和優(yōu)化非常有幫助。
5.2 布局
評估板的 PCB 由兩層組成:頂層和底層。為了方便使用,底層沒有放置任何元件。這種布局設(shè)計使得我們在進行焊接和調(diào)試時更加方便,減少了出錯的可能性。
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信息,如制造商、型號、數(shù)量等。這對于我們進行物料采購和庫存管理非常有幫助。
七、限制說明
需要注意的是,這個評估板僅提供有限的功能,用于英飛凌產(chǎn)品的評估和測試。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 評估板的詳細介紹,希望對大家在實際應(yīng)用中有所幫助。大家在使用過程中如果有任何問題或者經(jīng)驗,歡迎在評論區(qū)分享交流。
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