基于EiceDRIVER? 2EDL803x的半橋降壓轉(zhuǎn)換器評估板評測

在電源設計領(lǐng)域，半橋降壓轉(zhuǎn)換器是一種常見且重要的電路拓撲。今天，我們就來詳細探討一下基于EiceDRIVER? 2EDL803x的半橋降壓轉(zhuǎn)換器評估板，看看它能為我們帶來哪些便利和驚喜。

文件下載：Infineon Technologies EVAL_HB_2EDL803X_G4B評估板.pdf

一、2EDL803x驅(qū)動芯片簡介

由于網(wǎng)絡問題，未能獲取到相關(guān)信息。不過從文檔中我們可知，2EDL803x屬于EiceDRIVER? 系列，專為半橋配置中的高端和低端MOSFET驅(qū)動而設計。其高端浮動驅(qū)動器能夠驅(qū)動最高120V自舉電壓下工作的高端MOSFET。版本4具備完整的4A電流能力，版本3則為3A。高端偏置電壓通過集成自舉二極管的自舉技術(shù)生成。該驅(qū)動器的輸入與TTL邏輯兼容，能承受 -10V至20V的輸入共模擺幅，并且獨立輸入可實現(xiàn)對高端和低端域的獨立控制。此外，高端和低端電源的欠壓鎖定（UVLO）功能可在電源不足時強制相應輸出為低電平。它有SON - 8引腳4mm x 4mm、SON - 10引腳4mm x 4mm和SON - 10引腳3mm x 3mm等多種封裝形式。大家在實際應用中，是否遇到過因為驅(qū)動芯片電流能力不足而影響電路性能的情況呢？

二、評估板概述

評估板的訂單代碼有EVAL_HB_2EDL803x - G3C、EVAL_HB_2EDL803x - G4B、EVAL_HB_2EDL803x - G4C。它主要為設計工程師提供了一個測試平臺，用于評估2EDL8034柵極驅(qū)動器的性能，如傳播延遲、延遲匹配和上升/下降時間特性等，同時還能評估周圍柵極驅(qū)動電路（如外部柵極電阻）對MOSFET開關(guān)行為的影響。評估板配置為開環(huán)半橋降壓轉(zhuǎn)換器，典型輸入電壓為48V，典型輸出電壓為12V。所使用的英飛凌組件包括作為高低端MOSFET半橋驅(qū)動器的EiceDRIVER? 2EDL8034和采用SuperSO8封裝的100V 4mΩ OptiMOS?（BSC040N10NS5）功率MOSFET。這里我們思考一下，開環(huán)配置在測試過程中會帶來哪些優(yōu)勢和挑戰(zhàn)呢？

（一）評估板規(guī)格

用戶可以在一定范圍內(nèi)自由調(diào)整輸入電壓（最大60V）、輸出電壓、輸出電流、開關(guān)頻率和死區(qū)時間，但要注意不能超過組件的最大電壓、電流和溫度額定值，必要時需提供充足的氣流或強制風冷。

（二）評估板外觀

評估板有頂面和底面，EN連接僅EVAL_HB_2EDL803x - G30板需要。

三、硬件使用入門

（一）連接和測試點

需要注意的是，EN連接器（X7）僅在EVAL_2EDL803x - G3C板上可用。

（二）快速啟動指南

1. 輸入PWM信號：使用函數(shù)發(fā)生器通過連接器X1輸入具有所需脈沖寬度、死區(qū)時間和頻率的PWM信號（LI和HI），確保有足夠的死區(qū)時間以避免兩個MOSFET交叉導通。
2. 提供$V_{DD}$電壓：使用外部輔助電源通過連接器X4在8V至17V之間提供$V_{DD}$電壓。
3. 使能信號：對于2EDL803x - G3C，需通過連接器X7在3V至$V_{DD}+0.3V$之間提供使能信號，其他驅(qū)動器則不需要。
4. 提供$V_{in}$電壓：使用外部電源通過連接器X6（$V{in}$）和X2（GND）提供48V（最大60V）的$V{in}$電壓。若僅驗證柵極驅(qū)動器IC特性（如傳播延遲），則無需提供$V_{in}$電壓，此時需將HS引腳短接至GND以提供自舉電容的充電路徑。
5. 連接負載：通過連接器X3（$V{out}$）和X5（GND）將$V{out}$連接到電子負載，并將輸出電流增加到最大8A，注意不要超過電感器的飽和極限。
6. 測量：使用低壓單端探頭測量柵極驅(qū)動器的$V_{DD}$、LI、HI、LO和HS引腳，使用低壓差分探頭測量HO - HS和HB - HS。探頭環(huán)路應盡可能短，以避免感應振鈴，并將探頭放置在驅(qū)動器引腳附近以確保準確測量驅(qū)動器性能。
7. 關(guān)機：先關(guān)閉負載，再關(guān)閉輸入電壓電源；對于2EDL80x - G3C，關(guān)閉使能信號；最后關(guān)閉驅(qū)動器偏置電源。

四、測試結(jié)果

（一）傳播延遲測試

在$V{DD}$偏置供電、$V{in}=48V$且輸出無負載的情況下，對高低端驅(qū)動器的下降和上升傳播延遲進行了測試。測試結(jié)果如下：

• LI - LO下降傳播延遲為33.6ns，上升傳播延遲為34.7ns（$V{DD}=12V$，$V{in}=48V$，$C_{load}=4.1nF$）。
• HI - HO下降傳播延遲為34.3ns，上升傳播延遲為33.5ns（$V{DD}=12V$，$V{in}=48V$，$C_{load}=4.1nF$）。

（二）波形測試

在$V{in}=48V$，$V{DD}=12V$，占空比為23%，開關(guān)頻率$F{sw}=200kHz$，負載為8A，環(huán)境溫度$T{A}=25^{circ}C$的條件下，得到了高端和低端輸出波形以及開關(guān)節(jié)點波形。這些測試結(jié)果能讓我們直觀地了解驅(qū)動器在不同工作條件下的性能表現(xiàn)，大家在實際測試中，是否也會關(guān)注這些關(guān)鍵參數(shù)的變化呢？

五、不同F(xiàn)ET的 footprint選擇

這種設計為工程師提供了更多的選擇和靈活性，方便他們根據(jù)實際需求選擇合適的FET進行測試。大家在選擇FET封裝時，通常會考慮哪些因素呢？

六、附錄

（一）原理圖

文檔提供了EVAL_HB_2EDL803x - G3C、EVAL_HB_2EDL803x - G4B和EVAL_HB_2EDL803x - G4C三種評估板的原理圖，方便工程師進行電路分析和參考。

（二）布局圖

同樣給出了三種評估板的布局圖，有助于工程師了解電路板的布線和元件布局。

（三）物料清單（BOM）

詳細列出了評估板上各元件的設計編號、值、元件描述、封裝、制造商和制造商訂單號等信息，為工程師進行物料采購和電路搭建提供了便利。

綜上所述，基于EiceDRIVER? 2EDL803x的半橋降壓轉(zhuǎn)換器評估板為電源設計工程師提供了一個全面、便捷的測試平臺。通過對該評估板的使用和測試，工程師可以深入了解2EDL803x柵極驅(qū)動器的性能，評估不同F(xiàn)ET的適配性，為實際電源設計提供有力的參考。大家在使用類似評估板的過程中，有沒有遇到過一些獨特的問題或有趣的發(fā)現(xiàn)呢？歡迎在評論區(qū)分享交流。