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GaN 集成电路单片功率级 – EPC2152
接线图
2024年03月08日 11:00 213
admin
EPC2152 是一款单片集成单芯片驱动器加 GaN FET 半桥功率级 IC。输入逻辑接口、电平转换、自举充电和栅极驱动缓冲电路以及配置为半桥的 GaN 输出 FET 均集成在单片芯片内。这种集成形成了芯片级 LGA 外形尺寸，尺寸仅为 3.85 毫米 x 2.59 毫米 x 0.63 毫米。半桥拓扑中的两个 GaN 输出 FET 设计为具有相同的 8.5 mΩ 典型 R DS(on)。 GaN FET 与片上栅极驱动缓冲器的集成实际上消除了共源极电感和栅极驱动环路电感的影响。LGA 引脚排列最大限度地减少了电源环路电感，有利于内部垂直布局技术。EPC2152 的框图如图 2 所示，参考设计 EPC9146 BLDC 逆变器功能框图如图 3 所示。
采用 EPC2152 的 EPC9146 电机驱动参考设计
为了展示 EPC2152 集成电路在电机驱动逆变器中的功能，EPC 发布了 EPC9146 参考设计。它是一款三相无刷 (BLDC) 电机驱动逆变器板，包含三个 EPC2152 单片 ePower 级，最大输出电流为 15 A pk (10.5 A RMS )。除了单片功率级之外，该板还包含支持完整电机驱动逆变器所需的所有关键功能，包括用于内务电源、电压和温度感测、相电流感测和保护功能的调节辅助电源轨。EPC9146 的各种功能块如图 3 所示。该参考设计可用于电机相电流为 10 A RMS连续电流和 15 A电流的所有应用。有效值高电流在有限时间内运行。
GaN IC 功率级芯片组 – EPC23101 与 EPC2302 组合
沿着进一步集成和提高功率密度的道路，EPC 于 2021 年推出了一款芯片组，该芯片组结合了 EPC23101（具有单片集成半桥栅极驱动器的高侧 GaN）和 EPC2302 GaN FET，如图 4 所示。
EPC23101 是一款额定电压为 100 V 的单片组件，集成了输入逻辑接口、电平转换、自举充电和栅极驱动缓冲电路，以及高侧 2.6 mΩ 典型 R DS(on) GaN 输出 FET。EPC2302 是 100 V 配套低侧、1.4 mΩ 典型 R DS(on) GaN FET。在硬开关转换期间，通过选择调谐电阻器 R BOOT和 R DRV，可以将过压尖峰控制在轨以上 +10V 以下和地以下 –10V 以下。 EPC23101 IC 仅需要外部 5 V (V DRV ) 电源。内部低侧和高侧电源V DD和V BOOT是通过串联开关和同步自举开关从外部电源生成的。通过将 EN 引脚连接到 V DRV可以禁用内部电路以降低静态功耗。FET 栅极驱动电压源自内部低侧和高侧电源。全栅极驱动电压仅在 HS IN和 LS IN PWM 输入运行几个周期后可用。与 EPC2152 相比，EPC23101 与 EPC2302 的结合使设计人员能够制作更高电流的逆变器。
图 2. EPC2152 GaN 集成电路框图。图片由 Bodo's Power Systems提供
采用 EPC2152 的 EPC9146 电机驱动参考设计
为了展示 EPC2152 集成电路在电机驱动逆变器中的功能，EPC 发布了 EPC9146 参考设计。它是一款三相无刷 (BLDC) 电机驱动逆变器板，包含三个 EPC2152 单片 ePower 级，最大输出电流为 15 A pk (10.5 A RMS )。除了单片功率级之外，该板还包含支持完整电机驱动逆变器所需的所有关键功能，包括用于内务电源、电压和温度感测、相电流感测和保护功能的调节辅助电源轨。EPC9146 的各种功能块如图 3 所示。该参考设计可用于电机相电流为 10 A RMS连续电流和 15 A电流的所有应用。有效值高电流在有限时间内运行。
GaN IC 功率级芯片组 – EPC23101 与 EPC2302 组合
沿着进一步集成和提高功率密度的道路，EPC 于 2021 年推出了一款芯片组，该芯片组结合了 EPC23101（具有单片集成半桥栅极驱动器的高侧 GaN）和 EPC2302 GaN FET，如图 4 所示。
EPC23101 是一款额定电压为 100 V 的单片组件，集成了输入逻辑接口、电平转换、自举充电和栅极驱动缓冲电路，以及高侧 2.6 mΩ 典型 R DS(on) GaN 输出 FET。EPC2302 是 100 V 配套低侧、1.4 mΩ 典型 R DS(on) GaN FET。在硬开关转换期间，通过选择调谐电阻器 R BOOT和 R DRV，可以将过压尖峰控制在轨以上 +10V 以下和地以下 –10V 以下。 EPC23101 IC 仅需要外部 5 V (V DRV ) 电源。内部低侧和高侧电源V DD和V BOOT是通过串联开关和同步自举开关从外部电源生成的。通过将 EN 引脚连接到 V DRV可以禁用内部电路以降低静态功耗。FET 栅极驱动电压源自内部低侧和高侧电源。全栅极驱动电压仅在 HS IN和 LS IN PWM 输入运行几个周期后可用。与 EPC2152 相比，EPC23101 与 EPC2302 的结合使设计人员能够制作更高电流的逆变器。
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