ANALOG यन्त्रहरू EVAL-LT8418-BZ 100V हाफ-ब्रिज GaN ड्राइभर स्मार्ट एकीकृत बुटस्ट्र्याप स्विच प्रयोगकर्ता गाइडको साथ

EVAL-LT8418-BZ

 

सामान्य विवरण

EVAL-LT8418-BZ मूल्याङ्कन सर्किटले LT8418 लाई आधा-ब्रिज कन्फिगरेसनमा दुई 100V परिष्कृत ग्यालियम नाइट्राइड (eGaN) FET हरू चलाउने सुविधा दिन्छ। सर्किटलाई बक कन्भर्टरको रूपमा अप्टिमाइज गरिएको छ, तर यसलाई बूस्ट कन्भर्टर वा आधा-ब्रिज समावेश गर्ने अन्य कन्भर्टर टोपोलजीहरूको रूपमा प्रयोग गर्न सकिन्छ। मूल्याङ्कन सर्किटले राम्रो थर्मल व्यवस्थापनको साथ 10A सम्म डेलिभर गर्न सक्छ।

एक बाह्य एकल वा दुई PWM संकेतहरू बोर्ड ड्राइभ गर्न आवश्यक छ, कन्फिगरेसनमा निर्भर गर्दछ। एकल-इनपुट सेटअपमा, बोर्डमा डेड टाइम सर्किटरीलाई पूरक संकेत उत्पन्न गर्न र मृत समय सेट गर्न प्रयोग गरिन्छ। डेड टाइम सर्किटरी डुअल-इनपुट सेटअपमा बाइपास गरिएको छ।

LT8418 ड्राइभरसँग शक्तिशाली 0.2Ω पुल-डाउन र 0.6Ω पुल-अप ड्राइभरहरू छन् जसले दुई 100V GaN FET हरू चलाउँछन्। यसले सन्तुलित बुटस्ट्र्याप भोल्युम उत्पन्न गर्न स्मार्ट एकीकृत बुटस्ट्र्याप स्विचलाई पनि एकीकृत गर्दछ।tagई VCC बाट न्यूनतम छोड्ने भोल्युमको साथtage LT8418 ले स्प्लिट गेट ड्राइभरहरूलाई GaN FETs को टर्न-अन र टर्न-अफ धेरै दरहरू समायोजन गर्न र इएमआई कार्यसम्पादनलाई अप्टिमाइज गर्न प्रदान गर्दछ।

डिजाइन fileयस सर्किट बोर्डको लागि उपलब्ध छन्।

 

प्रदर्शन सारांश (TA = 25C)

 

1. अधिकतम इनपुट भोल्युमtage आगमनात्मक लोडिङमा निर्भर गर्दछ। अधिकतम स्विच नोड घण्टी EPC100 को लागि 2204V अन्तर्गत राखिएको हुनुपर्छ।
2. अधिकतम आउटपुट वर्तमान EPC2204 FET तापमान मा निर्भर गर्दछ, स्विच आवृत्ति, इनपुट भोल्युम द्वारा प्रभावितtage, आउटपुट भोल्युमtagई, र थर्मल व्यवस्थापन। आउटपुट वर्तमान सेट गर्दा मर तापमान निगरानी गर्न निश्चित गर्नुहोस्।
3. उच्च स्विचिङ फ्रिक्वेन्सीहरूमा, स्विचिङ हानि प्रबल हुन्छ। इनपुट भोल्युमtage र आउटपुट करेन्टलाई GaN FETs को अत्यधिक तातो हुनबाट रोक्नको लागि कम गरिनुपर्छ।

 

द्रुत सुरुवात प्रक्रिया

EVAL-LT8418-BZ मूल्याङ्कन सर्किट एक शक्ति s होtage LT8418 को कार्यसम्पादन मूल्याङ्कन गर्न प्रयोग गरियो। उचित मापन उपकरण सेटअपको लागि चित्र 1 हेर्नुहोस् र निम्न प्रक्रिया प्रयोग गर्नुहोस्:

1. पावर अफ हुँदा, VIN र GND टर्मिनलहरू मार्फत बोर्डमा इनपुट पावर आपूर्ति जडान गर्नुहोस्। AUX INPUT र GND टर्मिनलहरूमा सहायक पावर आपूर्ति जडान गर्नुहोस्। लोडलाई VOUT र GND टर्मिनलहरूमा जडान गर्नुहोस्। हेडर J1 को INT र GND पिनहरूमा प्रकार्य जनरेटर आउटपुट जडान गर्नुहोस्।
2. 6V मा सहायक बिजुली आपूर्ति खोल्नुहोस्।
3. 5V, 1MHz, 50% ड्युटी साइकल, हाई-Z आउटपुट पल्स वेभफॉर्म आउटपुट गर्न प्रकार्य जनरेटर सेट गर्नुहोस्।
4. 0V, 7A सीमामा इनपुट पावर सप्लाई खोल्नुहोस्। भोल्युम बढाउनुहोस्tagबिस्तारै 48V मा।
5. उचित आउटपुट भोल्युमको लागि जाँच गर्नुहोस्tage, जुन 24V (±5%) हुनुपर्छ।
6. एक पटक उचित आउटपुट भोल्युमtage स्थापित छ, इनपुट भोल्युम समायोजन गर्नुहोस्tage र अपरेटिङ दायरा भित्र करेन्ट लोड गर्नुहोस्, र गेट सिग्नलहरू अवलोकन गर्नुहोस्, नोड भोल्युम स्विच गर्नुहोस्tagई, भोल्युमtage तरंग, दक्षता, र अन्य प्यारामिटरहरू।

नोट: गेट सिग्नल वा स्विच नोडको जाँच गर्दा, लामो ग्राउन्ड लिडमा परजीवी इन्डक्टन्सबाट बच्न ग्राउन्ड स्प्रिङ प्रयोग गर्न सिफारिस गरिन्छ। इनपुट वा आउटपुट भोल्युम मापन गर्नुहोस्tagVIN (J2) र GND (J3), वा VOUT (J4) र GND (J5) टर्मिनलहरूमा सिधै प्रोब टिप छोएर e तरंग।

चित्र १. एकल-PWM-इनपुट नियन्त्रण मोडमा EVAL-LT1-BZ बोर्ड जडानहरू

 

आउटपुट भोल्युमtage र पावर

EVAL-LT8418-BZ लाई बक वा बूस्ट कन्भर्टरको रूपमा कन्फिगर गर्न सकिन्छ, वा अधिकतम इनपुट र आउटपुट भोल्युमको साथ आधा-ब्रिज समावेश गर्ने अन्य कन्भर्टर टोपोलजीहरू।tag80V को। यद्यपि, कन्भर्टरलाई 48MHZ मा 24VIN लाई 1VOUT मा रूपान्तरण गर्न, तातो सिङ्क वा जबर्जस्ती वायुप्रवाहको साथ 10A सम्म डेलिभर गर्नको लागि उत्तम रूपमा डिजाइन गरिएको छ। जबरजस्ती वायुप्रवाहको साथ पूर्ण लोडमा, यद्यपि बोर्डले 240W डेलिभर गर्न सक्छ, शीर्ष FET महत्त्वपूर्ण रूपमा तातो हुन्छ। तसर्थ, यदि यो अपरेटिङ अवस्था विस्तारित अवधिमा अपेक्षित छ भने तातो सिंक सिफारिस गरिन्छ। तातो सिङ्क प्रयोग गर्ने बारे थप विवरणहरूको लागि कृपया "थर्मल विचारहरू" खण्ड हेर्नुहोस्।

रूपान्तरण अनुपात PWM इनपुट संकेत (हरू) को कर्तव्य चक्र परिवर्तन गरेर समायोजन गर्न सकिन्छ, जबकि स्विच आवृत्ति PWM इनपुट संकेत आवृत्ति द्वारा सेट गरिएको छ। फरक पावर स्पेसिफिकेशनमा कन्भर्टर दक्षतालाई अप्टिमाइज गर्न, निष्क्रिय पावर कम्पोनेन्ट इन्डक्टरहरू र इनपुट/आउटपुट क्यापेसिटरहरूलाई उपयुक्त रूपमा रिसाइज गर्नुपर्छ। मृत समयको समयमा नोक्सान कम गर्न मृत समयहरू पनि समायोजन गर्नुपर्छ। चित्र 3 र चित्र 4 ले विभिन्न अपरेटिङ सर्तहरूमा लोड वर्तमान बनाम कनवर्टर दक्षता देखाउँछ।

 

LDO सेटिङ

LDO (U3) लाई LT8418 र डेड टाइम सर्किटरीमा बिजुली आपूर्ति गर्न प्रयोग गरिन्छ। आउटपुट भोल्युमtagपूर्वनिर्धारित कन्फिगरेसनमा LDO को VCC 5V मा सेट गरिएको छ, तर यसलाई R2 र R4 मानहरू परिवर्तन गरेर समायोजन गर्न सकिन्छ। U3 को इनपुट पावर या त पूर्वनिर्धारित सहायक पावर सप्लाई, AUX INPUT, 5.5V देखि 80V सम्म, वा सीधै बोर्डको इनपुट पावर सप्लाईबाट आउँछ, जुन जम्पर JP1 को स्थिति परिवर्तन गरेर चयन गर्न सकिन्छ।

 

नियन्त्रण मोड

EVAL-LT8418-BZ सर्किट कुनै प्रतिक्रिया नेटवर्क र नियन्त्रण लूप बिना खुला-लूप आधा-ब्रिज कनवर्टर हो। तसर्थ, LT8418 को INT र INB पिनहरू चलाउन बोर्डलाई दुई पूरक PWM संकेतहरू चाहिन्छ। यी संकेतहरू एक (एकल-PWM-इनपुट मोडमा) वा दुई (डुअल-PWM-इनपुट मोडमा) बाह्य PWM संकेतहरू एक प्रकार्य जनरेटर वा माइक्रोकन्ट्रोलरद्वारा उपलब्ध गराइन्छ।

एकल-PWM-इनपुट मोड यस मूल्याङ्कन बोर्डको पूर्वनिर्धारित नियन्त्रण योजना हो। यस मोडमा, चित्र 1 मा देखाइए अनुसार, प्रकार्य जेनेरेटरको एकल PWM आउटपुट हेडर J1 मा जडान गरिएको छ। सकारात्मक टर्मिनललाई बायाँपट्टिको पिन (आईएनटी लेबल गरिएको) मा बाँधिएको छ, जबकि नकारात्मक टर्मिनल बीचको पिनमा बाँधिएको छ ( GND लेबल गरिएको)।

वैकल्पिक रूपमा, दुई अलग PWM संकेतहरू हेडर J1 मा लागू गर्न सकिन्छ INT र INB पिनहरू स्वतन्त्र रूपमा डुअल-PWM-इनपुट मोडमा नियन्त्रण गर्न। यो नियन्त्रण मोड सक्षम गर्न, RC फिल्टरहरू बाइपास गर्न केही कम्पोनेन्ट-स्तर परिमार्जनहरू आवश्यक छन्। विशेष रूपमा, R5 हटाउनु पर्छ र R7, R3, र R6 0Ω प्रतिरोधकहरूसँग छोटो हुनुपर्छ। INT र INB इनपुटहरूको सकारात्मक पक्षहरू क्रमशः हेडर J1 को बायाँपट्टिको पिन (लेबल गरिएको INT) र दायाँपट्टिको पिन (INB लेबल गरिएको) मा लागू गरिन्छ। डेड टाइम सर्किटरीले INT र INB इनपुट सिग्नलहरू बीचको डेड टाइमहरू उत्पन्न गर्दैन, यस कन्ट्रोल मोडमा शुट-थ्रु घटनालाई रोक्न सावधानीपूर्वक नियन्त्रण लिनु पर्छ। तालिका 1 ले दुई नियन्त्रण मोडहरूको सर्किट कन्फिगरेसनहरू सूचीबद्ध गर्दछ।

तालिका 1. नियन्त्रण मोडहरूको लागि सर्किट कन्फिगरेसनहरू

1. पूर्वनिर्धारित कन्फिगरेसन
2. प्रतिरोध मान मृत समय समायोजन गर्न परिवर्तन गर्न सकिन्छ

 

मृत समय

एकल-PWM-इनपुट कन्ट्रोल मोडमा, गेट सिग्नलहरूको डेड टाइमहरू डेड-टाइम सर्किटरीद्वारा सेट गरिन्छ जसमा दुई इन्भर्टरहरू र RC फिल्टरहरू हुन्छन्। इनपुट PWM सिग्नल पहिले उल्टो हुन्छ र Schmitt-trigger Inverter U2 द्वारा दुई पूरक संकेतहरूमा विभाजित हुन्छ। त्यसपछि दुई संकेतहरू RC फिल्टरहरूद्वारा ढिलाइ हुन्छन्, अर्को इन्भर्टर U4 द्वारा पुन: उल्टो हुनु अघि मृत समयहरू सेट गर्दै। यी दुई परिणाम संकेतहरू LT8418 चलाउने INT र INB पिनहरूमा लागू हुन्छन्। बोर्डमा पूर्वनिर्धारित मृत समयहरू 48VIN, 24VOUT, 1MHz fSW, र 10A IOUT सञ्चालन अवस्थाहरूका लागि अनुकूलित हुन्छन्। यद्यपि, डेड टाइमलाई R3 र R6 मानहरू परिवर्तन गरेर कार्यक्षमतामा डेड टाइमको प्रभाव मूल्याङ्कन गरेर समायोजन गर्न सकिन्छ। मृत समय परिवर्तन गर्दा, शूट-थ्रु अवस्थाबाट बच्न सावधानीपूर्वक डिजाइन लिनु पर्छ। चित्र 2 ले प्रतिरोधक मानहरू र INT र INB संकेतहरू बीचको मृत समयहरू बीचको सम्बन्ध देखाउँछ।

चित्र २. डेड टाइम्स बनाम रेजिस्टर मानहरू

 

थर्मल विचारहरू

उच्च स्विचिङ फ्रिक्वेन्सी र उच्च आउटपुट पावरमा, GaN FETs मा अति तातो हुनबाट बच्न सावधानी अपनाउनु पर्छ। राम्रो थर्मल व्यवस्थापनको लागि, EVAL-LT8418-BZ मा चार मेकानिकल स्पेसरहरू छन् जुन तल्लो तहमा तातो सिङ्क (527-45AB) जोड्न प्रयोग गर्न सकिन्छ। सबै उच्च-प्रो देखिfile कम्पोनेन्टहरू माथिल्लो तहमा राखिन्छन्, तातो सिङ्क सजिलैसँग GaN FETs र LT8418 को सतहको तलको तहमा राखिन्छ। एक थर्मल प्याड र थर्मल स्प्रेडर (4051100100017) राम्रो सम्पर्क सुनिश्चित गर्न, थर्मल अपव्यय सुधार गर्न गर्मी सिंक मुनि सम्मिलित गर्नुपर्छ।

 

मापन विचारहरू

उच्च-साइड गेट भोल्युम नाप्नको लागि Tektronix बाट IsoVu प्रोब जस्ता उच्च-गति भिन्नता जाँच सिफारिस गरिन्छ।tage हेडर TP10 मा। यसमा कम परजीवी तत्वहरू छन्, उच्च आवृत्ति तरंगरूपहरू मापन गर्न उपयुक्त। भोल्युम नाप्नका लागि ग्राउन्ड स्प्रिङ्सको साथ कम परजीवी क्यापेसिटन्स निष्क्रिय प्रोबहरू सिफारिस गरिन्छ।tage अन्य नोडहरूमा। सतह-माउन्ट सकेटहरू (TP1-TP7) सजिलो जाँचको लागि शीर्ष तहमा सुसज्जित छन्।

 

प्रदर्शन

 

सामग्रीको बिल

 

योजनाबद्ध

चित्र 17. EVAL-LT8418-BZ योजनाबद्ध

यसको प्रयोगको लागि एनालग यन्त्रहरू द्वारा ग्रहण गरिएको, न त यसको प्रयोगको परिणाम हुन सक्ने तेस्रो पक्षहरूको प्याटेन्ट वा अन्य अधिकारहरूको कुनै उल्लंघनको लागि। निर्दिष्टीकरणहरू बिना सूचना परिवर्तन गर्न अधीनमा छन्। कुनै पनि इजाजतपत्र, या त व्यक्त वा निहित, कुनै पनि आदि प्याटेन्ट अधिकार, प्रतिलिपि अधिकार, मास्क कार्य अधिकार, वा अन्य कुनै पनि आदि बौद्धिक सम्पत्ति अधिकार अन्तर्गत प्रदान गरिएको छैन, कुनै पनि अधिकारसँग सम्बन्धित उत्पादन, कुनै पनि अधिकारसँग सम्बन्धित यहाँ समावेश जानकारी प्रदान गरिएको छ "जस्तो छ "प्रतिनिधित्व वा वारेन्टी बिना। कुनै जिम्मेवारी वा सेवाहरू प्रयोग गरिँदैन। ट्रेडमार्कहरू र दर्ता गरिएका ट्रेडमार्कहरू तिनीहरूका सम्बन्धित मालिकहरूको सम्पत्ति हुन्।
analog.com

 

यस म्यानुअल बारे थप पढ्नुहोस् र PDF डाउनलोड गर्नुहोस्:

कागजातहरू / स्रोतहरू

ANALOG यन्त्रहरू EVAL-LT8418-BZ 100V हाफ-ब्रिज GaN ड्राइभर स्मार्ट एकीकृत बुटस्ट्र्याप स्विचको साथ [pdf] प्रयोगकर्ता गाइड EVAL-LT8418-BZ 100V Half-Bridge GaN Driver with Smart Integrated Bootstrap Switch, EVAL-LT8418-BZ, 100V हाफ-ब्रिज GaN ड्राइभर स्मार्ट इन्टिग्रेटेड बुटस्ट्र्याप स्विच, स्मार्ट इन्टिग्रेटेड बुटस्ट्र्याप स्विच, बुटस्ट्र्याप स्विच

सन्दर्भहरू

• प्रयोगकर्ता पुस्तिका