GaN 集成電路單片功率級 – EPC2152

出處：維庫電子市場網發(fā)布于：2024-02-19 16:09:34 | 532 次閱讀

　　EPC2152 是一款單片集成單芯片驅動器加 GaN FET 半橋功率級 IC。輸入邏輯接口、電平轉換、自舉充電和柵極驅動緩沖電路以及配置為半橋的 GaN 輸出 FET 均集成在單片芯片內。這種集成形成了芯片級 LGA 外形尺寸，尺寸僅為 3.85 毫米 x 2.59 毫米 x 0.63 毫米。半橋拓撲中的兩個 GaN 輸出 FET 設計為具有相同的 8.5 mΩ 典型 R DS(on)?！　aN FET 與片上柵極驅動緩沖器的集成實際上消除了共源極電感和柵極驅動環(huán)路電感的影響。LGA 引腳排列最大限度地減少了電源環(huán)路電感，有利于內部垂直布局技術。EPC2152 的框圖如圖 2 所示，參考設計 EPC9146 BLDC 逆變器功能框圖如圖 3 所示。

　　圖 2. EPC2152 GaN 集成電路框圖。圖片由 Bodo's Power Systems提供

　　圖 3. EPC9146 BLDC 逆變器功能框圖。圖片由 Bodo's Power Systems提供
　　采用 EPC2152 的 EPC9146 電機驅動參考設計
　　為了展示 EPC2152 集成電路在電機驅動逆變器中的功能，EPC 發(fā)布了 EPC9146 參考設計。它是一款三相無刷 (BLDC) 電機驅動逆變器板，包含三個 EPC2152 單片 ePower 級，最大輸出電流為 15 A pk (10.5 A RMS )。除了單片功率級之外，該板還包含支持完整電機驅動逆變器所需的所有關鍵功能，包括用于內務電源、電壓和溫度感測、相電流感測和保護功能的調節(jié)輔助電源軌。EPC9146 的各種功能塊如圖 3 所示。該參考設計可用于電機相電流為 10 A RMS連續(xù)電流和 15 A電流的所有應用。有效值高電流在有限時間內運行。
　　GaN IC 功率級芯片組 – EPC23101 與 EPC2302 組合
　　沿著進一步集成和提高功率密度的道路，EPC 于 2021 年推出了一款芯片組，該芯片組結合了 EPC23101（具有單片集成半橋柵極驅動器的高側 GaN）和 EPC2302 GaN FET，如圖 4 所示。
　　EPC23101 是一款額定電壓為 100 V 的單片組件，集成了輸入邏輯接口、電平轉換、自舉充電和柵極驅動緩沖電路，以及高側 2.6 mΩ 典型 R DS(on) GaN 輸出 FET。EPC2302 是 100 V 配套低側、1.4 mΩ 典型 R DS(on) GaN FET。在硬開關轉換期間，通過選擇調諧電阻器 R BOOT和 R DRV，可以將過壓尖峰控制在軌以上 +10V 以下和地以下 –10V 以下?！　PC23101 IC 僅需要外部 5 V (V DRV ) 電源。內部低側和高側電源V DD和V BOOT是通過串聯(lián)開關和同步自舉開關從外部電源生成的。通過將 EN 引腳連接到 V DRV可以禁用內部電路以降低靜態(tài)功耗。FET 柵極驅動電壓源自內部低側和高側電源。全柵極驅動電壓僅在 HS IN和 LS IN PWM 輸入運行幾個周期后可用。與 EPC2152 相比，EPC23101 與 EPC2302 的結合使設計人員能夠制作更高電流的逆變器。