圖3:修改后的EPC9006和EPC9002開發板實驗裝置圖。
本文所載的是從標準PC9002或EPC9006開發板出發所得出的結果。選擇這些開發板是因為100V器件性能及易于使用,并基于它們相對的晶片 大小選擇相應的工作頻率。為了改善標準開發板的熱性能表現,在氮化鎵場效率管上增加一個面積為15平方毫米、高為9.5毫米的翅片式散熱器。散熱器數據手 冊記載的熱阻值在200 LFM時,約為12 ℃/W。在散熱器超過一半面積上使用GapPad GP 1500 (60mil厚),將散熱器固定到電路板上,而覆蓋氮化鎵場效應管的面積部分則使用兩層Sarcon 30x-m進行填充。將散熱器位置調整到剛好覆蓋氮化鎵場效應管,以方便使用熱紅外(IR)相機測量與器件直接相鄰的PCB溫度。然后利用覆蓋有粘性銅帶的絕緣聚酰亞胺層,將輸出電感和輸出電容放置在各個相關開發板的底部,形成輸出連接。為gating信號提供使用HP8012B脈沖發生器的開環。接著增 加有源負載,然后在零至滿載范圍內進行掃描。效率可以使用開發板上的Kelvin檢測點和輸出電容端的附加Kelvin點進行測量。在每個測量點調整輸入 電壓和占空比。
電感損耗
兩個轉換器的效率結果如圖5所示,這包括兩個案例中約為100 mW的驅動器損耗。EPC9002 開發板的初始熱性能結果顯示PCB過熱,這是由于所選輸出電感器的損耗進入了PCB導致的。因此,可通過提高電感器與電路板的距離來降低電路板的溫度。滿載時的峰值電感溫度可達90℃。可以通過計算滿載功率損失、PCB溫度和估計元件損耗來估計結溫和熱功率流。熱性能圖像和等效熱網絡圖見圖7、圖8。
圖4:實驗板展示,標準及修改后的EPC9002/6開發板。
圖5:EPC9006及EPC9002演示板工作在輸入電壓為45V,輸出電壓為22V時的結果。