氮化镓场效应晶体管与硅功率器件比拼 之 包络跟踪

图3：修改后的EPC9006和EPC9002开发板实验装置图。

本文所载的是从标准PC9002或EPC9006开发板出发所得出的结果。选择这些开发板是因为100V器件性能及易于使用，并基于它们相对的晶片 大小选择相应的工作频率。为了改善标准开发板的热性能表现，在氮化镓场效率管上增加一个面积为15平方毫米、高为9.5毫米的翅片式散热器。散热器数据手 册记载的热阻值在200 LFM时，约为12 ℃/W。在散热器超过一半面积上使用GapPad GP 1500 （60mil厚），将散热器固定到电路板上，而覆盖氮化镓场效应管的面积部分则使用两层Sarcon 30x-m进行填充。将散热器位置调整到刚好覆盖氮化镓场效应管，以方便使用热红外（IR）相机测量与器件直接相邻的PCB温度。然后利用覆盖有粘性铜带的绝缘聚酰亚胺层，将输出电感和输出电容放置在各个相关开发板的底部，形成输出连接。为gating信号提供使用HP8012B脉冲发生器的开环。接着增 加有源负载，然后在零至满载范围内进行扫描。效率可以使用开发板上的Kelvin检测点和输出电容端的附加Kelvin点进行测量。在每个测量点调整输入 电压和占空比。

电感损耗

两个转换器的效率结果如图5所示，这包括两个案例中约为100 mW的驱动器损耗。EPC9002 开发板的初始热性能结果显示PCB过热，这是由于所选输出电感器的损耗进入了PCB导致的。因此，可通过提高电感器与电路板的距离来降低电路板的温度。满载时的峰值电感温度可达90℃。可以通过计算满载功率损失、PCB温度和估计元件损耗来估计结温和热功率流。热性能图像和等效热网络图见图7、图8。

图4：实验板展示，标准及修改后的EPC9002/6开发板。

图5：EPC9006及EPC9002演示板工作在输入电压为45V，输出电压为22V时的结果。