EPC9088

EPC9088是一款高效的差分模式E类放大器开发板，可工作至10 MHz。该开发板的目的是简化使用eGaN® IC的E类放大器技术的评估过程，使工程师能够轻松地将所有关键的E类组件安装在一块单板上，并可轻松连接到现有系统中。

此开发板也可用于使用低端开关的应用，例如（但不限于）推挽式转换器和电流模式D类放大器。

放大器板采用额定电压为150 V的EPC2115 eGaN IC，这是一款集成栅极驱动器的eGaN FET。放大器设置为差分模式工作，也可重新配置为单端模式工作。集成的栅极驱动器允许5 V逻辑信号驱动功率FET。EPC9088板配备了一个逻辑电源稳压器，允许逻辑电路和栅极驱动器由7.5 V至12 V电源供电。

如需了解EPC2115 eGaN IC的更多信息，请参考EPC公司网站www.epc-co.com上提供的数据手册。数据手册应与本快速入门指南配合阅读。

放大器板：图1展示了单端E类放大器的原理图以及理想工作波形，其中放大器连接到调谐负载，如高谐振无线功率线圈。由于特定的设计要求（如负载电阻和工作频率），放大器尚未进行配置。本指南给出了特定E类放大器支持组件的设计方程，然后可以计算适用于RF放大器应用的具体值。

图2展示了差分模式E类放大器EPC9088演示板的电源电路原理图。在这种模式下，输出连接在Out 1和Out 2之间。使用占空比为50%、信号幅度为0 V - 5 V的方波外部振荡器来控制该开发板。仅建议熟悉E类放大器操作并需要额外提高效率的高级用户进行占空比调制。

EPC9088还配备了一个5 V稳压器，为eGaN IC的逻辑电路和栅极驱动器供电。在R90位置添加一个零欧姆电阻，可使EPC9088使用单电源供电；然而，在这种配置下，工作电压限制在7 V至12 V之间。

通过将使能输入驱动或拉低，可以禁用E类放大器的操作，这将禁用来自两个FET输入的振荡器信号。开发板的默认配置是使用一个10 kΩ上拉电阻在内部启用。

单端模式操作：虽然默认配置为差分模式，但演示板可以重新配置为单端模式操作，只需将负载仅连接在Out 1和GND之间，或仅连接在Out 2和GND之间（详情见图2和图5）。需要注意的是，在差分模式下，两个FET始终处于工作状态，因此未使用的输出必须通过移除相应的扼流电感来禁用。

E类放大器的工作限制：负载电阻变化对E类放大器性能的影响显著，必须仔细分析以选择最佳设计电阻。

图3展示了负载电阻（RLoad - ZLoad的实部）变化对E类放大器操作的影响。当E类放大器在负载电阻（RLoad - ZLoad的实部）低于设计值的情况下工作时（见图3左侧的波形），负载往往会过快地从放大器吸取电流。为了补偿这种情况，需要提高放大器的电源电压以产生所需的输出功率。能量充电周期的缩短会导致开关器件承受的电压显著增加。这样做是为了捕获足够的能量，并导致器件体二极管在器件关断期间的剩余时间内导通。这一时期的特点是，随着负载电阻（RLoad）的减小，器件损耗呈线性增加。

E类放大器设计：对于这款放大器，仅需要专门设计三个组件：1) 额外的电感（Le）；2) 并联电容（Csh）；3) 选择合适的开关器件。射频扼流圈（LRFck）的值不太关键，因此可以选择或设计。

E类放大器的设计方程由N. Sokal推导得出。为了简化这些方程，[1]中QL的值设为无穷大，在该开发板频率能力范围内的大多数应用中，这是一个合理的近似值。设计需要有一个特定的负载电阻（RLoad）值和所需的负载功率（PLoad），以此开始设计，然后确定其他组件的值，包括电源电压的大小。E类放大器无源组件设计从图1所示的负载阻抗值（ZLoad）开始。