兩個相同的功率半導體器件以半橋配置連接,下部 (LO) 器件有三種測試模式,上部 (HI) 器件也有相同的三種測試模式。測量 HI 器件需要適當額定的高壓隔離探頭,高壓隔離電壓相當于直流總線電壓。
- 測試模式1:被測設備處于ON狀態并導通電流,另一設備處于OFF狀態
- 測試模式2:被測設備處于OFF狀態并阻斷電流,另一設備保持OFF狀態
- 測試模式3:被測試設備再次處于開啟狀態并導通電流,另一設備保持關閉狀態
電感器設置為開關位置 1,電路以三種連續模式運行。首先,LO 器件由模擬柵極驅動脈沖驅動為 ON,HI 器件以續流模式運行(左圖)。然后,LO 器件被驅動為 OFF(中圖),電流繼續在電感器中流動(但不會增加)。最后,LO 器件再次被驅動為 ON,反向恢復二極管電流在轉換到 ON 狀態后不久短暫地流過 HI 二極管,在此期間增加到 LO 器件傳導電流(右圖)。在這三種模式下運行期間,測量 LO 器件柵極驅動脈沖和 LO 器件輸出電壓和傳導電流。
將電感器切換至開關位置 2,電路以三種連續模式運行。首先,HI 設備由模擬柵極驅動脈沖驅動為 ON,HI 設備以續流模式運行(左圖)。然后,HI 設備被驅動為 OFF(中圖),電流繼續在電感器中流動(但不會增加)。最后,HI 設備再次被驅動為 ON,在轉換到 ON 狀態后不久,反向恢復二極管電流短暫地流過 LO 二極管,在此期間增加到 HI 設備傳導電流(右圖)。在這三種模式下運行期間,測量 HI 設備柵極驅動脈沖和 HI 設備輸出電壓和傳導電流。
設計和使用功率半導體器件的工程師希望盡量減少開關和傳導操作過程中的損耗,以最大程度地提高效率。工程師必須:
- 1. 準確測量 LO 和 HI 器件上的柵極驅動 (Vgs) 信號上升時間和信號保真度
- 2. 精確測量開關、導通和關斷(阻斷)過程中的設備輸出電壓
- 3. 精確測量漏極電流并計算各種工作模式下的效率
- 4. 準確表征二極管的反向恢復電流,以計算能量和效率損失(對于 MOSFET)
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