两个相同的功率半导体器件以半桥配置连接,下部 (LO) 器件有三种测试模式,上部 (HI) 器件也有相同的三种测试模式。测量 HI 器件需要适当额定的高压隔离探头,高压隔离电压相当于直流总线电压。
- 测试模式1:被测设备处于ON状态并导通电流,另一设备处于OFF状态
- 测试模式2:被测设备处于OFF状态并阻断电流,另一设备保持OFF状态
- 测试模式3:被测试设备再次处于开启状态并导通电流,另一设备保持关闭状态
电感器设置为开关位置 1,电路以三种连续模式运行。首先,LO 器件由模拟栅极驱动脉冲驱动为 ON,HI 器件以续流模式运行(左图)。然后,LO 器件被驱动为 OFF(中图),电流继续在电感器中流动(但不会增加)。最后,LO 器件再次被驱动为 ON,反向恢复二极管电流在转换到 ON 状态后不久短暂地流过 HI 二极管,在此期间增加到 LO 器件传导电流(右图)。在这三种模式下运行期间,测量 LO 器件栅极驱动脉冲和 LO 器件输出电压和传导电流。
将电感器切换至开关位置 2,电路以三种连续模式运行。首先,HI 设备由模拟栅极驱动脉冲驱动为 ON,HI 设备以续流模式运行(左图)。然后,HI 设备被驱动为 OFF(中图),电流继续在电感器中流动(但不会增加)。最后,HI 设备再次被驱动为 ON,在转换到 ON 状态后不久,反向恢复二极管电流短暂地流过 LO 二极管,在此期间增加到 HI 设备传导电流(右图)。在这三种模式下运行期间,测量 HI 设备栅极驱动脉冲和 HI 设备输出电压和传导电流。
设计和使用功率半导体器件的工程师希望尽量减少开关和传导操作过程中的损耗,以最大程度地提高效率。工程师必须:
- 1. 准确测量 LO 和 HI 器件上的栅极驱动 (Vgs) 信号上升时间和信号保真度
- 2. 精确测量开关、导通和关断(阻断)过程中的设备输出电压
- 3. 精确测量漏极电流并计算各种工作模式下的效率
- 4. 准确表征二极管的反向恢复电流,以计算能量和效率损失(对于 MOSFET)
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