用於矽、碳化矽和氮化鎵MOSFET和IGBT的雙脈衝測試

雙脈衝測試 雙脈衝測試
測試自動化 測試自動化
60V GaN 設計 60V GaN 設計
650V GaN 設計 650V GaN 設計
1000V+ 碳化矽設計 1000V+ 碳化矽設計
資源資源
高壓光學探針測試 GaN FET 並測量閘極驅動訊號和高壓輸出

MOSFET 和 IGBT 測試最可靠

泰萊克萊 (Teledyne LeCroy) 為測試各種功率元件提供最大的信心——從低壓 (60 V) GaN 功率 MOSFET 到用於 500 V 應用的任何類型的 GaN 電晶體(FET 或 HEMT),再到常用於 1000 V(或更高)電壓的 Si 和 SiC MOSF 以及 IGBT。

  • 用於安全、準確高壓測試的光學隔離探頭
  • 高 CMRR、60 V 共模、80 V 動態範圍探頭
  • 高精度測量 12-bit 分辨率,8 通道示波器
  • 簡化的自動化雙脈衝測試和功率分析軟體

雙脈衝測試完成功率轉換系統測試

無論是測試 GaN 和 SiC MOSFET,或是測試雙脈衝測試電路中的 MOSFET、測量逆變器子電路中的開關性能,亦或是測試整個系統的運作情況,Teledyne LeCroy 都能為您提供所需的解決方案。

氮化鎵GaN MOSFET電氣原理圖符號

GaN 和 SiC 雙脈衝測試

對您的GaN和SiC MOSFET功率半導體進行雙脈衝測試
  • 具有出色 CMRR 和高精度的高壓光學隔離探頭
  • 60 V 共模探頭具有高精度和訊號保真度、最低雜訊和高 CMRR
  • 12-bit 高解析度示波器可在快速 GaN 和 SiC 上升時間下提供精確測量和低噪音
:氮化鎵GaN MOSFET逆變器分段簡單原理圖

逆變器分段驗證

捕捉、測量和驗證逆變器分段 GaN 和 SiC 開關性能和時序
  • 將 GaN 和 SiC 閘極驅動訊號與元件輸出開關相關聯
  • 最廣泛的高壓探頭,從經濟高效到卓越性能,均具有一流的 CMRR。
  • 數千個開關週期內死區時間與時間的簡化測量與繪圖。
採用SiC MOSFET的三相級聯H橋,搭配輸出變壓器濾波

電源轉換系統測試

完整的基於 GaN 和 SiC 的系統性能測試,從輸入到輸出。
  • 擷取全方位訊號並將控制活動與電源轉換系統行為相關聯。
  • 適用於交流輸入、高壓輸出、閘極驅動和設備輸出開關訊號的各種高壓探頭。
  • 專用功率分析應用軟體

MOSFET 和 IGBT 的雙脈衝測試程序

雙脈衝測試程序用於評估功率半導體裝置的電路內動態特性。雙脈衝測試利用閘極驅動訊號對被測元件 (DUT) 施加壓力,測量裝置導通/關斷期間的能量損耗,以及二極體的反向恢復特性。

採用 MOSFET 功率半導體的雙脈衝測試程式電路
用於 MOSFET 功率半導體低側測試的雙脈衝測試程式電路
用於 MOSFET 功率半導體高側測試的雙脈衝測試程式電路
雙脈衝測試顯示 GaN MOSFET 輸出電壓 (Vds)、汲極電流 (Id) 和閘極驅動電壓 (Vgs)
雙脈衝測試裝置,配備光學隔離探頭、高壓差分探頭、電流探頭、AFG、電源和示波器,用於測試 GaN MOSFET

兩個相同的功率半導體裝置以半橋配置連接。下部裝置 (LO) 和上部裝置 (HI) 均有三種測試模式。測量 HI 裝置需要使用額定值適當的高壓隔離探頭,其高壓隔離性能應與直流母線電壓相當。

  • 測試模式 1:被測設備處於開啟狀態並導通電流,另一設備處於關閉狀態。
  • 測試模式 2:被測設備處於關閉狀態並阻斷電流,另一設備保持關閉狀態。
  • 測試模式 3:被測設備再次處於開啟狀態並導通電流,另一設備保持關閉狀態。

電感器設定為開關位置 1,電路依序以三種模式運作。首先,透過模擬閘極驅動脈衝使本振 (LO) 元件導通,高增益 (HI) 元件處於續流模式(左圖)。然後,LO 裝置被關斷(中圖),電感器中電流繼續流動(但不再增加)。最後,LO 元件再次導通,反向恢復二極體電流在導通狀態轉換後短暫流過 HI 二極體,在此期間疊加到 LO 元件的導通電流上(右圖)。在所有三種模式下,均測量 LO 元件的閘極驅動脈衝、輸出電壓和導通電流。

    將電感器切換至開關位置 2,電路依序運轉三種模式。首先,透過模擬閘極驅動脈衝使高電平元件導通,此時高電平元件處於續流模式(左圖)。然後,將高電平元件關斷(中圖),電感器中電流會繼續流動(但不再增加)。最後,再次導通高電平元件,反向恢復二極體電流在導通狀態轉換後短暫流過低電平二極體,在此期間,電流會疊加到高電平元件的導通電流上(右圖)。在所有三種模式下,均測量高電平元件的閘極驅動脈衝、輸出電壓和導通電流。

      設計和使用功率半導體裝置的工程師希望最大限度地減少開關和導通操作期間的損耗,從而最大限度地提高效率。工程師必須:

      • 1. 精確測量低電平 (LO) 和高電平 (HI) 裝置的閘極驅動 (Vgs) 訊號上升時間和訊號保真度/形狀 (Vds)
      • 2. 精確測量元件在開關、導通和關斷(阻斷)狀態下的輸出電壓
      • 3. 精確測量汲極電流並計算各種工作模式下的效率
      • 4. 精確表徵二極體的反向恢復電流,以計算能量和效率損失(對於 MOSFET)。

      泰萊克羅伊公司擁有獨特的優勢,能夠提供最高精度的示波器和探頭(以及配套的硬體和軟體),實現最準確、最精確的裝置特性分析。

      • 12-bit 高解析度示波器 (HDO®),增益精度達 0.5%,全頻寬雜訊極低。
      • 具有優異共模抑制比、高精度校準性能的光電隔離電壓探頭
      • 針對 60 V GaN、500 V GaN 和 1000+ V SiC 測試需求量身訂製的探針
      • 配套電源、訊號產生器(AWG/AFG)、測量軟體和測試自動化軟體

      實現雙脈搏測試的完全自動化

      泰萊克克羅公司的DPT-AUTOMATION軟體以最實惠的價格提供最全面的雙脈衝測試自動化功能。

      • 實現完全自動化控制,以達到最高效的測試效果
      • 使用者可配置性最高的雙脈衝測試自動化
      • 可與您的測試電路搭配使用
      • 無需工廠介入,即可輕鬆更換新的測試板、設備和電路元件。
      • 利用現有的泰萊克克萊克羅伊支持的示波器和其他設備
      示波器電流探頭視頻

      60 V GaN MOSFET 設計測試

      典型的差分探頭工作時的差分和共模額定值最大約為 24 V(有時高達 42 V)。高壓差分探頭沒有足夠的頻寬,在較低電壓下可能沒有足夠的精度,且尖端電容可能太大。光隔離高壓探頭價格昂貴,並且具有不必要的隔離性能。需要優化的探頭 - Teledyne LeCroy 擁有它們。

      60 V GaN 設計測試挑戰與需求

      60 V GaN 設計必須具有高效率才能最大限度地延長電池壽命。為了最大限度地提高效率,60 V GaN MOSFET 使用快至 1 ns 的上升時間。需要低成本、高性能的探頭來測量所有訊號—閘極驅動、裝置輸出、直流電壓和系統輸出。

      • 高頻寬 (1 GHz),用於測量 1 ns 上升時間
      • 可以靈活地使用一個最佳化的探頭進行每個線上測量(閘極驅動、直流連結、設備輸出、系統輸出)
      • 忠實的訊號捕獲,具有良好的抗干擾性和低附加過衝
      • 低雜訊、高通道數訊號擷取

      每次在線 60 V GaN 測量都使用一個優化的探頭

      對於60V設計中較低的dV/dT和共模幹擾,光學探頭價格過高和/或性能過強。高壓差分探頭也未針對此應用進行效能最佳化。只有一款差分探頭-泰科電子(Teledyne LeCroy)DL-HCM系列-針對60V GaN偵測進行了最佳化。

      • 60 V 共模額定電壓,80 V 差分電壓額定值
      • 使用高達 1 GHz 的系統頻寬測量 1 ns 上升時間(使用 1 GHz 示波器)
      • 尺寸小且具有多種尖端和引線,方便操作

      閘極驅動和裝置輸出訊號的忠實再現

      DL-HCM 系列探頭具有高精度,能夠忠實地測量高速閘極驅動和裝置輸出訊號。

      • 由於低可切換衰減,附加噪音低
      • 最忠實的訊號再現,具有 0.5% 增益精度、0.1 dB 低頻平坦度、80 dB CMRR 和低附加過衝
      • 閘極驅動測量具有 8.9 Vmax 或 20 Vmax 動態範圍和低輸入負載 (200 kΩ // 0.6 pF)
      • 具有 80 V 最大動態範圍的設備輸出測量

      具有雙重用途,還可測量直流鏈路和系統輸出訊號

      測量每個電路內訊號,無論它位於電路中的哪個位置,並具有針對更高電壓的可切換衰減。

      • 使用最小 1.6 Vp-p 測量範圍和僅 3.25 mVRMS 附加雜訊進行直流鏈路紋波測量
      • 具有 80 Vp-p 差分能力的系統輸出測量(線參考或線-線)
      • 60 V 共模額定值

      用於較低頻寬測量的低成本高壓差分探頭(HVD 系列)

      系統輸出測量通常不需要高頻寬,但仍需要高精度、低雜訊和良好的抗雜訊(高探頭 CMRR)。如果探頭定價是一個挑戰,HVD 系列探頭可以平衡某些 GaN 系統測量的價格和性能。

      • 使用 400 MHz 頻寬模型進行設備輸出測量
      • 120 MHz 至 400 MHz 型號的系統輸出測量
      • 性價比極高 — 低噪聲,65 MHz 時 CMRR 為 1 dB(比競爭探頭高 30 dB 或更好)
      • 1% 增益精度(比同類探頭好兩倍)
      • 共模額定電壓為 1 kV、2 kV 或 6 kV

      HVD系列高壓差分探頭產品線圖

      在全頻寬下使用高示波器解析度捕捉每個細節

      Teledyne LeCroy 高清示波器 (HDO®) 在示波器的全頻寬額定值下始終提供 12 位元解析度。一旦您使用 Teledyne LeCroy HDO,您將永遠不想再使用其他示波器。

      • 無需權衡解析度、取樣率或頻寬
      • 乾淨、清晰的波形
      • 更多信號細節
      • 無與倫比的測量精度


        更強大的逆變器分段與系統測試能力

        Teledyne LeCroy 示波器和軟體應用程式套件可對半橋、全橋和級聯 H 橋逆變器分段和系統進行更快、更完整的調試。


          電鑽VFD輸出、直流電池、機械訊號及功率計算表

          650 V GaN MOSFET 設計測試

          快速上升時間與高開關電壓結合使得難以進行無幹擾測量。訊號擷取需要有信心,以確保測量的訊號準確地描繪電路中的訊號。

          650 V GaN 設計測試挑戰與需求

          在 650 Vdc 設計中實現的 500 V GaN MOSFET 的高 dV/dt 和電壓額定值需要專門的光學探頭、高品質高壓差分探頭以及高解析度、低雜訊示波器。

          • 具有最佳 CMRR 額定值和隔離度的探頭,可最大程度地免受高 dV/dt 電路內乾擾的影響
          • 優化的 1000 V 範圍可捕捉 500 V 輸出開關以及意外的過衝和瞬態
          • 忠實、無幹擾地再現訊號形狀,具有低附加雜訊和過衝
          • 能夠同時捕捉許多訊號並評估時序、功率和其他性能

          使用光學探頭 (HV) 進行 GaN FET 輸出測量

          光學隔離以最快的 dV/dt 提供最佳的抗噪能力,同時還提供安全操作、高訊號保真度以及與緊湊型 GaN 設計中電路內訊號的最簡單連接。

          • 用於裝置輸出測量的高 dV/dt 能力(使用 1840 GHz 頻寬為 1 V/ns / 435 ps 上升時間 DL10-ISO 光學探頭,帶 1000 V 尖端)
          • 卓越的抗噪能力,CMRR 額定值為 160 dB
          • 使用精密增益校準達到最佳增益精度 (1.5%),漂移低
          • 最忠實的訊號再現,低附加過衝
          • 非常靈活的尖端可以輕鬆連接到緊湊型 GaN 設計中的訊號

          使用光學探頭 (HV) 進行 GaN 閘極驅動訊號測量

          光學隔離以最快的 dV/dt 提供最佳的抗噪能力,同時還提供安全操作、高訊號保真度以及與緊湊型 GaN 設計中電路內訊號的最簡單連接。

          • 具有高阻抗、低電容尖端的極低訊號負載(1 MΩ // 2.1 pF 典型值)
          • 435 ps 上升時間(1 GHz 頻寬 DL10-ISO 光學探頭連接到 1 GHz 示波器)
          • MMCX 連接性和非常靈活的尖端使得在緊湊型 GaN 設計中輕鬆連接到 GaN 閘極驅動訊號
          • 卓越的抗噪性 (160 dB CMRR) 和增益精度 (1.5%),且過衝低

          使用 HV 光學探頭測量 GaN 閘極驅動訊號

          使用高壓差分探頭進行直流鏈路和系統輸出測量

          HVD3000A 系列差分探頭可在較寬的頻率範圍內提供高 CMRR,從而簡化嘈雜的高共模電力電子環境中的測量挑戰。此探頭的設計易於使用,可實現安全、精確的高壓浮動測量。

          • 1 kV 或 2 kV 額定型號,頻寬為 120 MHz 至 400 MHz
          • 65 MHz 時 1 dB CMRR – 比競爭探頭好 50 倍
          • 增益精度為 1%,附加雜訊和過衝最低
          • 用於直流鏈路紋波測量的高偏移能力和交流耦合

          在全頻寬下使用高示波器解析度捕捉每個細節

          Teledyne LeCroy 高清示波器 (HDO®) 在示波器的全頻寬額定值下始終提供 12 位元解析度。一旦您使用 Teledyne LeCroy HDO,您將永遠不想再使用其他示波器。

          • 無需權衡解析度、取樣率或頻寬
          • 乾淨、清晰的波形
          • 更多信號細節
          • 無與倫比的測量精度

          更強大的逆變器分段與系統測試能力

          Teledyne LeCroy 示波器和軟體應用程式套件可對半橋、全橋和級聯 H 橋逆變器分段和系統進行更快、更完整的調試。

          • 8 通道示波器(16 通道使用 OscilloSYNC) 提供一次查看所有切換事件的功能
          • 強大、深入的工具箱,具有許多自動計時和其他測量功能
          • 特定於應用的電源包可以輕鬆地將控制事件與電源事件甚至單一設備開關週期關聯起來

          1000V(及更高)SiC MOSFET設計測試

          碳化矽MOSFET元件通常用於更高的開關電壓和電流,並且與傳統的矽元件有許多共同的特性。碳化矽元件越來越多地應用於800V牽引逆變器以及下一代電力輸配電系統功率轉換設計。

          SiC MOSFET 設計測試挑戰與需求

          額定電壓分別為 1200 V、1700 V 和 3300 V 的 SiC MOSFET 被應用於級聯 H 橋和多電平級聯 H 橋設計中,以實現高功率等級下的高工作電壓。測量這些設計中存在的各種訊號需要高性能、高可靠性的探頭。

          • 需要高性能測量和 1500 V 安全探頭的 1500 Vdc 系統。
          • 探頭可以測量從低壓閘極驅動訊號到極高電壓(5 kV 級或更高)系統輸出的一切
          • 高性能訊號擷取,可無幹擾地再現訊號形狀、低附加雜訊和過衝
          • 能夠同時捕捉許多訊號並評估時序、功率和其他性能

          用於 SiC 閘極驅動和裝置輸出訊號的光學探頭 (HV)

          光學隔離以最快的 dV/dt 提供最佳的抗噪能力,同時還提供安全操作、高訊號保真度以及與 SiC 設計中電路內訊號的方頭連接

          • 350 MHz 頻寬(1.1 ns 上升時間)和 160 dB CMRR 額定值,可達到最佳抗噪性
          • 具有精確增益校準和低漂移的最高準確度 (1.5%)
          • 可互換的尖端,可測量閘極驅動訊號和裝置輸出訊號
          • 與 SiC 訊號的方頭連接和非常靈活的尖端使得在 SiC 設計中輕鬆連接到訊號

          帶有尖端的高壓光學探頭,用於 1000V 測量

          適用於 6 kV 級設備的最高性能 5 kV 共模高壓差分探頭 (HVD3605A)

          Teledyne LeCroy HVD3605A 高壓差分探頭是唯一值得考慮用於 >1500 V SiC 測量的高壓差分探頭,並將卓越的抗噪性與高性能結合在一起。

          • 6000 VRMS 共模安全等級
          • 具有獨特的抗噪音能力,在最高電壓範圍內 50 MHz 時具有 1 dB CMRR – 沒有任何同類探頭可以與之相媲美。
          • 唯一允許探測高達 4160V 設備額定值的交流線路、直流鏈路和系統輸出電壓的探頭
          • 業界最佳的偏置能力 (6000 V)
          • 1% 增益精度

          符合 IEC/EN 1500-61010:031 標準的 2015 V 共模安全級高壓差分探頭

          公用事業併網太陽能光電 (PV) 逆變器、不間斷電源 (UPS) 和焊接系統通常使用 1500 Vdc 匯流排,以最大限度地降低系統成本。 Teledyne LeCroy 的 HVD3206A 或 HVD3220 非常適合此應用。

          • 1500 VDC (CAT III) 和 2000 V(DC+峰值交流)(CAT I) 安全等級 – 業界獨一無二
          • 低衰減 (500x),額定差分電壓為 2000 V
          • 120 MHz 或 400 MHz 頻寬額定值
          • 65 MHz 時 1 dB CMRR(比同類 50 kV 額定探頭好 1 倍)
          • 1% 增益精度

          在全頻寬下以高解析度捕捉每個細節

          Teledyne LeCroy 高清示波器 (HDO®) 在示波器的全頻寬額定值下始終提供 12 位元解析度。一旦您使用 Teledyne LeCroy HDO,您將永遠不想再使用其他示波器。

          • 無需權衡解析度、取樣率或頻寬
          • 乾淨、清晰的波形
          • 更多信號細節
          • 無與倫比的測量精度

          動態工作條件下的 480 Vac 馬達驅動輸出,右側電壓和電流放大,前景為 200 MHz 至 8 GHz 的 Teledyne LeCroy 高清示波器 (HDO) 產品線

          更強大的逆變器分段與系統測試能力

          Teledyne LeCroy 示波器和軟體應用程式套件可對級聯 H 橋和多級級聯 H 橋逆變器分段和系統提供更快、更完整的調試。

          • 8 通道示波器(使用 OscilloSYNC 的 16 通道)能夠一次查看所有開關事件
          • 強大、深入的工具箱,具有許多自動計時和其他測量功能
          • 特定於應用的電源包可以輕鬆地將控制事件與電源事件甚至單一設備開關週期關聯起來

          mda8000hd 16 通道示波器

          使用我們的高壓探頭選擇指南

          探索我們的電力電子探頭登陸頁面 請使用我們的高壓探頭選用指南,根據您的額定電壓、應用和半導體裝置材料來確定最佳的高壓探頭。更多資源如下圖所示。
          • 第一部分-如何選擇正確的高壓探頭
          • 第二部分-重點介紹基本規格和性能差異
          • 第三部分-專用光學探頭和60V共模探頭
          高壓探頭選擇表結果範例

          資源

          名稱
          比較高解析度示波器設計方法

          本白皮書概述了各種高解析度設計方法,並舉例說明了它們對示波器性能的影響。

          下載白皮書

          如何在 5 分鐘內選擇最佳的高壓示波器探頭

          需要選擇高壓示波器探頭?面對琳瑯滿目的選擇感到困惑?泰科電子(Teledyne LeCroy)提供高壓探頭選擇指南,這是一款線上工具,可幫助您做出明智的選擇。以下是需要考慮的基本要點。

          閱讀應用說明

          雙脈衝測試推薦設備清單

          建議使用 Teledyne LeCroy 測試設備對 60 V GaN、650 V GaN/SiC 和 1000 V(或更高)SiC 進行雙脈衝測試,並附有 URL 連結。

          規格書
          高壓光纖隔離 (HVFO) 探頭 – 卓越的效能
          電流探棒
          用於 GaN MOSFET 和 SiC IGBT 的 DL-ISO 探針
          探頭比較:用於 GaN/SiC 測量的 Teledyne LeCroy DL-ISO 與 Tek IsoVu
          探頭比較設定詳細資訊:Teledyne LeCroy DL-ISO 與 Tektronix IsoVu
          全雙脈衝測試 (DPT) 自動化

          加入泰科電子,參加以應用為重點的實用課程,課程中將有 GaN MOSFET 的現場演示。

          本次網路研討會將指導參與者如何安全地進行雙脈衝測試,並捕捉和表徵 GaN 或 SiC 功率半導體裝置的動態響應。

          在示波器咖啡時間網路研討會系列的第二部分中,我們將講解如何透過校正偏斜來消除時序誤差。探頭和/或通道之間的傳播延遲差異可能會影響時序測量的精確度。我們將介紹一些最大限度減少這些誤差的方法。

          電力電子設計本身就存在測量上的挑戰。正確選擇和使用探頭對於操作人員、設備和被測器件 (DUT) 的安全至關重要,同時也對測量精度有顯著的影響。

          本次網路研討會將介紹 48V 電源轉換系統的驗證和調試的新產品、最佳實踐和測量技術。

          選擇與使用桌上型電源:購買桌上型電源時需要考慮的因素:線性電源與開關電源、總功率、輸出數量、可編程等。使用桌上型電源:了解充分利用桌上型電源的技巧和竅門:並聯和串聯輸出配置、4 線連接、在單一被測設備 (DUT) 上使用多個電源等。

          比較高解析度示波器設計方法

          市場上出現了頻寬為 1 GHz 或更高、號稱具有 10 位元解析度的高解析度示波器, 12-bit 甚至(令人驚訝的是!)16 位元解析度。示波器製造商採用各種設計方法來提高分辨率,但其中一些方法會帶來其他性能上的妥協。歡迎參加泰科電子(Teledyne LeCroy)舉辦的兩期網路研討會,深入了解各廠商的說法。

          註冊所有

          示波器製造商採用多種設計方法來提高分辨率,但其中一些方法會帶來其他性能上的妥協。歡迎參加由 Ken Johnson 主講的兩部分網路研討會,深入了解各廠商的說法。

          示波器製造商採用多種設計方法來提高分辨率,但其中一些方法會帶來其他性能上的妥協。歡迎參加由 Ken Johnson 主講的兩部分網路研討會,深入了解各廠商的說法。

          三相電源供應器和電機大師網路研討會系列

          加入 Teledyne LeCroy 的學習實驗室系列課程,學習如何使用 8 通道高解析度示波器或馬達驅動分析儀測量高功率三相馬達逆變器和驅動系統。

          註冊所有

          在我們的三相電力和電機大師網路研討會系列的第一部分中,我們介紹了測量閘極驅動訊號和裝置輸出死區時間的技術,以確保達到裕量。

          在我們的三相電力和電機大師網路研討會系列的第二部分中,我們介紹了靜態功率分析和動態功率分析之間的區別,以及如何針對每種分析優化設定和測量。

          在我們的三相電力和電機大師網路研討會系列的第三部分中,我們回顧了使用計算出的每週期功率波形來驗證和調試控制系統運行以控制功率段行為的範例。

          在我們的三相電力和電機大師網路研討會系列的第 4 部分中,我們回顧了在相當於設備開關時間的功率週期內計算功率的範例。

          在我們的三相電力和馬達大師網路研討會系列的第 5 部分中,我們示範如何對交流線路(50 或 60 Hz)輸入和可變頻率輸出的可變頻率波形進行總諧波失真 (THD) 和諧波分析。

          在我們的三相電力和電機大師網路研討會系列的第 6 部分中,我們將重點介紹如何使用電機驅動分析儀 (MDA) 透過各種模擬、數位和串行數據感測器來測量電機機械軸的速度、扭矩和角度。

          如何對 GaN MOSFET 或 SiC IGBT 進行雙脈衝測試?

          此鏈接 萬維網。teledynelecroy.com/wide-bandgap#雙脈衝測試 包含完整細節。簡而言之,通常使用半橋電路,並在半橋中點連接一個可切換電感。向低側或高側裝置施加模擬閘極驅動脈衝,並使用適當的隔離探頭和示波器進行各種測量。

          為什麼在浮地測量中要使用高壓光學探頭?

          單端探頭的接地端有效地連接了示波器接地和被測器件 (DUT) 的參考地。如果 DUT 的參考地無法與示波器接地(大地)連接,那麼在 DUT 參考地懸空於大地之上的功率轉換系統中進行任何測量時,都需要使用隔離式探頭。光隔離探頭雖然成本較高,但性能更優,尤其是在較高的浮動電壓和較高的開關電壓下,此時電磁幹擾 (EMI) 會更嚴重地干擾傳統(共模抑制比較低)電隔離探頭的性能。

          Teledyne LeCroy DL-ISO 和 HVFO 光學探頭 HV 有什麼不同?

          泰科電子 (Teledyne LeCroy) DL-ISO 是一款新型高頻寬探頭,針對小訊號(例如閘極驅動)測量和高電壓(裝置輸出)測量均進行了最佳化。 DL-ISO 非常適合 GaN 和 SiC 裝置。泰科電子 HVFO 的頻寬較低(與矽和碳化矽的上升時間一致),僅針對小訊號測量進行了最佳化,但價格遠低於 DL-ISO。此連結 https://www.teledynelecroy.com/probes/high-voltage-optically-isolated-probes 有一個簡短的比較。

          泰克IsoVu與泰科力DL-ISO光隔離探頭相比如何?

          兩款探頭的拓樸結構相似。 Tek IsoVu 探頭的探頭頻寬為 1 GHz,但探頭+示波器組合頻寬小於 1 GHz(與 1 GHz 示波器配合使用時);而 Teledyne LeCroy DL-ISO 探頭與 1 GHz 示波器配合使用時,其探頭+示波器組合頻寬為示波器組合帶寬為 1 GHz。因此,IsoVu 光隔離探頭在連接示波器時通常上升時間較慢,而 Teledyne LeCroy DL-ISO 在探頭+示波器組合中始終具有完整的額定頻寬(上升時間為 435 ps)。 Tek IsoVu 隔離探頭的引線比 Teledyne LeCroy DL-ISO 更硬、更不靈活,這在探測緊湊電路時是一個缺點。 Teledyne LeCroy DL-ISO 具有更低的雜訊、更高的精度和更忠實的訊號還原能力。然而,Tek IsoVu 得益於第二代設計,其探針尺寸更小。 觀看影片比較:DL-ISO 與 IsoVu 在 GaN/SiC 測量中的應用 閲讀更多的細節。

          用於測量氮化鎵柵極驅動訊號的探針需要具備哪些特性?

          GaN閘極驅動訊號具有極快的上升時間和極低的幅度,並且對探頭負載非常敏感。因此需要高頻寬(通常為1 GHz,探頭+示波器組合)。低探頭衰減有利於最大限度地降低噪音並提高訊號保真度。高共模抑制比(CMRR)對於有效抑制電路中其他開關事件產生的輻射干擾至關重要。

          用於測量SiC閘極驅動訊號的探針需要具備哪些特性?

          碳化矽(SiC)閘極驅動訊號的響應速度比氮化鎵(GaN)慢,350 MHz頻寬足以對這些訊號進行充分錶徵。 SiC常用於800-900 V的開關應用(例如,最新一代電動車推進馬達驅動),可能需要測量範圍大於1000 V的探頭來測量訊號及其預期的過衝。除此之外,所需的探頭特性與GaN基本相同。

          為什麼 48-60V MOSFET 測試需要專用探頭?

          在 48 至 60V 的應用中,振幅略高於傳統差分探頭的共模和差分電壓額定值,但遠低於高壓差分探頭的共模和差分電壓額定值。額定共模電壓為 1000V 的高壓差分探頭通常帶有可切換的衰減器(例如,最大差分電壓約為 200V 時使用 50 倍衰減,最大差分電壓約為 2000V 時使用 500 倍衰減),而高衰減(50 倍電壓約為 2000V 時使用 500 倍衰減),而高衰減(50 倍)和過大的雜訊。此外,大多數高壓差分探頭的頻率通常限制在 200 MHz(雖然有些例外,但目前 400 MHz 是上限),這限制了它們在基於 GaN 的設計中的應用。 Teledyne LeCroy 的 DL-HCM 針對此特定應用中的這些電壓範圍進行了最佳化。 觀看網路研討會:48V 電源轉換測試最佳實踐 閲讀更多的細節。

          為什麼有這麼多不同類型的高壓探頭?

          Si、SiC 和 GaN 設計有許多不同的應用,對性能和可接受的價格範圍要求各不相同。 觀看網路研討會:如何選擇正確的高壓探頭 有關如何為您的應用選擇合適的探針的詳細資訊。 觀看網路研討會:高壓探頭實際案例及對比 更多詳情請見下文。如果您時間有限, 閱讀應用說明:如何在 5 分鐘內選擇最佳高壓示波器探頭.

          為了測量 MOSFET 或 IGBT 的導通損耗,我應該過載示波器前端嗎?

          過去,工程師會過載示波器前端放大器,並利用示波器偏移觀察導通事件並計算損耗。這種方法容易出錯(偏移電路會引入電壓讀數誤差),並且依賴示波器前端放大器在過載情況下不產生訊號失真的能力。一些(但並非全部)老式示波器確實具有足夠快的過載恢復能力來進行這項測試,但較新的(20 年以內)示波器配備了針對更高噪聲性能優化的前端放大器,這些放大器不太可能承受過載,因此不建議使用此方法。

          測量 MOSFET 或 IGBT 傳導損耗的最佳方法是什麼?

          許多新型示波器都具有更高的解析度和更低雜訊的前端放大器。更精確地捕捉導通事件的方法是擷取完整的訊號。 12-bit 使用高解析度示波器顯示,然後透過垂直縮放來觀察導通事件。與 8 位元示波器相比,16 倍更高的解析度可能無法完全彌補示波器輸入端訊號過載的問題,但能提高最終測量結果的可靠性。其他降噪技術(例如平均、濾波等)可以進一步提升效能。

          測量 MOSFET 或 IGBT 開關損耗的最佳方法是什麼?

          開關損耗很容易用高品質的高壓隔離電壓探頭、電流測量裝置(例如,低頻寬時可以使用鉗形探頭或電流互感器,或串聯分流電阻和合適的差分電壓探頭)以及…來測量。 12-bit 示波器。可以使用數學方法計算開關事件期間的功率損耗,也可以使用應用程式軟體。

          Teledyne LeCroy差動放大器(型號DA1855A)的好替代品是什麼?

          泰萊克羅伊(Teledyne LeCroy)DA1855 和 DA1855A 系列差分放大器從 20 世紀 90 年代末一直生產到 21 世紀 20 年代初。當使用適當的導線連接到示波器時,它可以用作高壓差分探頭,在某些高壓模式下衰減低至 1 倍,在其他模式下增益可達 10 倍,共模抑制比 (CMRR) 為 100 dB,但頻寬僅為 100 MHz(不適用於 GaN 或 SiC)。 AP033 工作共模電壓高達 42V,增益為 10 倍,適用於分流電阻測量。 DL-HCM 其衰減低至7倍,可能適用於小訊號測量。對於導通損耗測量,我們推薦使用「測量MOSFET或IGBT導通損耗的最佳方法是什麼?」這個問題中所描述的技術。

          如果沒有隔離式高壓探頭,是否可以使用浮地示波器來測量高壓訊號?

          將示波器漂浮在地面上是不安全的-這可能導致示波器操作者嚴重受傷甚至死亡,損壞示波器和探頭,以及損壞被測設備 (DUT)。此外,將示波器漂浮在地面上還需要有意改變示波器的既定用途。鑑於這些原因,所有信譽良好的公司和實驗室都嚴格禁止將示波器漂浮在地面上,並要求使用額定電壓合適的高壓探頭。而且,即使避免了人員傷亡,漂浮的示波器所收集訊號的測量精度也可能受到影響。

          需要協助或資訊?

          我們隨時為您提供協助並回答您可能遇到的任何問題。我們期待您的回音