Zwei identische Leistungshalbleiterbauelemente sind in einer Halbbrückenkonfiguration verbunden. Es gibt drei Testmodi für das untere (LO) Bauelement und dieselben drei Testmodi für das obere (HI) Bauelement. Für die Messung des HI-Bauelements ist eine HV-isolierte Sonde mit geeigneter Nennleistung erforderlich, wobei die HV-Isolation der DC-Busspannung entspricht.
- Testmodus 1: Das getestete Gerät ist im EIN-Zustand und leitet Strom, das andere Gerät ist AUS.
- Testmodus 2: Das getestete Gerät ist im AUS-Zustand und sperrt den Strom, das andere Gerät bleibt AUS.
- Testmodus 3: Das getestete Gerät ist wieder im EIN-Zustand und leitet Strom, das andere Gerät bleibt AUS.
Die Induktivität wird auf Schalterposition 1 eingestellt und die Schaltung wird in drei aufeinanderfolgenden Modi betrieben. Zuerst wird das LO-Gerät durch einen simulierten Gate-Antriebsimpuls eingeschaltet und das HI-Gerät arbeitet im Freilaufmodus (linkes Bild). Dann wird das LO-Gerät ausgeschaltet (mittleres Bild) und der Strom fließt weiter in der Induktivität (nimmt jedoch nicht zu). Schließlich wird das LO-Gerät wieder eingeschaltet und kurz nach dem Übergang in den eingeschalteten Zustand fließt der Sperrdiodenstrom kurz durch die HI-Diode und erhöht während dieser Zeit den Leitungsstrom des LO-Geräts (rechtes Bild). Während des Betriebs in allen drei Modi werden der Gate-Antriebsimpuls des LO-Geräts und die Ausgangsspannung und der Leitungsstrom des LO-Geräts gemessen.
Die Induktivität wird auf Schalterposition 2 umgestellt und die Schaltung in drei aufeinanderfolgenden Modi betrieben. Zuerst wird das HI-Gerät durch einen simulierten Gate-Antriebsimpuls eingeschaltet und das HI-Gerät arbeitet im Freilaufmodus (linkes Bild). Dann wird das HI-Gerät ausgeschaltet (mittleres Bild) und der Strom fließt weiter in der Induktivität (nimmt jedoch nicht zu). Schließlich wird das HI-Gerät wieder eingeschaltet und kurz nach dem Übergang in den eingeschalteten Zustand fließt der Sperrdiodenstrom kurz durch die LO-Diode und erhöht während dieser Zeit den Leitungsstrom des HI-Geräts (rechtes Bild). Während des Betriebs in allen drei Modi werden der Gate-Antriebsimpuls des HI-Geräts und die Ausgangsspannung und der Leitungsstrom des HI-Geräts gemessen.
Ingenieure, die Leistungshalbleitergeräte entwickeln und verwenden, möchten die Verluste bei Schalt- und Leitungsvorgängen minimieren, um die Effizienz zu maximieren. Ingenieure müssen:
- 1. Genaue Messung der Gate-Drive-Signalanstiegszeit (Vgs) und der Signaltreue/-form sowohl bei LO- als auch bei HI-Geräten (Vds).
- 2. Genaue Messung der Ausgangsspannung des Geräts beim Schalten, Leiten und Ausschalten (Blockieren)
- 3. Messen Sie den Drainstrom präzise und berechnen Sie die Effizienz in verschiedenen Betriebsmodi
- 4. Genaue Charakterisierung des Sperrverzögerungsstroms der Diode zur Berechnung von Energie- und Effizienzverlusten (für MOSFETs)
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