双脉冲平台搭建的难题如何破解

  双脉冲测试是表征功率半导体器件动态特性的重要手段，适用于各类功率器件，包括、SiC MOSFET、GaN HEMTs。同时，这项测试发生在器件研发、器件生产、系统应用等所有的环节，测试结果有力地保证了器件的特性和质量、功率变换器的指标和安全，能够说是伴随了功率器件生命的关键时刻。

  随着先进功率器件的问世以及功率变换器设计愈发精细，器件研发工程师电源工程师都越来越关注双脉冲测试。

  工欲善其事，必先利其器，拥有一套双脉冲测试平台是获得正确评估结果的第一步。本文将破解双脉冲平台搭建的难题，快来看看吧。

  下图是双脉冲测试平台架构，并不复杂，最重要的包含：测试板、高压电源、辅助电源、信号发生器、负载电感、示波器、电压探头、电流探头。

  测试板是完成双脉冲测试的核心，一般为半桥电路，有时也会采用根据实际系统应用的拓扑。其上主要部件包括母线电容驱动电路，母线电容为测试过程提供稳定的母线电压和所需的电流，驱动电路控制器件完成开关动作实现双脉冲过程。

  测试板的优劣直接影响到评估结果的正确性。测试板需要第一步是要确保在测量无误的情况下不出现异常波形，比如电压尖峰超过器件耐压值、无法解释的震荡、桥臂短路等，否侧这样的测试结果是没有价值的。对于服务于系统应用器件选型的测试需求，测试板可以直接选用变换器实际的电路板，这样的测试结果能直接用于电路设计。随着器件的开关速度慢慢的变快，对测试板的性能也提出了更高的要求，如回路电感、驱动电路等，对此你们可以参考我们之前的文章“双脉冲测试板盘点——SiC MOSFET 测试必备”。

  Infineon公司推出了1200V CoolSiCTM MOSFET评估平台、含主电路+驱动的分立器件评估板、含主电路+驱动的模块评估板、模块驱动板，共4类评估板。

  高压电源在测试开始之前为测试板上的母线电容充电，起到设定测试电压的作用。母线电容容值一般较大，从几十uF到几mF不等，这就要求高压电源对容性负载的稳压能力要强。双脉冲测试中，测试电压一般不超过器件的耐压值，故能够准确的通过被测器件的电压等级来确定高压电源的电压输出能力。同时，同一双脉冲测试平台往往会用于测试不同电压等级的器件，这就要求高压电源的输出电压精度需要满足测试要求。

  此外，在双脉冲测试中，测试电流是由被充满电的母线电容提供的，高压电源在测试过程中并不提供能量。故高压电源可以再一次进行选择功率较小的型号，一方面能够节约成本，一方面能够降低噪声。

  辅助电源的作用是为测试板上的驱动电路供电，所需电压一般在20V以内，所需功率一般在20W以内。同时，对于上下管都是开关管的测试板，可以再一次进行选择双通道输出的辅助电源为上下管的驱动电压分别供电；对于三电平电路的双脉冲测试，可以再一次进行选择三通道输出的辅助电源为每个器件的驱动电压分别供电。这样的好处是能大大的提升测试电路的可靠性，不会因为某一驱动电路故障而影响其他驱动电路。

  辅助电源可以再一次进行选择泰克吉时利的 2220 / 2230 / 2231系列直流电源。

  信号发生器的功能是向测试板上的驱动电路发出双脉冲信号，完成双脉冲测试。由于测试所需的双脉冲信号频率不高，且其上升下降速度对测试的影响很小，故选择各厂商能提供的最基础的型号发生器即可。

  不过必须要格外注意的是，对双脉冲测试平台做改造后还能够直接进行多脉冲测试、短路测试、雪崩测试、电源开环测试，此时往往所需的控制信号就不止一路了。所以在搭建双脉冲测试平台时可以再一次进行选择双通道输出的信号发生器，以提高灵活度。

  同时，在进行双脉冲测试时，要一直根据测试条件调整双脉冲信号的脉宽和间隔，老式的信号发生器需要手动输入编辑波形或来实现，十分不方便。针对这样的一个问题，可以再一次进行选择泰克科技的AFG31021（单通道）或AFG31022（双通道）信号发生器，其上搭载的双脉冲测试app可以快捷地实现双脉冲信号设置。

  示波器用于被测器件开关过程波形的采集，至少包含驱动波形、端电压波形和端电流波形，故可以再一次进行选择4通道示波器。此外，又是需要同时对上下管器件来测试，这时就可以再一次进行选择8通道示波器，可以轻松搞定多路信号的采集。

  在示波器选择时，还需要仔细考虑其带宽、分辨率、噪声、采样率等。传统的器件开关速度慢，对示波器的要求不高。但随着慢慢的变多先进功率器件的出现，其电压电流范围更广、开关速度更快，对用于双脉冲测试的示波器提出了更高的要求。

  示波器可以再一次进行选择泰克的MSO5B和MSO6B系列示波器的1GHz版本，能够很好的满足高开关速度对带宽的要求，其具有12bitADC可明显提高测量精度、降低测量噪声，特别对高压大电流器件效果最显著。此外，MSO5B和MSO6B系列示波器提供4通道、6通道、8通道3种配置选择。

  泰克MSO5B系列高分辨率多通道示波器，泰克MSO6B系列高分辨率低噪声示波器

  10倍无源探头：带宽高可达1GHz、衰减倍数小，使用无源探头能轻松的获得精准的驱动电压波形。由于其属于无源探头，故仅能用于测量下管器件的驱动电压。同时还可用于200V以下器件端电压测量，能够获的最精准的端电压测量结果。在使用时同样必须要格外注意接地线的影响和阻抗匹配问题，且只能用于下管测量。在使用10倍无源探头测量驱动电压时，必须要格外注意接地线的影响和阻抗匹配。

  高压单端探头：最高测量范围高达2500V，最高带宽可达800MHz，能够获的最精准的端电压测量结果。在使用时同样必须要格外注意接地线的影响和阻抗匹配问题，且只能用于下管测量。

  高压差分探头：其为差分输入，故能够适用于上管测试，但由于其CMRR不够高，其测量结果正确性和精度不足以用于精准的器件特性分析；属于有源探头，输入阻抗相比10倍无源探头更大，当被测器件发生损坏时，对示波器来讲更安全；由于其衰减倍数较大，一般在50倍以上，导致其测量的驱动电压波形上噪声较大、精度较低；由于其端部接线长度较长，容易受到干扰，导致测量结果错误。

  光隔离探头：带宽高可达1GHz，最小衰减比仅1倍，1GHz下CMRR高达-90dB，使用光隔离探头能轻松的获得最准确的驱动电压波形，是现阶段测量上管驱动电压波形的最佳工具。

  罗氏线圈：测量范围从几十A到几千安无饱和问题，只能测量交流电流，无法测量直流电流，正好能够适用于测量器件开关/反向恢复特性。罗氏线圈正好套入器件中测量电流，如分立器件的引脚、功率模块端子、功率模块的键合线，这样的方式不会破坏主功率线路而对器件特性造成影响。但其最高带宽仅为30MHz，无法精准测量高速器件的电流。

  同轴电阻：最大带宽可达1GHz以上，特殊安装方法引入功率回路的寄生电感较小，测量精度高，能轻松的获得精准的器件断电流，特别对SiC、GaN器件更是不二之选。

  泰克与系统商一同完美实现搭建双脉冲平台系统——DPT1000A 功率器件动态参数检测系统，专门用于针对三代半导体功率器件的动态特性分析测试，解决客户在功率器件动态特性表征中常见的疑难问题。

  该系统亮相在泰克第三代半导体测试开放实验室。该实验室是泰克第一个千万级半导体器件测试实验室，已经开放免费测试名额，将由测试专家提供现场技术指导，为您解决SiC和GaN器件在模块的静态及动态参数、在应用级别的准确测试与评价难题。

  如果你想评估第三代半导体器件性能，如果你想验证所选功率器件是不是符合您的产品设计的基本要求，那就来预约泰克先进半导体开放实验室吧！专家指导，精确评估，让您使用无忧！

  文件。但是各种尝试都不行。看来DSP并没有想象的这么容易入门，首先就卡在了

  的问题，正好以前做过的这类文档，发上来共享一下，希望能有点帮助Tasking-

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