1200V CoolSiC? MOSFET評(píng)估平臺(tái)：深入解析與使用指南

在電力電子領(lǐng)域，準(zhǔn)確評(píng)估MOSFET、IGBT及其驅(qū)動(dòng)的開關(guān)特性至關(guān)重要。英飛凌的1200V CoolSiC? MOSFET評(píng)估平臺(tái)（EVAL-PS-DB-MAIN）為我們提供了一個(gè)強(qiáng)大的工具，可用于提取TO247 3引腳和4引腳封裝分立器件的開關(guān)損耗。今天，就讓我們一起深入了解這個(gè)評(píng)估平臺(tái)。

文件下載：Infineon Technologies REF-1EDC20I12MHDPV2米勒鉗位功能板.pdf

一、重要提示與安全注意

重要提示

評(píng)估板和參考板僅用于演示和評(píng)估目的，并非商業(yè)化產(chǎn)品。它們未針對安全要求、全工作溫度范圍或壽命進(jìn)行全面測試，也不遵循常規(guī)產(chǎn)品的退貨分析、工藝變更通知和產(chǎn)品停產(chǎn)程序。此外，這些板子可能不符合CE或類似標(biāo)準(zhǔn)，用戶需確保其操作符合所在國家的相關(guān)要求和標(biāo)準(zhǔn)。

安全注意事項(xiàng)

該評(píng)估平臺(tái)存在多種潛在危險(xiǎn)，使用時(shí)務(wù)必嚴(yán)格遵循安全規(guī)則：

1. 由于直流母線電壓高達(dá)800V，使用示波器測量電壓波形時(shí)，必須采用高壓差分探頭，否則可能導(dǎo)致人身傷亡。
2. 評(píng)估板上的直流母線電容在主電源斷開后需要時(shí)間放電，顯示屏LED變暗并不意味著電容已放電至安全電壓水平。
3. 測試過程中，評(píng)估板的散熱片和器件表面可能會(huì)發(fā)熱，操作時(shí)需采取必要的防護(hù)措施，以免燙傷。
4. 只有熟悉電力電子和相關(guān)機(jī)械的人員才能對系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)劃、安裝、調(diào)試和維護(hù)，否則可能導(dǎo)致人身傷害和設(shè)備損壞。
5. 評(píng)估板包含對靜電放電敏感的部件和組件，在安裝、測試、維護(hù)或修理時(shí)，需采取靜電控制措施，若不熟悉相關(guān)程序，應(yīng)參考適用的ESD保護(hù)手冊和指南。
6. 安裝前需移除評(píng)估板或參考板附帶的包裝材料，否則可能導(dǎo)致過熱或異常運(yùn)行。

二、評(píng)估平臺(tái)概覽

平臺(tái)改進(jìn)

此評(píng)估平臺(tái)是現(xiàn)有雙脈沖平臺(tái)的改進(jìn)版本，主要改進(jìn)包括：

1. 采用通孔插座而非焊點(diǎn)來安裝被測器件（DUT），便于重復(fù)測量時(shí)更換DUT，同時(shí)英飛凌建議盡量縮短引腳以降低引線電感。
2. 并聯(lián)設(shè)置表面貼裝分流電阻和同軸分流器，用戶可自由選擇其中一種進(jìn)行電流測量。
3. 優(yōu)化了驅(qū)動(dòng)器負(fù)電源電壓的調(diào)節(jié)。
4. 添加了額外的連接器X101，作為驅(qū)動(dòng)器與微控制器的接口。
5. 配備固定電壓探頭支架，用于測量低側(cè)開關(guān)的VGS和VDS。
6. 增加了測試點(diǎn)。 另外，為研究溫度對開關(guān)特性的影響，可在板上安裝帶加熱元件的散熱片。

交付內(nèi)容

平臺(tái)框圖

主板的核心是由S1和S2組成的半橋，S1也可用二極管替代。需要注意的是，電感L1不在板上，也不包含在交付內(nèi)容中。

主要特性

1. 可進(jìn)行開關(guān)損耗計(jì)算。
2. 方便更換DUT和子板。
3. 配備固定探頭支架，用于測量低側(cè)、柵源和漏源電壓。
4. 直流母線經(jīng)過高達(dá)800V的測試。

主板參數(shù)與技術(shù)數(shù)據(jù)

三、系統(tǒng)與功能描述

調(diào)試步驟

將直流電源連接到+VDC和GND - Sec，根據(jù)測試需求將電感插入中點(diǎn)并連接到+VDC或GND - Sec。

功能模塊描述

1. 輔助電源：+12V連接器平均消耗100mA電流，通過設(shè)置X120上的跳線來連接驅(qū)動(dòng)器，有兩種供電方式可供選擇。
2. 驅(qū)動(dòng)電壓設(shè)置：通過X106和X108設(shè)置子板上的驅(qū)動(dòng)電壓，范圍為+20V至 - 5V，可通過藍(lán)色電位器R102、105、107和108調(diào)節(jié)+ADJ和 - ADJ。
3. PWM輸入：PWM信號(hào)可來自同軸連接器X103、104，也可通過X101來自微控制器。

3引腳器件測量

對于3引腳器件，需通過電源連接器上的焊橋?qū)⒃礃O和檢測引腳短接。

四、系統(tǒng)設(shè)計(jì)與性能

系統(tǒng)設(shè)計(jì)

完整的設(shè)計(jì)包可在英飛凌主頁的下載部分獲取，但需要登錄才能下載。同時(shí)文檔提供了電源電路和主板輔助電源的原理圖。

系統(tǒng)性能

在使用雙脈沖原理進(jìn)行測試時(shí)，常遇到如何選擇合適電感值的問題，可參考相關(guān)文檔。在給評(píng)估板供電前，需計(jì)算分流器值是否能滿足DUT的電流需求。

測試點(diǎn)與啟動(dòng)程序

1. 測試點(diǎn)：要為測試點(diǎn)選擇合適的電壓探頭等級(jí)，并盡量減小接地環(huán)路。
2. 啟動(dòng)程序：
   • 安裝驅(qū)動(dòng)卡并設(shè)置跳線以獲得所需的電源電壓。
   • 將DUT插入連接器Q150、151。
   • 連接電源（VDC高達(dá)800V）、輔助電源12V和函數(shù)發(fā)生器（用于雙脈沖），建議設(shè)置電流限制以確保安全。
   • 連接負(fù)載電感。
   • 插入所需的探頭（電壓、電流）。
   • 開啟程序：先施加12V和雙脈沖，再逐漸施加高壓直至達(dá)到所需水平，最后進(jìn)行測量。
   • 關(guān)閉程序：先關(guān)閉高壓電源，再關(guān)閉輔助電源和函數(shù)發(fā)生器。

五、參考資料與附錄

縮寫與定義

參考文獻(xiàn)

提供了相關(guān)文檔和資料的引用，如英飛凌的評(píng)估平臺(tái)文檔、用戶指南以及關(guān)于雙脈沖測試的文章。

附加信息

隔離柵極驅(qū)動(dòng)器子卡EVAL - 1ED020I12F2 - DB可與該主板配合使用，且可單獨(dú)訂購。

總之，英飛凌的1200V CoolSiC? MOSFET評(píng)估平臺(tái)為電力電子工程師提供了一個(gè)全面且實(shí)用的工具，能夠幫助我們更好地了解和評(píng)估MOSFET和IGBT的開關(guān)特性。但在使用過程中，一定要嚴(yán)格遵循安全注意事項(xiàng)，確保測試的準(zhǔn)確性和安全性。大家在使用這個(gè)評(píng)估平臺(tái)時(shí)遇到過哪些問題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。