減少碳排放的必要性正在推動對電氣技術的投資,特別是對數據中心和電動汽車的投資。根據彭博社新的《電動汽車展望》報告,到2050年,幾乎所有道路運輸都將實現電氣化,預計將導致全球電力需求激增27%。這一趨勢凸顯了電氣解決方案在遏制溫室氣體排放和塑造更可持續的未來方面日益重要的意義。
寬帶隙(WBG)半導體,如氮化鎵(GaN)和碳化硅(SiC),正在越來越多地取代傳統的硅基功率mosfet和igbt,用于開關模式電源和電機驅動。這種轉變是由GaN和SiC器件的優越屬性驅動的,包括與硅相比,更快的開關速度、更高的功率密度、更高的頻率響應、更少的泄漏、更低的ON電阻和更高的工作溫度。其結果是提高了運行效率,從而降低了能耗,促進了法規和認證要求的遵守,并堅持當前JEDEC JC-70寬帶隙電力電子轉換半導體標準。確保合規性需要對這些先進的半導體技術進行徹底的測試,這可能是具有挑戰性的,需要新的測試策略。
泰克(Tektronix)的John Tucker在近的一篇EE World文章《WBG器件中的自動化雙脈沖測試》中探討了如何對SiC和GaN功率器件等寬帶隙器件進行自動化雙脈沖測試,從而顯著縮短設置和分析時間。
John在他的文章中指出,為了驗證SiC或gan基WBG器件,工程師必須測試幾個參數,包括:
開關損耗:精確的時間對準是至關重要的。捕獲信號時的納秒級錯誤可能導致不正確的結果。
峰值電壓:電壓尖峰通常發生在大電流,高速硬開關。
峰值電流:WBG晶體管的快速開關操作會導致尖銳的電流尖峰,從而對器件造成壓力并可能降低壽命。
反向恢復費用:這種行為必須量化,以了解其對總損失的貢獻。
雙脈沖測試(DPT)是測量寬帶隙器件開關和二極管反向恢復參數的常用方法。這種有效的測試方法能夠收集關鍵的測量數據,從而有效地驗證和優化功率轉換器的設計。
John在他的文章中詳細闡述了DPT信號的定義,然后分享了帶有測量軟件的示波器如何自動化測試設置、執行和分析。自動化測量軟件通過消除手動步驟簡化了過程,從而節省了時間并確保了一致和可重復的結果。
利用雙脈沖測試(DPT)方法是評估功率器件開關參數和動態特性的首選方法。通過采用自動化DPT設置和分析,可以顯著減少測試時間,從而加快下一代電源轉換器的上市時間。此外,使用全遠程控制運行測試可以增加安全性,因為它使您與高壓、大電流的被測設備(DUT)保持一定距離。
泰克雙脈沖測試裝置
測量臨界值和確保功能的能力對于滿足能源需求和推動全球碳減排進程至關重要。為了實現這一目標,必須對新材料進行研究和測試,使我們更接近滿足能源需求的目標,同時堅持新的效率標準。值得注意的是,彭博社估計的27%的漲幅仍然可以通過及時的行動和電力設備技術的進步來緩解。
應用說明-用示波器和任意函數發生器對功率半導體器件進行雙脈沖測試-提供了關于此主題的更多細節。
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