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光隔離探頭的過載測試

2022-12-09 11:21:02

    在進(jìn)行碳化硅、氮化鎵功率器件研發(fā)和特性評估、功率模塊開發(fā)和特性評估、電源設(shè)計(jì)器件選型、電源調(diào)試以及學(xué)術(shù)研究時(shí),都需要對其驅(qū)動(dòng)波形進(jìn)行測試,這時(shí)大多數(shù)工程師會(huì)選擇使用光隔離探頭來獲取準(zhǔn)確的開關(guān)過程驅(qū)動(dòng)波形和串?dāng)_過程驅(qū)動(dòng)波形。

    在獲得準(zhǔn)確驅(qū)動(dòng)波形測量結(jié)果的過程中,工程師們擔(dān)心發(fā)生的情況就是炸管,害怕的就是測試設(shè)備,特別是昂貴的光隔離探頭會(huì)不會(huì)受到牽連而損壞呢?

    我們記錄了炸管瞬間發(fā)生的情況,來驗(yàn)證工程師擔(dān)心的情況會(huì)不會(huì)發(fā)生?


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上圖為使用泰克IsoVu光隔離探頭時(shí)發(fā)生變換器炸機(jī)的波形


    可以看到,在SiC MOSFET正常工作時(shí)突然發(fā)生波形異常,驅(qū)動(dòng)波形迅速上升并超過示波器屏幕。通過分析可知,此時(shí)SiC MOSFET發(fā)生損壞,G和S壓差可能達(dá)到幾十至上百伏,高可達(dá)到此時(shí)的母線電壓800V。這么高的電壓,讓我們不禁為探頭的安危捏了一把汗。這位工程師取下探頭后進(jìn)行簡單測試,看到測得的波形一切正常,說明IsoVu光隔離探頭經(jīng)受住了考驗(yàn)。


    這次大難不死是僥幸還是實(shí)力所在呢?接下來就讓我們通過一項(xiàng)過載測試來一探究竟。


過載測試


1. IsoVu光隔離探頭設(shè)置為:

光隔離探頭型號為TIVP1

衰減接頭為TIVPMX10X,其差模量程50V,滿足驅(qū)動(dòng)波形測量范圍要求并能夠獲得較高的精度。另外TIVPMX10X數(shù)據(jù)手冊中給出其大不損壞電壓是+/-250Vpk)


直流耦合

2. 耐壓測試步驟:

按照上述條件對TIVP1光隔離探頭進(jìn)行設(shè)置

完成TIVP1光隔離探頭預(yù)熱和自校準(zhǔn)

使用TIVP1光隔離探頭完成一次碳化硅開關(guān)過程驅(qū)動(dòng)波形測試,保存波形作為后續(xù)參照波形

TIVP1光隔離探頭接脈沖高壓生成電路,如下圖所示


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脈沖高壓生成電路輸出250V/5us單脈沖,使用TIVP1光隔離探頭抓去波形,如下圖所示


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    使用TIVP1光隔離探頭完成一次碳化硅開關(guān)過程驅(qū)動(dòng)波形測試,保存波形并與之前測得的參照波形進(jìn)行對比。


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    重復(fù)以上操作,使高壓脈沖以250V步進(jìn)覆蓋250V-1100V,脈寬長度以2.5us覆蓋5us-10us。


    在測量完高壓脈沖型號后,探頭和示波器均沒有出現(xiàn)故障提示,隨后測得的驅(qū)動(dòng)波形與參考波形完全重合。這說明,即使當(dāng)被測信號幅值遠(yuǎn)高于數(shù)據(jù)手冊給出的大不損壞電壓,TIVP1光隔離探頭也并沒有被損壞,且功能完全正常。至此,TIVP1光隔離探頭經(jīng)受住了過載測試。

    通過變換器實(shí)測和耐壓測試,證明了IsoVu光隔離探頭具有很強(qiáng)的過載能力,在被測信號遠(yuǎn)高于探頭數(shù)據(jù)手冊標(biāo)注的大不損壞電壓也不會(huì)損壞,測量功能也保持正常。真金不怕火煉,這樣一根不會(huì)被“折斷”的測試“魔法棒”,大家可以放心使用。


關(guān)于探頭


    泰克科技的IsoVu光隔離探頭一經(jīng)推出就以其優(yōu)異的特性受到了廣大工程師的認(rèn)可并得到廣泛應(yīng)用,并得到了針對第三代半導(dǎo)體測試“魔法棒”的美譽(yù)。近日,2022年度的全球電子成就獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)名單公布,泰克IsoVu光隔離探頭榮獲【全球電子成就獎(jiǎng)2022年度創(chuàng)新產(chǎn)品獎(jiǎng)】。

    泰克IsoVu光隔離探頭具有高共模抑制比、小測量環(huán)路、高共模范圍低衰減倍數(shù)等特點(diǎn),能夠準(zhǔn)確測量碳化硅、氮化鎵的開關(guān)過程驅(qū)動(dòng)波形和串?dāng)_過程驅(qū)動(dòng)波形,特別是在測量半橋電路的上橋臂器件驅(qū)動(dòng)波形時(shí)相比于高壓差分探頭具有降維打擊式的優(yōu)勢。

    在進(jìn)行碳化硅、氮化鎵功率器件研發(fā)和特性評估、功率模塊開發(fā)和特性評估、電源設(shè)計(jì)器件選型、電源調(diào)試以及學(xué)術(shù)研究時(shí),都需要對其驅(qū)動(dòng)波形進(jìn)行測試,也都是IsoVu光隔離探頭發(fā)揮能力的舞臺(tái)。如下圖所示,只有使用IsoVu光隔離探頭才能獲得準(zhǔn)確的開關(guān)過程驅(qū)動(dòng)波形和串?dāng)_過程驅(qū)動(dòng)波形。


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關(guān)斷過程


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開通串?dāng)_過程


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