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雙脈沖測試平臺

（2025年6月28日更新）

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雙脈沖測試是表征功率半導體器件動態(tài)特性的重要手段，適用于包括MOSFET、IGBT、Diode、SiC MOSFET、GaN HEMTs。同時，該測試發(fā)生在設備研發(fā)、設備生產(chǎn)、系統(tǒng)應用等環(huán)節(jié)。測試結(jié)果有效地保證了設備的特性和質(zhì)量、功率變換器的指標和安全，可以說是功率設備生命的關鍵時刻。

隨著先進功率器件的出現(xiàn)和功率變換器設計的日益完善，設備研發(fā)工程師和電源工程師越來越關注雙脈沖測試。

要想做好工作，首先要利用工具。擁有雙脈沖測試平臺是獲得正確評價結(jié)果的第一步。本文將解決構建雙脈沖平臺的問題。來看看。

下圖是雙脈沖測試平臺架構，主要包括：測試板、高壓電源、輔助電源、信號發(fā)生器、負載電感、示波器、電壓探頭、電流探頭。

測試板

測試板是完成雙脈沖測試的核心，通常是半橋電路，有時根據(jù)實際系統(tǒng)使用拓撲。主要部件包括母線電容器和驅(qū)動電路。母線電容器為測試過程提供穩(wěn)定的母線電壓和所需電流，驅(qū)動電路控制器完成開關動作，實現(xiàn)雙脈沖過程。

測試板的優(yōu)缺點直接影響評估結(jié)果的正確性。測試板首先需要確保測量正確時無異常波形，如電壓尖峰超過設備耐壓值、無法解釋的沖擊、橋臂短路等，測試結(jié)果無價值。對于服務于系統(tǒng)應用設備選擇的測試要求，測試板可直接選擇變換器的實際電路板，可直接用于電路設計。隨著設備開關速度的加快，對測試板的性能提出了更高的要求，如電路電感、驅(qū)動電路等，您可以參考我們之前的文章雙脈沖測試板庫存——SiC MOSFET 必須進行測試。

Infineon公司推出了1200V CoolSiCTM MOSFET包括主電路的評估平臺主電路驅(qū)動的分立器件評估板驅(qū)動模塊評估板、模塊驅(qū)動板，共4類評估板。

高壓電源

測試開始前，高壓電源給測試板上的母線電容充電，起到設定測試電壓的作用。母線電容值一般較大，從幾十個開始uF到幾mF這就要求高壓電源對容性負載具有較強的穩(wěn)壓能力。在雙脈沖試驗中，試驗電壓一般不超過設備的耐壓值，因此高壓電源的電壓輸出能力可根據(jù)被測設備的電壓等級確定。同時，同一雙脈沖測試平臺常用于測試不同電壓等級的設備，這就要求高壓電源的輸出電壓精度滿足測試要求。

此外，在雙脈沖試驗中，試驗電流由充滿電的母線電容器提供，高壓電源在試驗過程中不提供能量。因此，高壓電源可以選擇功率較小的型號，一方面可以節(jié)省成本，另一方面可以降低噪音。

泰克吉時利2260高壓電源可選擇B-800-2直流電源。

輔助電源

輔助電源的作用是為測試板上的驅(qū)動電路供電，所需電壓一般為20V所需功率一般在20以內(nèi)W以內(nèi)。同時，對于上下管是開關管的試驗板，可選擇雙通道輸出的輔助電源為上下管的驅(qū)動電壓；對于三電平電路的雙脈沖試驗，可選擇三通道輸出的輔助電源為各設備的驅(qū)動電壓。其優(yōu)點是可以提高測試電路的可靠性，不會影響其他驅(qū)動電路，因為某個驅(qū)動電路的故障。

泰克吉時利可以選擇輔助電源 2220 / 2230 / 2231系列直流電源。

信號發(fā)生器

信號發(fā)生器的功能是將雙脈沖信號發(fā)送到測試板上的驅(qū)動電路，以完成雙脈沖測試。由于測試所需的雙脈沖信號頻率不高，其上升和下降速度對測試的影響很小，因此可以選擇制造商可以提供的最基本的型號發(fā)生器。

但需要注意的是，雙脈沖測試平臺改造后，還可以進行多脈沖測試、短路測試、雪崩測試和電源開環(huán)測試。此時，通常需要不止一個控制信號。因此，在構建雙脈沖測試平臺時，可以選擇雙通道輸出的信號發(fā)生器，以提高靈活性。

同時，在進行雙脈沖測試時，需要根據(jù)測試條件不斷調(diào)整雙脈沖信號的脈寬和間隔。舊的信號發(fā)生器需要手動輸入編輯波形或上位機編程，這非常不方便。為此，您可以選擇泰克技術AFG31021(單通道)或AFG31022(雙通道)信號發(fā)生器配備雙脈沖測試app雙脈沖信號設置可以快速實現(xiàn)。

AFG任意波函數(shù)發(fā)生器31000系列，雙脈沖測試app界面

示波器

示波器用于采集被測設備開關過程中的波形，至少包括驅(qū)動波形、端電壓波形和端電流波形，因此可選擇4通道示波器。此外，還需要同時測試上下管道設備，然后您可以選擇8通道示波器，可以很容易地完成多個信號的采集。

在選擇示波器時，還需要考慮其帶寬、分辨率、噪聲、采樣率等。傳統(tǒng)的設備開關速度較慢，對示波器的要求較低。然而，隨著越來越多的先進功率設備的出現(xiàn)，其電壓和電流范圍更廣，開關速度更快，對雙脈沖測試的示波器提出了更高的要求。

泰克示波器可以選擇MSO5B和MSO6B1系列示波器GHz該版本能滿足高開關速度對帶寬的要求，具有12bit ADC可顯著提高測量精度，降低測量噪聲，特別是對高壓大電流裝置。MSO5B和MSO6B該系列示波器提供三種配置選擇：4通道、6通道和8通道。

泰克MSO5B泰克MSO6B高分辨率低噪聲示波系列Actel代理器

電壓探頭

用于測量被測裝置的驅(qū)動電壓波形和端電壓波形。

10倍無源探頭：帶寬高可達1GHz、使用無源探頭可以獲得精確的驅(qū)動電壓波形。僅用于測量下管器件的驅(qū)動電壓，因為它屬于無源探頭。也可用于200V最準確的端電壓測量結(jié)果是測量以下設備的端電壓。還需要注意接地線的影響和阻抗匹配，只能用于下管測量。使用10倍無源探頭測量驅(qū)動電壓時，應注意接地線的影響和阻抗匹配。

泰克10X無源探頭

高壓單端探頭：最高測量范圍高達2500V，最高帶寬可達800MHz，最準確的端電壓測量結(jié)果。還需要注意接地線的影響和阻抗匹配，只能用于下管測量。

泰克高壓單端探頭

高壓差分探頭：它是差分輸入，因此可用于上管測試，但由于它CMRR測量結(jié)果的正確性和精度不足以用于精確的設備特性分析；輸入阻抗大于10倍，當被測設備損壞時，對示波器更安全；衰減倍數(shù)大，一般超過50倍，導致驅(qū)動電壓波形噪聲大，精度低，端部接線長度長，容易干擾，導致測量結(jié)果錯誤。