雙脈沖測試(Double Pulse Test)是分析功率開關(guān)器件動態(tài)特性的常用測試，通過雙脈沖測試可以便捷的評估功率器件的性能，獲得穩(wěn)態(tài)和動態(tài)過程中的主要參數(shù)，更好的評估器件性能，優(yōu)化驅(qū)動設(shè)計等等。

雖然功率半導體器件的手冊上會有參數(shù)標注，但這些參數(shù)都是在標準測試條件下得到的。使用IGBT或者MOSFET做逆變器的工程師如果不加以測試，而直接在標定的工況下跑看能否達到設(shè)計的功率，無法全面了解器件性能，進而影響產(chǎn)品長期可靠性。又或者設(shè)計裕量過大帶來成本增加，使得產(chǎn)品的市場競爭力下降。

如果能在設(shè)計研發(fā)階段，精準地了解器件的開關(guān)性能，將對整個產(chǎn)品的優(yōu)化帶來極大的好處。比如能在不同的電壓、電流和溫度下獲得開關(guān)損耗，給系統(tǒng)仿真提供可靠的數(shù)據(jù);又比如可以通過觀察波形振蕩情況來選擇合適的門極電阻。

ITECH作為功率半導體測試領(lǐng)域的領(lǐng)先供應(yīng)商，為雙脈沖測試提供多種先進電源產(chǎn)品。

雙脈沖測試平臺

測試設(shè)備

1.高壓電源:IT6700H/IT6018C-1500-40/ IT-M3906C-1500-12 2.電容組 3.負載電感 4.示波器 5.高壓差分電壓探頭(1000:1) 6.電流探頭 7 可編程信號發(fā)生器或IT2806高精密源測量單元/源表/SMU

雙脈沖測試流程:

STEP 1

在t0時刻，被測IGBT的門極接收到第一個脈沖，被測IGBT導通，母線電壓U加在負載電感L上，電感上的電流線性上升，I=U*t/L；

IGBT關(guān)斷前的t1時刻，電感電流的數(shù)值由U和L決定；在U和L都確定時，電流的數(shù)值由IGBT開啟的脈寬T1決定，開啟時間越長，電流越大；

執(zhí)行點：通過改變脈沖寬度的大小，自主設(shè)定電流的數(shù)值。

STEP 2

t1到t2之間，IGBT關(guān)斷，此時負載的電流L的電流由上管二極管續(xù)流，該電流緩慢衰減；

t1時刻，IGBT關(guān)斷，因為母線雜散電感Ls的存在，會產(chǎn)生一定的電壓尖峰；

關(guān)注點：在該時刻，重點是觀察IGBT的關(guān)斷過程，電壓尖峰是重要的監(jiān)控對象。

STEP 3

在t2時刻，被測IGBT 再次導通，續(xù)流二極管進入反向恢復狀態(tài)，反向恢復電流會穿過IGBT，此時電流探頭所測得的Ic為FRD反向電流與電感電流疊加，產(chǎn)生電流尖峰；

重點觀察：IGBT的開通過程，電流峰值是重要的監(jiān)控對象，同時應(yīng)注意觀察柵極波形是否存在震蕩現(xiàn)象。

STEP 4

在t3時刻，被測IGBT再次關(guān)斷，與第一次關(guān)斷相同，因為母線雜散電感Ls的存在，會產(chǎn)生一定的電壓尖峰；

重點觀察：關(guān)斷之后電壓和電流是否存在不合適的震蕩。

通過雙脈沖測試我們可以得到什么?

1. 獲取ICRM(最大峰值電流)IRBSOA(最大關(guān)斷電流)

2.測量主電路雜散電感：Us=Ls*di/dt

3.評估續(xù)流二極管的風險

雙脈沖測試中的電流源

隨著功率半導體技術(shù)的發(fā)展，IGBT、MOSFET、BJT等半導體器件向小型化、集成化、大功率方向發(fā)展。為了避免大功率測試過程中溫升對測試造成影響、甚至燒壞器件。在法規(guī)和行業(yè)測試中，通常會給被測器件施加滿足功率條件下的瞬時電流脈沖,進行半導體器件相關(guān)參數(shù)測試。

電容儲能式脈沖電流源

脈沖恒流源以儲能電容放電的方式發(fā)生電流脈沖。從功能實現(xiàn)角度分析，脈沖電源的工作電路由以下兩個基本回路組成;

電容充電電路：直流源通過限流電阻R給超級電容充電;

脈沖放電電流：超級電容C通過開關(guān)管對負載RL放電;

脈沖電流幅值：電容C充電壓控制和電阻RL決定;

脈沖寬度：開關(guān)時間t決定；

電容充電：

根據(jù)超級電容的特性，充電電源應(yīng)具備寬范圍輸出能力，可實現(xiàn)如下功能：

1.電壓高速建立并維持穩(wěn)定；

2.電流高速上升、無明顯過沖.

ITECH高壓可編程直流電源型號推薦

IT6018C-2250-20

IT6018C-1500-40

IT-M3906C-1500-12

IT6726V

IT6000C系列電源最高電壓可達2250V，IT-M3900C系列電源可達1500V，適應(yīng)高電壓測試需求。IT6726V參數(shù)為1200V/5A/3kW也可作為基礎(chǔ)型選擇。

充電電源典型案例：

某客戶IGBT測試系統(tǒng)使用IT6018C-2250-20 給16F電容充電測試：

*IT6000C實測曲線*

客戶期望在超級電容充電過程中電壓建立速度快，過沖小。使用IT6000C系列高性能直流電源產(chǎn)品，利用CC/CV優(yōu)先權(quán)功能有優(yōu)秀的表現(xiàn)，幫助用戶提高測試效率。

審核編輯：湯梓紅