1200V CoolSiC? MOSFET評(píng)估平臺(tái)：設(shè)計(jì)與應(yīng)用全解析

作為電子工程師，我們總是在尋找性能更優(yōu)、效率更高的器件和評(píng)估平臺(tái)，以滿足不斷發(fā)展的電子系統(tǒng)需求。今天就來深入探討一下英飛凌（Infineon）的1200V CoolSiC? MOSFET評(píng)估平臺(tái)，它在開關(guān)損耗提取等方面有著出色的表現(xiàn)，對(duì)于功率電子領(lǐng)域的研發(fā)工作有著重要的意義。

文件下載：Infineon Technologies REF-1EDC60H12AHDPV2雙極電源功能板.pdf

一、評(píng)估平臺(tái)概述

1. 平臺(tái)用途

這個(gè)評(píng)估平臺(tái)主要用于提取TO247 3引腳和4引腳封裝的分立器件的開關(guān)損耗。它是現(xiàn)有雙脈沖平臺(tái)的改進(jìn)版本，為用戶提供了研究MOSFET、IGBT及其驅(qū)動(dòng)器開關(guān)行為的有效工具，可通過通孔和表面貼裝兩種方式進(jìn)行測(cè)試。

2. 適用人群

此文檔主要面向評(píng)估板的所有者和用戶。需要強(qiáng)調(diào)的是，只有經(jīng)過培訓(xùn)的人員才能操作該評(píng)估板，因?yàn)樯婕暗?a target="_blank">高壓等危險(xiǎn)因素，操作不當(dāng)可能會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的后果。

二、重要注意事項(xiàng)與安全預(yù)防措施

1. 重要注意事項(xiàng)

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，不能用于可靠性測(cè)試或生產(chǎn)。它們?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)雖考慮了環(huán)境條件，但未在安全要求、全工作溫度范圍或使用壽命等方面進(jìn)行全面測(cè)試和認(rèn)證。此外，評(píng)估板和參考板可能不符合CE等標(biāo)準(zhǔn)，用戶需確保其使用符合所在國(guó)家的相關(guān)要求和標(biāo)準(zhǔn)。

2. 安全預(yù)防措施

• 高壓測(cè)量：評(píng)估板的直流母線電位最高可達(dá)800VDC，使用示波器測(cè)量電壓波形時(shí)，必須使用高壓差分探頭，否則可能導(dǎo)致人身傷害或死亡。
• 電容放電：評(píng)估板包含直流母線電容器，主電源移除后，電容器需要時(shí)間放電。顯示屏LED變暗并不意味著電容器已放電到安全電壓水平，不注意可能會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重后果。
• 高溫風(fēng)險(xiǎn)：測(cè)試過程中，評(píng)估板的散熱器和器件表面可能會(huì)變熱，處理時(shí)需采取必要的預(yù)防措施，以免受傷。
• 專業(yè)操作：只有熟悉電力電子和相關(guān)機(jī)械的人員才能規(guī)劃、安裝、調(diào)試和維護(hù)該系統(tǒng)，否則可能導(dǎo)致人身傷害和設(shè)備損壞。
• 靜電防護(hù)：評(píng)估板包含對(duì)靜電放電（ESD）敏感的部件和組件，安裝、測(cè)試、維護(hù)或修理時(shí)需要采取靜電控制措施，否則可能導(dǎo)致組件損壞。
• 包裝移除：評(píng)估板發(fā)貨時(shí)帶有包裝材料，安裝前必須移除，否則可能導(dǎo)致過熱或異常運(yùn)行情況。

三、評(píng)估平臺(tái)詳細(xì)剖析

1. 交付內(nèi)容

2. 框圖與主要特性

框圖

主板的核心是由S1和S2組成的半橋，S1也可以用二極管代替。需要注意的是，電感L1不包含在板上，也不在交付范圍內(nèi)。

主要特性

• 開關(guān)損耗計(jì)算：能夠準(zhǔn)確計(jì)算開關(guān)損耗，為工程師評(píng)估器件性能提供重要數(shù)據(jù)。
• 易于更換：被測(cè)設(shè)備（DUT）和子板可以方便地在其連接器上進(jìn)行更換，提高了測(cè)試的靈活性和效率。
• 固定探頭支架：為低側(cè)、柵源和漏源電壓測(cè)量提供固定探頭支架，確保測(cè)量的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。
• 高壓測(cè)試：直流母線最高可承受800V測(cè)試，滿足了大多數(shù)高壓應(yīng)用場(chǎng)景的需求。

3. 主板參數(shù)與技術(shù)數(shù)據(jù)

四、系統(tǒng)功能與操作流程

1. 系統(tǒng)功能描述

評(píng)估板分為初級(jí)和次級(jí)部分，初級(jí)部分包含輔助和邏輯部分，次級(jí)部分為“功率”部分。除了固定電壓探頭支架外，還有SMD測(cè)試點(diǎn)，可用于訪問相應(yīng)的信號(hào)。對(duì)于高側(cè)電壓測(cè)量，必須使用差分探頭。

2. 調(diào)試與測(cè)試配置

調(diào)試

將直流電源連接到+VDC和GND - Sec，電感根據(jù)測(cè)試需求插入中點(diǎn)和+VDC或GND - Sec，不同的連接方式適用于不同的測(cè)試場(chǎng)景，如高側(cè)DUT或低側(cè)二極管測(cè)試。

功能塊描述

輔助電源的+12V連接器平均消耗100mA電流，其功能通過兩個(gè)LED（D100表示+12V，D101表示+5V）指示。可以通過設(shè)置X120上的跳線來選擇不同的供電方式，如通過驅(qū)動(dòng)器卡或微控制器供電。

3. 3引腳測(cè)量

對(duì)于3引腳器件，需要通過電源連接器上的焊橋?qū)⒃礃O和檢測(cè)引腳短路，以進(jìn)行正確的測(cè)量。

五、系統(tǒng)設(shè)計(jì)與性能

1. 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。設(shè)計(jì)包中包含了評(píng)估平臺(tái)的原理圖等重要信息，為工程師進(jìn)行二次開發(fā)或深入研究提供了便利。

2. 系統(tǒng)性能

雙脈沖原理

雙脈沖原理在相關(guān)文檔中有詳細(xì)描述，在為評(píng)估板供電前，需要計(jì)算分流器值是否足以承受通過DUT的電流。同時(shí)，關(guān)于電感的正確取值也有相關(guān)的參考資料可供查閱。

測(cè)試點(diǎn)選擇

選擇測(cè)試點(diǎn)時(shí)，要選擇正確的電壓探頭額定值，并盡量減小接地環(huán)路。不同的測(cè)試點(diǎn)對(duì)應(yīng)不同的測(cè)量對(duì)象，如X111為半橋中點(diǎn)（高壓），X112為低側(cè)柵極等。

啟動(dòng)與關(guān)閉程序

啟動(dòng)程序包括安裝驅(qū)動(dòng)卡、插入DUT、連接電源和負(fù)載電感、插入探頭等步驟，然后按照一定順序施加電壓進(jìn)行測(cè)量。關(guān)閉程序則是先關(guān)閉高壓源，再關(guān)閉輔助電源和函數(shù)發(fā)生器。

六、總結(jié)與思考

英飛凌的1200V CoolSiC? MOSFET評(píng)估平臺(tái)為電子工程師提供了一個(gè)強(qiáng)大的工具，用于研究和評(píng)估功率器件的開關(guān)性能。在使用過程中，我們必須嚴(yán)格遵守重要注意事項(xiàng)和安全預(yù)防措施，確保操作的安全性。同時(shí)，通過深入了解平臺(tái)的設(shè)計(jì)和功能，我們可以更好地利用它進(jìn)行研發(fā)工作，提高產(chǎn)品的性能和可靠性。大家在使用這個(gè)評(píng)估平臺(tái)的過程中，有沒有遇到過一些特別的問題或者有什么獨(dú)特的使用經(jīng)驗(yàn)?zāi)?？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。