1200V CoolSiC? MOSFET評估平臺：深入解析與使用指南

在電力電子領域，準確評估MOSFET、IGBT及其驅動的開關特性至關重要。英飛凌的1200V CoolSiC? MOSFET評估平臺（EVAL-PS-DB-MAIN）為我們提供了一個強大的工具，可用于提取TO247 3引腳和4引腳封裝分立器件的開關損耗。今天，就讓我們一起深入了解這個評估平臺。

文件下載：Infineon Technologies REF-1EDC20I12MHDPV2米勒鉗位功能板.pdf

一、重要提示與安全注意

重要提示

評估板和參考板僅用于演示和評估目的，并非商業化產品。它們未針對安全要求、全工作溫度范圍或壽命進行全面測試，也不遵循常規產品的退貨分析、工藝變更通知和產品停產程序。此外，這些板子可能不符合CE或類似標準，用戶需確保其操作符合所在國家的相關要求和標準。

安全注意事項

該評估平臺存在多種潛在危險，使用時務必嚴格遵循安全規則：

1. 由于直流母線電壓高達800V，使用示波器測量電壓波形時，必須采用高壓差分探頭，否則可能導致人身傷亡。
2. 評估板上的直流母線電容在主電源斷開后需要時間放電，顯示屏LED變暗并不意味著電容已放電至安全電壓水平。
3. 測試過程中，評估板的散熱片和器件表面可能會發熱，操作時需采取必要的防護措施，以免燙傷。
4. 只有熟悉電力電子和相關機械的人員才能對系統進行規劃、安裝、調試和維護，否則可能導致人身傷害和設備損壞。
5. 評估板包含對靜電放電敏感的部件和組件，在安裝、測試、維護或修理時，需采取靜電控制措施，若不熟悉相關程序，應參考適用的ESD保護手冊和指南。
6. 安裝前需移除評估板或參考板附帶的包裝材料，否則可能導致過熱或異常運行。

二、評估平臺概覽

平臺改進

此評估平臺是現有雙脈沖平臺的改進版本，主要改進包括：

1. 采用通孔插座而非焊點來安裝被測器件（DUT），便于重復測量時更換DUT，同時英飛凌建議盡量縮短引腳以降低引線電感。
2. 并聯設置表面貼裝分流電阻和同軸分流器，用戶可自由選擇其中一種進行電流測量。
3. 優化了驅動器負電源電壓的調節。
4. 添加了額外的連接器X101，作為驅動器與微控制器的接口。
5. 配備固定電壓探頭支架，用于測量低側開關的VGS和VDS。
6. 增加了測試點。 另外，為研究溫度對開關特性的影響，可在板上安裝帶加熱元件的散熱片。

交付內容

平臺框圖

主板的核心是由S1和S2組成的半橋，S1也可用二極管替代。需要注意的是，電感L1不在板上，也不包含在交付內容中。

主要特性

1. 可進行開關損耗計算。
2. 方便更換DUT和子板。
3. 配備固定探頭支架，用于測量低側、柵源和漏源電壓。
4. 直流母線經過高達800V的測試。

主板參數與技術數據

三、系統與功能描述

調試步驟

將直流電源連接到+VDC和GND - Sec，根據測試需求將電感插入中點并連接到+VDC或GND - Sec。

功能模塊描述

1. 輔助電源：+12V連接器平均消耗100mA電流，通過設置X120上的跳線來連接驅動器，有兩種供電方式可供選擇。
2. 驅動電壓設置：通過X106和X108設置子板上的驅動電壓，范圍為+20V至 - 5V，可通過藍色電位器R102、105、107和108調節+ADJ和 - ADJ。
3. PWM輸入：PWM信號可來自同軸連接器X103、104，也可通過X101來自微控制器。

3引腳器件測量

對于3引腳器件，需通過電源連接器上的焊橋將源極和檢測引腳短接。

四、系統設計與性能

系統設計

完整的設計包可在英飛凌主頁的下載部分獲取，但需要登錄才能下載。同時文檔提供了電源電路和主板輔助電源的原理圖。

系統性能

在使用雙脈沖原理進行測試時，常遇到如何選擇合適電感值的問題，可參考相關文檔。在給評估板供電前，需計算分流器值是否能滿足DUT的電流需求。

測試點與啟動程序

1. 測試點：要為測試點選擇合適的電壓探頭等級，并盡量減小接地環路。
2. 啟動程序：
   • 安裝驅動卡并設置跳線以獲得所需的電源電壓。
   • 將DUT插入連接器Q150、151。
   • 連接電源（VDC高達800V）、輔助電源12V和函數發生器（用于雙脈沖），建議設置電流限制以確保安全。
   • 連接負載電感。
   • 插入所需的探頭（電壓、電流）。
   • 開啟程序：先施加12V和雙脈沖，再逐漸施加高壓直至達到所需水平，最后進行測量。
   • 關閉程序：先關閉高壓電源，再關閉輔助電源和函數發生器。

五、參考資料與附錄

縮寫與定義

參考文獻

提供了相關文檔和資料的引用，如英飛凌的評估平臺文檔、用戶指南以及關于雙脈沖測試的文章。

附加信息

隔離柵極驅動器子卡EVAL - 1ED020I12F2 - DB可與該主板配合使用，且可單獨訂購。

總之，英飛凌的1200V CoolSiC? MOSFET評估平臺為電力電子工程師提供了一個全面且實用的工具，能夠幫助我們更好地了解和評估MOSFET和IGBT的開關特性。但在使用過程中，一定要嚴格遵循安全注意事項，確保測試的準確性和安全性。大家在使用這個評估平臺時遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區分享交流。