Due dispositivi semiconduttori di potenza identici sono collegati in una configurazione half-bridge. Ci sono tre modalità di test per il dispositivo inferiore (LO) e le stesse tre modalità di test per il dispositivo superiore (HI). La misurazione del dispositivo HI richiede una sonda isolata HV opportunamente classificata, con l'isolamento HV equivalente alla tensione del bus CC.
- Modalità di test 1: il dispositivo testato è acceso e conduce corrente, l'altro dispositivo è spento.
- Modalità di test 2: il dispositivo testato è nello stato OFF e blocca la corrente, l'altro dispositivo rimane OFF.
- Modalità di test 3: il dispositivo testato è nuovamente acceso e conduce corrente, l'altro dispositivo rimane spento.
L'induttore è impostato sulla posizione di commutazione 1 e il circuito è azionato in tre modalità consecutive. Innanzitutto, il dispositivo LO è azionato su ON da un impulso di gate-drive simulato e il dispositivo HI funziona in modalità free-wheeling (immagine a sinistra). Quindi, il dispositivo LO è azionato su OFF (immagine al centro) e la corrente continua a fluire nell'induttore (ma non aumenta). Infine, il dispositivo LO è azionato di nuovo su ON e la corrente del diodo a recupero inverso scorre brevemente attraverso il diodo HI poco dopo la transizione alla condizione ON, aggiungendosi alla corrente di conduzione del dispositivo LO durante questo periodo (immagine a destra). Durante il funzionamento in tutte e tre le modalità, vengono misurati l'impulso di gate-drive del dispositivo LO e la tensione di uscita e la corrente di conduzione del dispositivo LO.
L'induttore viene commutato in posizione 2 e il circuito viene fatto funzionare in tre modalità consecutive. Innanzitutto, il dispositivo HI viene attivato da un impulso di gate-drive simulato e il dispositivo HI funziona in modalità free-wheeling (immagine a sinistra). Quindi, il dispositivo HI viene disattivato (immagine al centro) e la corrente continua a fluire nell'induttore (ma non aumenta). Infine, il dispositivo HI viene nuovamente attivato e la corrente del diodo a recupero inverso scorre brevemente attraverso il diodo LO poco dopo la transizione alla condizione ON, aggiungendosi alla corrente di conduzione del dispositivo HI durante questo periodo (immagine a destra). Durante il funzionamento in tutte e tre le modalità, vengono misurati l'impulso di gate-drive del dispositivo HI e la tensione di uscita e la corrente di conduzione del dispositivo HI.
Gli ingegneri che progettano e utilizzano dispositivi a semiconduttore di potenza vogliono ridurre al minimo le perdite durante le operazioni di commutazione e conduzione per massimizzare l'efficienza. Gli ingegneri devono:
- 1. Misurare accuratamente il tempo di salita del segnale gate-drive (Vgs) e la fedeltà/forma del segnale su entrambi i dispositivi LO e HI (Vds)
- 2. Misurare con precisione la tensione di uscita del dispositivo durante la commutazione, la conduzione e lo spegnimento (blocco)
- 3. Misurare con precisione la corrente di scarico e calcolare l'efficienza durante varie modalità operative
- 4. Caratterizzare accuratamente la corrente di recupero inverso del diodo per calcolare le perdite di energia ed efficienza (per i MOSFET)
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