Neue Doppelpuls-Test-Software für AFGs
Schnellere Leistungseffizienztests
Fortsetzung des Artikels von Teil 2
Doppelpulstest-Setup
Der Geräteaufbau für die Durchführung eines Doppelpulstests ist relativ einfach und wie in Abbildung 8 dargestellt in den meisten technischen Labors gängig. Das Setup umfasst ein Oszilloskop, einen Tastkopf mit hoher Gleichtaktunterdrückung, Strom- und Differentialtastköpfe sowie eine Gleichstromversorgung oder eine Source Measure Unit (SMU) zur Versorgung der Last.
Zur Durchführung des Tests wird ein arbiträrer Funktionsgenerator (AFG) mit einem isolierten Gate-Treiber verbunden und muss dazu in der Lage sein, mindestens zwei Spannungsimpulse mit unterschiedlichen Impulsbreiten zu erzeugen. Wie beschrieben ist die erste Impulsbreite in der Regel länger und so eingestellt, dass der gewünschte Strom erreicht wird. Der zweite Impuls muss unabhängig vom ersten Impuls eingestellt werden und ist in der Regel kürzer als der erste Impuls, damit der Leistungsbaustein nicht thermisch zerstört wird.
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Flexibilität und schnelle Signalsynthese sind wichtige Faktoren beim Aufbau des Tests. Der Doppelpulstest ist für alle Bausteine – von der Komponentenebene bis zur Endproduktebene – geeignet und umfasst die Forschung und Entwicklung, Verifikation und Charakterisierung sowie die Analyse und Reparatur. Angesichts dieser unterschiedlichen Anwendungsfälle benötigen Forscher und Ingenieure die Fähigkeit, Parameter einfach und intuitiv zu ändern und die Testfälle mit hoher Effizienz und Zuverlässigkeit auszuführen zu können.
Obwohl es verschiedene Ansätze gibt, die Impulse manuell mit einem PC oder einem Mikrocontroller zu erzeugen, ist der AFG eine der einfachsten und zuverlässigsten Lösungen im Doppelpulstest. Eine solche Software, wie in Abbildung 9 dargestellt, ermöglicht dem Benutzer, eine Reihe von Parametern in einer einzigen Übersicht einzustellen.
• Anzahl der Impulse: 2 bis 30 Impulse
• Impulsbreiten von 20ns bis 150μs
• High- und Low-Spannung
• Triggerverzögerung
• Triggerquelle (Manuell, Extern, oder Timer)
• Lastimpedanz (50Ω oder High Z)
Durchführung von Doppelpulsmessungen
Um zu zeigen, wie ein Doppelpulstest funktioniert, haben wir uns ein ST Micro-Electronics Evaluation Board (EVAL6498L), wie in Abbildung 10 gezeigt, zusammen mit einem N-Kanal 600V MOSFET mit 7,5A Drainstrom, ebenfalls von ST Micro-Electronics (STFH10N60M2), zusammengestellt. Die Anschlüssen wurden wie folg verbunden.
• Die MOSFETs wurden auf das PCB gelötet. Q2 ist der Low-Side-MOSFET und Q1 ist der High-Side-MOSFET.
• Gate und Source von Q1 mussten kurzgeschlossen werden, da Q1 nicht eingeschaltet war.
• Der Gate-Widerstand für Q2 wurde verlötet mit R= 100Ω.
• CH1 des AFGs wurde an die Eingänge PWM_L und GND des Evalboards angeschlossen.
• Eine Stromversorgung wurde an die VCC- und GND-Eingänge des Evalboards angeschlossen, um das Gate-Treiber-IC mit Strom zu versorgen.
• Eine SMU wurde an HV und GND angeschlossen, um die Spule mit Strom zu versorgen.
• Die Spule wurde ebenfalls an HV und OUT angeschlossen.
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