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中山高空作业车出租, 珠海高空作业车出租, 江门高空作业车出租    SiC功率器件的双脉冲测试方法?

作者:admin 发布::2022-08-14

      中山高空作业车出租, 珠海高空作业车出租, 江门高空作业车出租    SiC功率器件的双脉冲测试方法?     为了快速验证驱动电路的设计是否合理,搭建一套测试台进行双脉冲测试。双脉冲测试的主要作用是对比不同功率器件的参数和性能,获取功率器件的静态参数和动态参数,以及根据功率器件在开关过程的主要参数,评估驱动电路的设计合理性。通过简单的双脉冲试验电路搭建,可以实现上述试验目的。

      1  双脉冲试验的基本原理: 双脉冲试验测试回路,主要包含直流电源,两个被试SiC功率器件和一个负载电感。双脉冲试验的测试原理: 第一个脉冲时,𝑉𝑠变成高电平,Q2导通,𝑉𝐶加到空心电感L两端,流过Q2和电感L的电流表达式为𝐼1=𝑉𝐷𝐶∗𝑡1/𝐿  其中𝑉𝐶为电源电压,𝑙为负载电感的电感值,t1为第一个脉冲的导通时间。第一个脉冲结束时的电感电流由𝑉𝐶𝑙𝑡1决定,t1时间越长,则流过的电流越大,因此可以通过调整t1的大小来调节电感电流的大小。第一个脉冲结束时,Q2关断,负载L电流由D1续流,忽略电感和续流二极管损耗,该电流保持不变。 第二个脉冲时,Q2再次导通,二极管D2进入反向恢复时间,反向恢复电流𝐼𝑟流过Q2,电流探头连接在下管的漏极,𝐼上可以反映出𝐼𝑟的大小。右侧圈出得蓝色线中产生了电流尖峰。此时电压和电流重叠的面积会产生导通损耗𝐸𝑛 从标准双脉冲测试波形可以看出: t2时刻,重点观察SiC功率器件的开通过程,𝐼𝑟的幅值及变化率为判断驱动电阻选型的关键指标。第二个脉冲结束时,Q2再次关断,此时𝐼电流较大,由于母线杂散电感的存在,会产生一定的电压尖峰。第二个脉冲结束时,重点观测SiC功率器件Q2两端的电压尖峰。 

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      2  SiC功率器件的双脉冲测试结果及分析 根据以前对双脉冲试验台的描述,搭建测试SiC功率器件的双脉冲测试台。在双脉冲测试台中,使用金属膜电容作为直流链支撑电容,提供双脉冲所需要的瞬时能量。控制台高压部分通过安全罩进行隔离。    对于SiC功率模块,执行双脉冲试验的测试条件如表:  1 母线电压𝑉𝐶 800V 2 漏源极电流𝐼560A 3 栅极电阻𝑅 4 栅极驱动电压𝑉𝑠 +15V/-4V

 

 

       1) SiC功率器件开关波形: 为了验证驱动电阻取值的合理性,观测双脉冲测试中第二个脉冲的开通波形如图5.4所示,测试𝐼𝑟的幅值及变化率,并计算在驱动电阻下的开通损耗。 𝑉𝑠为下管驱动电压,𝑉𝑠_𝐿为下管两端电压,𝑉𝑑𝑠_𝐻为上管两端电压,𝐼为栅源极电流。在开通时刻,𝐼电流叠加反向恢复电流后最高值达到700A,开通时间为100ns。通过示波器计算,SiC功率器件的开通损耗为20.4mJ。反向恢复电压达到1024V,未超过功率器件1200V耐压。 SiC模块在双脉冲试验中,从第二个脉冲的关断时刻波形 可以看出: 各采样通道定义与图5.4一致,SiC MOSFET的关断时间约为150ns,通过示波器计算,SiC功率器件的关断损耗为35.5mJ。其中下管两端电压尖峰为1018A,未超过SiC功率器件1200V耐压。计算可得,开关总损耗𝑃𝑊59.9mJ。由于开关尖峰电压已接近标称耐压值,驱动电阻再减小可能会在SiC功率器件开关时产生过压风险,因此选择驱动电阻为2.2Ω是合理的。 

     2) SiC功率器件短路保护测试波形: 在双脉冲试验中,延长第二个脉冲的开通时间,使流过功率器件的电流持续增大直至短路保护电路工作。观测到的短路波形。各采样通道定义一致,电流达到1540A时触发短路保护,此时SiC功率器件的驱动信号𝑉𝑠首先关断,在500ns内下管完成关断动作,电流降到0A。在短路保护的器件关断过程中,下管关断电压尖峰冲高至1148V,未超过SiC功率器件的1200V耐压。证明了驱动电路的短路保护功能在较短时间内可靠完成短路保护。 

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