

双脉冲测试
精确的能量损耗丈量是双脉冲测试的关键指标之一。解除电压探头和电流探头之间的时序误差是在示波器上进行精确功率和能量丈量的关键步骤。
合用于4B系劣注5B系列和6B系列MSO(混合信号示波器)的双脉冲测试软件 (WBG-DPT) 蕴含一种专为双脉冲测试设计的新型消偏技术。这种新鲜的步骤与传统步骤截然分歧,并且速度显著提升,能够将测试功夫缩短数幼时。
该技术合用于使用FET(场效应晶体管)或IGBT(绝缘栅双极晶体管)的功率转换器。为轻便起见,本文将使用FET术语。
为何必要消偏?
在职何功率转换器的设计中,都必须幼化开关过程中的能量损耗。这种能量损耗能够使用示波器进行丈量。通常的做法是将同步采样的电压和电流相乘,生成功率波形:
p(t) = v(t)*i(t)
由于功率波形代表随功夫变动的能量亏损,因而能够通过对功率波形积分来确定能量:
E = ∫p(t)dt
为了使这些能量损耗丈量正确,电流和电压波形的跃变必须在功夫上对齐。因而,为了获得有意思的能量损耗丈量了局,设计人员必须校对测试夹具和探头引入的分歧延长。
传统上,探头的误差是在测试装置上起头任何丈量之前推算的。对于低压利用,能够使用函数产生器和消偏适配器(Tektronix部件号P/N 067-1686-03)进行对齐。然而,这种步骤对于高压和大电流畅用并非佳选择。
用传统步骤对齐更高功率,低侧漏源电压 (VDS) 和漏极电流 (ID) 的丈量必要沉新布线测试装置。必须移除负载电感并用电阻包办。而后进行丈量,并对齐VDS和ID丈量了局。这个过程可能必要一个幼时或更长功夫。
图1. 传统的消偏步骤涉及移除负载电感并用电阻包办。
新型消偏步骤
泰克WBG-DPT解决规划选取业界初创的基于软件的消偏技术,无需沉新布线,并且在双脉冲丈量实现后执行。在该新步骤中,采集漏极电流 (ID) 并将其用作参考波形。在导通期间,使用测试电路的参数化模型推算低侧VDS对齐波形。该对齐波形以ID波形为参考,相对于ID将拥有零误差。消偏算法确定推算得到的VDS对齐波形与实测VDS波形之间的误差,而后,它将误差校对利用于VDS丈量通路。
图2. 选取新步骤,消偏在测试后进行。参数在Deskew(消偏) 菜单中指定。
消偏过程
如上所述,消偏能够在丈量实现后执行。用户能够启动双脉冲测试而无需不安VDS和ID之间的误差,稍后在Deskew(消偏)设置当选择并提供以下参数:
■ 探头电阻 - 本文中如果为电流检测电阻 (CVR) 或分流电阻
■ 有效“环路”电感
■ 偏置电压(低侧FET关断时其两端的均匀VDS)
■ 微分阶数(模型用于滑润处置的滤波器阶数)
图3. 用于构建VDS_low对齐波形的等效电路。此电路如果使用电流检测电阻丈量ID。
偏置电压和有效电感值能够自动确定。在Deskew菜单中输入的参数用于构建VDS对齐波形。该波形是使用基尔霍夫电压定律构建的:
其中:
VDD - VDS_high代表电源轨电压和高侧FET两端的压降。把稳,在导通期间,由于VDD固定且VDS_high是高侧FET体二极管两端的电压,因而该值将维持恒定。
Rshunt是电流分流电阻的阻值。
ID是凭据Rshunt两端的压降丈量得出的漏极电流。
dID/dt是测得的漏极电流变动率。
Leff是整个功率环路的有效电感。
在导通期间,如上所述,VDD - VDS_high将根基维持恒定。Rshunt和Leff也是常量。这意味着建模的VDS_low对齐波形是ID的函数。
配置参数后,用户按下WBG消偏按钮。系统会凭据指定的参数和漏极电流天生VDS的数学模型。此对齐波形会显示在屏幕上。
图4. 由ID推算得出的VDS对齐波形与实测VDS波形进行比力。误差 (Skew) 是对齐波形与实测波形之间的功夫差。一旦推算出来,即可从ID波形中去除该误差。
有效电感Leff是一个“集总”元件,它思考了如上所示的整个环路。因而,Leff通常是未知的,必要迭代过程来确定其值。消偏过程能够轻松地沉复运行,并且能够调整Leff,直到推算出的对齐波形和实测的VDS波形拥有一样的状态。若是建模的VDS对齐波形与实测的VDS波形在状态上存在差距,则能够调整参数并再次运行消偏。
一旦参数正确代表了系统,建模的对齐波形将拥有一样的状态,系统即可确定并校对误差。误差值会显示在Deskew (消偏) 设置中,并自动利用于衔接VDS信号的通路。
这个新过程能精确地推算误差,并将消偏功夫从一幼时或更长功夫缩短到仅需5到10分钟。
借助WBG-DPT软件,有效电感和偏置电压等电路参数能够自动确定。因而,能够以更少的人为过问来推算误差值。

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