审核驱动电路方式,无论变压器隔离驱动和集成IC驱动,驱动电阻应满足推荐要求,如果采用加速电容或快速关断方式时
应评估其作用,负压关断时应确认其影响,一般情况下GS应有稳压管,分析驱动电路,确认电路设计合理性。
(2)驱动电压
目前,公司的大部分的开关管都是使用MOSFET或IGBT,MOSFET和IGBT的驱动都是使用电压方式,高的驱动电压会击
穿栅极,测试在空载、半载、满载、限流状态、空载满载跳变、空载到限流跳变、空载到深度限流跳变(所有的负载跳变条件
为:跳变时间5ms,tr和tf为1A对应20us),空载到短路及输入电压为、额定、,从电压到电压跳变(跳变时间为50ms)条件
下的驱动波形,要保证驱动电压低于规定电压,一般峰值应小于20V,同时注意驱动电压要满足饱和驱动。
(3)驱动波形
测试在空载、轻载、半载、满载、限流状态、空载满载跳变、空载到限流跳变、空载到深度限流跳变(所有的负载跳变条
件为:跳变时间5ms,tr和tf为1A对应20us),空载到短路及输入电压为、额定、,从电压到电压跳变(跳变时间为50ms)条
件下的驱动波形,波形的上升和下降沿应平滑,且满足效率和EMI要求(上升时间较快,管子的开通损坏小,但是电压尖锋较
高,EMI会较大),开通中不应有下跌,关断后不会出现尖冲,死区时间满足设计要求。
对比PWM芯片输出波形和驱动波形,确认驱动波形和PWM输出波形一致。
(4)驱动回路
功率器件(MOSFET和IGBT)驱动电源要求低的阻抗特性,驱动回路面积尽可能小,驱动线尽量短,且驱动回路必须与功
率回路分开。
(5)瞬态状态下的波形
在瞬态条件下,如开关机、输出突加负载、突减负载,由限流态到稳压态的转换,从稳压到限流态的转换,输出短路,短
路开机,输出短路放开的情况下驱动正常。由保护到恢复的过程中,驱动正常,波形的上升和下降沿应平滑,开通中不应由下
跌,关断后不会出现尖冲,死区时间满足设计要求,驱动波形不应出现振荡现象。
判定标准:
符合测试说明,合格;否则不合格。
(6)主控制芯片供电电压的测试
用示波器测试主要的控制芯片的供电电压,捕捉模块上电过程、关机的过程以及正常工作情况下芯片供电电压的波形,芯
片供电电压必须满足芯片资料的要求,同时工作在芯片资料推荐的工作电压下,任何情况都不能出现超过芯片工作电压范围的
电压芯片供电。
3 功率半导体器件的应力测试
测试说明:
功率半导体器件主要包括:DCDC的主功率管、输出整流二极管、PFC的主功率管、PFC的整流二极管、PFC的夸接二极管
等。这些功率半导体器件的正确使用是电源可靠性的重要保证,为保证功率器件的合理使用,需要考虑合理的电流、电压降额
和结温降额,故测试应在以下几个方面注意:
A、满足电压降额要求;
B、满足电流降额要求;
C、满足温度降额要求
测试方法:
A、测试功率半导体器件在恶劣条件下的Vds电压波形,确定电压和尖锋电压。由于Vds的电压比较高,而且的电压尖锋的
频率能够达到30-40MHz,故一般的测试时,电压尖锋小于300V的,可采用一般的示波器原配探头(一般额定电压为300,带
宽为100M或50M,测试的波形不会失真),当电压尖锋大于300V时,测试以高压无源探头的测试结果为准(带宽为
100M),测试的波形一般也不会失真。对于有源高压探头,因为带宽较窄,一般为20MHz,容易失真,不建议使用。
对于电压应力的测试,主要测试在动态情况下的电压应力(因为稳态情况下的电压应力较小),具体的测试条件如下:
(1)输入电压为电压,分别测试输出空载、满载、限流状态、空载满载跳变、空载到限流(输出电压为50V左右)、空载
到深度限流(输出电压小于40V),(所有的负载跳变条件为:跳变时间5ms,tr和tf为1A对应20us),空载到短路情况下,
器件的电压应力。改变输入电压,在输入电压和额定输入电压下重新以上的测试。记录测试的应力,记录超标的电压波形。
(2)输入电压在电压和下电压之间跳变(跳变时间为20ms)分别测试输出空载、满载、限流状态、空载满载跳变、空载
到限流(输出电压为50V左右)、空载到深度限流(输出电压小于40V),(所有的负载跳变条件为:跳变时间5ms,tr和tf为
1A对应20us),空载到短路情况下,器件的电压应力。
(3)模拟系统上运行的情况测试下,在系统上,当模块处于浮充状态,监控使模块变为均充,这时由于模块电压上升速度
不一致,导致电压上升较快的模块瞬间承受过高的功率,同时模块又没法短路回缩(电压高于短路回缩点),这是模块的应力
比较大,肯可能会导致器件应力超标。具体的模拟方法:如测试25A(或50A模块)时,用100A的模块和25A模块(或50A模
块)并联,然后带100A的负载,调节100A模块的输出电压为43A,25A(或50A)模块的电压为42V,这时25A(或50A)模
块没法带载输出,突然调节25A(或50A)模块的电压为58V,这时25A(或50A)模块电压上升,从而瞬时带100A的负载,
测试这时的管子电压应力。
对于100A模块,可以采用机柜进行模拟以上的现象,主要是让模块子瞬间带很大的负载而又不让模块回缩,测试这时的电
压应力。具体可以根据实际的使用电路分析和测试分别模块的电压应力。
B、电流应力测试
测试功率器件载恶劣条件下的Ids电流波形,确定工作电流和尖锋电流,具体的测试条件如下:
(1)输入电压电压,输出电压为,分别测试输出满载、限流、空载满载跳变、空载到限流(输出电压为50V左右)、空载
到深度限流(输出电压小于40V),(所有的负载跳变条件为:跳变时间5ms,tr和tf为1A对应20us),空载到短路情况下,
器件的电流应力。
(2)输入电压载电压和电压之间跳变(跳变时间为201ms),分别测试输出满载、限流、空载满载跳变、空载到限流(输
出电压为50V左右)、空载到深度限流(输出电压小于40V),(所有的负载跳变条件为:跳变时间5ms,tr和tf为1A对应
20us),空载到短路情况下,器件的电流应力。
具体可根据实际使用电路分析和测试,分别求出使用的额定电流。
C、温度应力
分别测试功率器件的温升,温升应该满足降额要求。测试温度下器件的壳温是直接的判据;作为替代方式可以测试常温下
的温升ΔT,则器件的温升为:
Tcasemax = Tenvmax +ΔT
Tjmax = Tcasemax + P*Rth
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