電源設計十日談 | 第一日:元器件選擇和特性分析
更新時間:2017-03-06 點擊次數:
電源設計人員的需求正變得越來越高,他們面臨著巨大的壓力,需要改善效率,降低成本,縮短產品開發周期。電源設計是一項復雜的工作,這一過程有許多校驗點。在電源設計系列專題中,我們將向您介紹10個設計階段中每個設計階段的測試要求,并給出小貼士,讓您的測試更高效,讓您的生活更輕松。
某些關鍵電源元器件,如MOSFETs和IGBTs,應根據關鍵參數進行選擇,如額定電壓和電流、開機時間和關閉時間、輸入和輸出電容、開點狀態電阻和閉點狀態特點。
制造商產品技術資料最重要的細節之一可能是安全作業區(SOA)圖。應采取相應措施,了解在不同電壓和電流參數下的這一特點。問題是,制造商提供的大多數SOA圖并沒有提供完整的畫面,因為這些圖只在25°C下有效。僅依據這些數據會給實現和設計帶來重大風險,特別是熱量設計。必需在實際環境中分析部件特點,在這些環境中,電源元器件很少保持在理想的環境溫度之下。
設計的這個階段沒有原型,很難仿真預計的額定電流和電壓。解決這個問題的最好方式是使用源測量單元,它可以驅動幾十安培的電流,生成可以測量的電壓。這有助于為應用獲得實際I-V特點??梢允褂孟嗤脑O備,測量開點狀態特點的小的差異,如柵極閾值電壓、增益和開點電阻。同樣,對低電流閉點狀態測量,如泄漏電流,可以使用儀器,提供高電壓,生成可以測量的電流。
對擊穿電壓,確保提供的電壓是器件工作電壓的幾倍,以便測量擊穿電壓。在簡單的兩端子器件或比較復雜的三四端子晶體管上測量器件電容相對于電壓關系時,一定要使用能夠測試器件DC工作電壓整個范圍的電容測量系統。注意,傳統LCR儀表會告訴你電容,但不是在整個工作電壓中。
吉時利源測量單元可以作為四合一儀器:電壓/電流源、電壓/電流表、掃描分析儀、函數發生器,為這類測試提供了完美的解決方案。源表還包括可編程負載,可以測量元器件上的I-V特點,從幾μV到3KV,從幾fA到100A。一個很好的插件是IVy應用,可以從GooglePlay下載,適用于安卓智能手機或平板電腦,您可以在元器件上無縫執行I-V特性分析。
小貼士
1. 如果想測量開態特點小的差異,如柵極門限電壓(VTH)、增益(gM)和開點電阻(RDSON),可以使用能夠驅動幾十安培的儀器,生成可測量的電壓。同樣,對低電流閉態測量,如泄漏電流(IDSS),可以使用能夠提供高電壓的儀器,生成可測量的電壓。
2. 對擊穿電壓(BVDSS),您提供的電壓需要是器件工作電壓的幾倍。
3. 在簡單的2端子器件或復雜的3~4端子晶體管上,使用能夠測試整個器件DC工作電壓范圍的電容測量系統,來測量器件電容相對于電壓的關系(CISS, COSS, CRSS)。傳統LCR儀表能夠告訴您電容,但不是整個工作電壓。
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