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本帖最后由 4317mjh 于 2020-6-15 22:57 编辑
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案例2： PCB layout： 4 _% E+ n; L, ?0 T) g: v
背景：做电机驱动器开发时，在思考，怎么验证我的设计的长期可靠性。或者说当前配置下，板上的MOSFET是否长期可靠，后来想到了如下几个方法： A、 满功率输出的情况下，检测MOSFET的VDS在全过程，有没有超过VDSmax； B、 满功率输出的情况下，检测MOSFET的封装上部的温度，有没有超过手册范围； C、 满功率输出的情况下，检测MOSFET在全过程中，是否都在SOA内。 : d( W4 ?7 W& m: e. d5 k& b
, W6 ^. N" O* V/ n其实A和C，是有重叠的；SOA已经包含了VDS电压的要求；经过一番整改A和B都达标了。但是开关过度过程的SOA情况，因为我始终没个底，开关过程中的电流峰值会达到什么水平，会不会超出了SOA允许范围，会不会影响MOSFET的长期可靠性。 为了解决这些困惑，我就开始想办法测试MOSFET开关过度状态的SOA。 & @* O/ \+ R6 Y$ Z3 M" u
开关过程的SOA检测的关键： ①在于电流的检测。开关状态的电流，是一个高频大电流，驱动器的工作电流是50A，从开关波形上看，应该需要100Mhz的带宽。高频大电流本身，就是一个很强的干扰源。 ②如何减少由于测量，而引入的插入电感；或者说插入电感必须足够小，否则会影响我原电路的工作。或者说，所测的电流和原来已经不一样了。 5 b" T7 \$ d l5 O- w: S0 A; v
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高频大电流检测方案：（稳定50A左右，开关速度在10ns~20ns左右） 6 t- J7 U. r% d" H9 s. K ~
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①普通合金采样电阻；2520； 直接串进去，然后用示波器（隔离变压器）+接地环测试； 测试的效果，过冲很大，5mΩ的采样电阻，测出的峰值电压，达到10V，即10V/5mΩ=2000A。 ②电流探头； 像PEM公司的，基于罗氏线圈的电流探头，频响可以到30Mhz； 像Pearson公司的，基于变压器的电流探头，频响可以到200MHZ，但是只能测交流电流，并且对电流的rms值有要求。 ③同轴分流器； 目前看到的最佳方案，带宽可以做到1G以上。 下图是5mΩ的同轴分流器，黄色是电流实测电流波形。 1 ~* G, p+ q& h" E' G
④同轴分流器+去嵌； 之前在是德科技和泰克科技的一些在线研讨会上，有提到，他们的解决方案，就是同轴分流器+去嵌。 , i: `# g' G' ~2 a, V2 W* {# m
7 `9 U: I( N- M, W摘自网上的一篇论文： GanPower的研讨会资料： + D. L7 Q, i4 W B3 _: T3 F3 h* Z- }
: q# |" T# F1 D( z( d4 w4 e 总结：也是借第三代宽禁带半导体的东风；因为他们的开关速度也非常快，在第三代宽禁带半导体的研发、生产过程中，也需要对MOSFET的SOA进行测量。所以，泰克、是德科技，这些仪器厂商，有提供相关测试的解决方案，比较前沿，也就是最近的事情。 还有一些第三代宽禁带半导体的生产厂商，也有一些这一块的资料。
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发表于 2020-6-15 22:51
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