電機(jī)控制器是新能源汽車電控系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分之一,它負(fù)責(zé)將電池的直流電轉(zhuǎn)換成交流電以驅(qū)動電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。在這個過程中,核心功率器件一般是 SiC 或者 GaN 材料的MOSFET 或 IGBT,承擔(dān)著電能轉(zhuǎn)換和功率控制的任務(wù)。為了保證電機(jī)控制器的性能和可靠性,需要對這些功率器件進(jìn)行嚴(yán)格的測試,其中就包括雙脈沖測試。
案例簡介
雙脈沖測試可以幫助工程師評估電機(jī)控制器中功率器件的開關(guān)速度、開關(guān)損耗、電壓和電流波形等關(guān)鍵參數(shù),進(jìn)而優(yōu)化電機(jī)控制器的設(shè)計。但在雙脈沖測試中,上管Vgs的測量是一個技術(shù)難點,它要求我們的測量系統(tǒng)不僅需要具有高帶寬特性,還需要更高的共模抑制能力。
測試實例
●被測設(shè)備:某新能源車電機(jī)控制器核心板
●測試點位:電機(jī)控制器橋式電路中的MOSFET上管Vgs,上管Vds
●客戶痛點:之前使用傳統(tǒng)差分探頭測量上管Vgs時,信號有嚴(yán)重震蕩,無法分析定位電路問題
▲原測試信號震蕩失真
測試現(xiàn)場 下面現(xiàn)場測試圖中,展示的是麥科信高分辨率示波器MHO3系列MHO3-5004、光隔離探頭MOIP系列MOIP1000P、高壓差分探頭DP1502以及被測模塊。
▲現(xiàn)場測試圖
在雙脈沖測試中,光隔離探頭測量的是上管Vgs。這個模塊是電機(jī)控制器的核心部分,其開關(guān)速度非常快,通常在納秒級別。在測試過程中,由于高速開關(guān)產(chǎn)生的電磁干擾(EMI)會對測量結(jié)果造成影響。光隔離探頭的高共模抑制比能夠洞察信號的全部真實,即使在高干擾環(huán)境下也能提供清晰的信號波形。
下管的干擾相對較不嚴(yán)重,因此差分探頭可以滿足測試需求。目前主流的雙脈沖測試使用的是200MHz帶寬、1500V隔離的差分探頭。由于測試器件的管腳比較細(xì),傳統(tǒng)的電流測量方法可能無法對較細(xì)的芯片管腳進(jìn)行直接測量,因此推薦使用羅氏線圈來測試下管Id。羅氏線圈是一種非接觸式電流測量裝置,可以在不接觸導(dǎo)線的情況下測量電流,這對于保護(hù)管腳和快速方便地獲得準(zhǔn)確的電流測量結(jié)果至關(guān)重要。 我們來看看實測波形,如下圖:光隔離探頭測量的是上管Vgs,差分探頭測量的是下管Vds和下管Vgs,同時推薦下管Id可以使用麥科信的羅氏線圈RCP1200XS進(jìn)行測量。
▲實測波形圖
客戶反饋
在之前的雙脈沖測試中,上管Vgs信號存在大的共模干擾,一開始對差分探頭CMRR這塊了解不夠深入,一直相信差分探頭的測試結(jié)果,以為震蕩是系統(tǒng)設(shè)計造成,反復(fù)修改驗證電路還是沒有解決問題,這次使用麥科信的光隔離探頭后,測試的效果非常不錯,這款光隔離探頭在高頻段依然有很高的CMRR,測試后的震蕩波形小時,結(jié)果跟我們的理論分析很相似。
總結(jié)
麥科信(Micsig)的光隔離探頭MOIP1000P,共模抑制比高達(dá)180dB,在1GHz頻段下仍能保持100dB以上的性能。這一卓越的性能使得該探頭能夠在以碳化硅(SiC)和氮化鎵(GaN)為核心器件的電路設(shè)計中,更加精準(zhǔn)和可靠的電路測試與驗證??梢宰尮こ處熌軌虿东@到真實的上管Vgs電壓波形,從而準(zhǔn)確分析電路設(shè)計是否滿足需求,確保產(chǎn)品的高性能和可靠性。
關(guān)于麥科信
深圳麥科信科技有限公司是一家行業(yè)技術(shù)領(lǐng)先的信號測試測量設(shè)備研發(fā)制造商和方案提供商,國家級高新技術(shù)企業(yè),專精特新企業(yè)。麥科信(Micsig)致力于信號測試測量領(lǐng)域前沿技術(shù)的研究和開發(fā),尤其在示波器及示波器探頭產(chǎn)品領(lǐng)域我們一直走在創(chuàng)新的前沿,是平板示波器開創(chuàng)者,光隔離探頭引領(lǐng)者。
我們秉承使命和愿景,從專業(yè)出發(fā),不斷突破技術(shù)邊界,助力每一位電子領(lǐng)域工作者與所在組織更加高效和卓越。
我們每一項創(chuàng)新只為突破產(chǎn)品的技術(shù)邊界,為行業(yè)發(fā)展趨勢探索新的可能。
公司主營產(chǎn)品有示波器系列:高分辨率示波器,平板示波器,汽車診斷示波器,分體式示波器,示波器探頭系列:光隔離探頭,高壓差分探頭,柔性電流探頭(羅氏線圈),高頻交直流電流探頭,低頻交直流電流探頭等。
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原文標(biāo)題:案例分享 | 光隔離探頭在新能源汽車電機(jī)控制器的雙脈沖測試應(yīng)用實例
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