同軸分流器在 SiC 和 GaN 器件中的測量應用

　　前言

　　隨著現(xiàn)代電力電子的高速發(fā)展，SiC/GaN 功率器件的應用越來越廣泛，工程師經常要測量頻率高達數(shù)百 kHz，電流高達數(shù)十安培的功率電路。由于傳統(tǒng)的高頻電流探頭(如 CP8000 系列 TCP 系列)包含有鐵芯和屏蔽層，這些材料在高頻電流的作用下會有很大的損耗和發(fā)熱(參考 CP8000 系列說明書的電流頻率減額使用曲線)。所以經常發(fā)生工程師測量這些電路時損壞昂貴的電流探頭的情況。同軸分流器是一種純電阻的結構，所以在很高頻(DC-120M)的電流下的損耗沒有增加，使得其非常適合用于高頻電流的檢測。同軸分流器的缺點是沒有隔離功能，示波器和被測電路必須共地。所以一般只能用在測量低側的電流，不能直接測量高側電流。知用電子開發(fā)的 CSD 系列同軸分流器可以完全替代進口的同軸分流器。CSD 系列同軸分流器是一種電阻體是同軸結構的 4 端 KELVIN 檢流電阻。如圖：

　　BNC 端是信號輸出端。為了提高高頻性能，需要用 50 歐姆同軸電纜連接到示波器的輸入端。示波器的輸入阻抗設為 50 歐姆。

　　二、 SiC 雙脈沖電路測試

　　示波器：DPO3034，帶寬 300MHz;

　　電感：524μH(@50kHz);

　　SiC MOS：C2M0025120D，1200V，90A;

　　SiC Diode：SCS240KE2，1200V，40A;

　　對比電阻 1：國產知用 CSD01，電阻標定值是 0.01046Ω

　　2：T&M/SDN-414-01, 電阻標定值是 0.00979Ω

　　結論：測試波形一致，兩個波形測試幅值偏差 6.5%是因為兩個電阻的標定值不同。

　　圖 1 雙脈沖測試樣機

　　800V 20A 測試結果：

　　(a) 關斷電流對比

　　(b) 開通電流對比

　　圖 2 電流對比波形

　　800V 40A 測試結果：

　　(a) 關斷電流對比

　　(b) 開通電流對比

　　圖 3 電流對比波形

　　三、 CSD01 和 CT-1 電流探頭的對比

　　儀器：150M 信號源 HP8110A;

　　示波器 LECROY WAVERUNNER 204XI;

　　CT-1 電流探頭;

　　知用 CSD01 同軸分流器。

　　結論：CSD01 波形和 CT1 完全一致，上升時間 2.8nS 且沒有過沖

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