Современная электроника №4/2020

ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ 36 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 4 2020 ведены осциллограммы измерений на МОП-транзисторе или БТИЗ в нижнем плече преобразователя. Рассмотрим этапы двухимпульсного тестирования и выясним, почему очень важно кон- тролировать длительность и синхро- низацию импульсов (эти этапы пояс- няются рисунками 5, 6 и 7). Первый этап – подача импульса включения 1 с заранее установлен- ной длительностью. Он открывает транзистор, и ток начинает протекать через индуктивную нагрузку. В тече- ние этого этапа устанавливается нуж- ный испытательный ток I с , как показа- но на рисунке 7. Второй этап начинается после спа- да первого импульса, что вызыва- ет ток в оппозитном диоде. Период выключения кратковременный, что- бы значение тока сохранялось почти на постоянном уровне. Это видно на рисунках 5 и 6: ток протекает через диод верхнего плеча двухтактного преобразователя на МОП- или IGBT- транзисторах. Третий этап представлен вторым импульсом включения. Его длитель- ность меньше, чем у первого импуль- са, поскольку транзистор перегрева- ется. Но эта длительность должна быть достаточной для выполнения измере- ний. Показанный на рисунке 7 выброс тока вызван обратным восстановле- нием оппозитного диода из МОП- или IGBT-транзистора верхнего плеча. Значения времени выключения и включения измеряются в момент спада первого импульса и нарастания второго. Схема двухимпульсного тестирования Аппаратная схема двухимпульсного тестирования относительно проста и является общей для большинства тех- нических лабораторий. В схему входят осциллограф средней ценовой катего- рии, пробник с высоким коэффициен- том подавления синфазного сигнала и источник питания постоянного тока или источник-измеритель для подачи питания на нагрузку. Для выполнения теста генератор сиг- налов произвольной формы и стан- дартных функций подключают к схеме управления IGBT-транзистора. Генера- тор должен быть способен сформиро- вать как минимум два импульса напря- жения разной длительности (см. рис. 8). Как было сказано ранее, длительность первого импульса должна быть уста- новлена такой, чтобы получить нуж- ное значение коммутируемого тока. Длительность второго импульса долж- на регулироваться независимо от пер- вого. Она обычно меньше длительности первого импульса, чтобы не допустить повреждения силового транзистора. Для схемы измерений очень важ- но, чтобы генератор обеспечивал быстрое и гибкое формирование сиг- налов. Двухимпульсное тестирова- ние применяют на этапах исследова- ний и разработок, проверки и оценки характеристик, а также при диагно- стике и ремонте на всех уровнях – от уровня компонентов до готового изде- лия. Во всех этих областях применения необходимо быстро и просто изменять параметры и проводить измерения с высокой эффективностью и стабиль- ностью. Несмотря на то что существует ряд способов создания импульсов вручную с помощью ПК или микроконтролле- ра, одним из самых простых и надёж- ных является применение генерато- ра сигналов произвольной формы и стандартных функций со специали- зированным приложением для двух- импульсного тестирования, интерфейс которого показан на рисунке 9. Данное программное обеспечение позволяет пользователю настраивать ряд параме- тров в одном окне, включая: ● количество импульсов: от 2 до 30; ● длительность импульса: от 20 нс до 50 мкс; ● напряжение высокого и низкого уровня; ● задержка запуска; ● источник сигнала запуска: запуск вручную, внешний или по таймеру; ● нагрузка: 50 Ом или высокоимпе- дансная. Проведение двухимпульсных измерений Для выполнения двухимпульсно- го тестирования была использована демонстрационная плата EVAL6498L от компании STMicroelectronics и n-канальные МОП-транзисторы STFH10N60M2 на 600 В с номиналь- + U сс I к IsoVu Осциллограф смешанных сигналов серии 5 или 6 AFG 31000 Токовый пробник Источник питания постоянного тока I э U кэ -U Нагрузка R 3 U зэ Схема управления БТИЗ Рис. 8. Аппаратная схема установки для выполнения двухимпульсного тестирования Рис. 9. Интерфейс программного обеспечения двухимпульсного тестирования