當(dāng)驅(qū)動(dòng)電壓為-4V/+15V時(shí),通過上圖可以看到,是否正確補(bǔ)償對(duì)測(cè)量結(jié)果有非常大的影響。當(dāng)探頭未進(jìn)行阻抗匹配時(shí),驅(qū)動(dòng)波形振蕩幅度明顯變大,測(cè)量量值也更大,這將會(huì)導(dǎo)致對(duì)驅(qū)動(dòng)電壓的誤判。當(dāng)探頭正確阻抗匹配時(shí),驅(qū)動(dòng)電壓振幅更小,測(cè)量值與實(shí)際外加電壓一致。
原因4:無源探頭未使用最小環(huán)路測(cè)量
無源探頭標(biāo)配的接地線有接近10cm長,采用這樣的接地線時(shí),會(huì)出現(xiàn)同高壓差分探頭一樣,即測(cè)量線圍出一個(gè)很大的面積,成為一個(gè)天線,測(cè)量結(jié)果會(huì)受到SiC MOSFET開關(guān)過程中高速變化的電流的影響。同時(shí),過長的接地線可以看做一個(gè)電感,也會(huì)導(dǎo)致震蕩的產(chǎn)生。
為了降低這一影響,可以使用廠商標(biāo)配的彈簧接地針,其長度短、圍出的面積更小。從上圖中可以看到,使用標(biāo)配接地線時(shí),驅(qū)動(dòng)波形震蕩嚴(yán)重,其峰值最大達(dá)到xxV,超過了SiC MOSFET柵極耐壓能力;當(dāng)使用彈簧接地針后,波形震蕩大大減輕了,幅值均在SiC MOSFET柵極耐壓能力范圍內(nèi)。
長接地線與短彈簧地線波形對(duì)比
示波器自帶長接地線、短彈簧地線
原因5:探頭高頻共模抑制比不夠
對(duì)于橋式電路中的上管SiC MOSFET,其S極為橋臂中點(diǎn),其電壓在電路工作時(shí)是跳變的。其跳變的幅度為電路的母線電壓,對(duì)于1200V SiC MOSFET而言,母線電壓為800V;其跳變的速度為SiC MOSFET的開關(guān)速度,可達(dá)到100V/ns。此時(shí)要測(cè)量上管的驅(qū)動(dòng)電壓,就需要面對(duì)這樣高幅值、高速度跳變的共模電壓。
從上圖中可以看到,當(dāng)采用常見的高壓差分探頭時(shí),驅(qū)動(dòng)波形振蕩更大,在第一個(gè)脈沖內(nèi)Ton時(shí)間測(cè)量值偏低,在Toff時(shí)間內(nèi)存在偏置,在第二個(gè)脈沖上升沿存在嚴(yán)重的震蕩。這主要是由于高壓差分探頭在高頻下的共模抑制比不夠?qū)е碌?,此時(shí)我們就需要使用具有更高共模抑制比的光隔離探頭來測(cè)量上管驅(qū)動(dòng)電壓波形。從下圖中可以看到,當(dāng)采用光隔離探頭后,波形震蕩明顯減小,第二脈沖上升沿的嚴(yán)重震蕩消失,在關(guān)斷時(shí)間內(nèi)電壓測(cè)量值與實(shí)際外加電壓接近。
光隔離探頭與高壓差分探頭波形對(duì)比
示意圖為泰克光隔離探頭ISOVu
原因6:測(cè)量點(diǎn)離器件引腳根部過遠(yuǎn)
4pin的圖片和等效示意圖
當(dāng)我們測(cè)量驅(qū)動(dòng)電壓波形時(shí),探頭并不能直接接觸到SiC MOSFET芯片,而只是能接到器件的引腳上??梢詫⑵骷囊_看作為電感,那么我們實(shí)際測(cè)得的驅(qū)動(dòng)電壓為真實(shí)的柵-源極電壓和測(cè)量點(diǎn)之間引腳電感上壓降之和。那么,測(cè)量點(diǎn)之間引腳長度越長,測(cè)量結(jié)果與SiC MOSFET芯片上真實(shí)的柵-源極電壓差異越大。
為了降低這一影響,需要將探頭接到器件引腳的根部,最大限度得縮短測(cè)量點(diǎn)之間引腳的長度。從下圖中可以看到,當(dāng)測(cè)量點(diǎn)位于引腳根部時(shí),開通驅(qū)動(dòng)波形振蕩幅值及振蕩頻率明顯減少,關(guān)斷驅(qū)動(dòng)波形振蕩幅值也明顯減少。
探頭接引腳根部與遠(yuǎn)離根部