電源設計十日談 | 第一日：元器件選擇和特性分析
更新時(shí)間：2017-03-06 點(diǎn)擊次數：
電源設計人員的需求正變得越來(lái)越高，他們面臨著(zhù)巨大的壓力，需要改善效率，降低成本，縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期。電源設計是一項復雜的工作，這一過(guò)程有許多校驗點(diǎn)。在電源設計系列專(zhuān)題中，我們將向您介紹10個(gè)設計階段中每個(gè)設計階段的測試要求，并給出小貼士，讓您的測試更高效，讓您的生活更輕松。
某些關(guān)鍵電源元器件，如MOSFETs和IGBTs，應根據關(guān)鍵參數進(jìn)行選擇，如額定電壓和電流、開(kāi)機時(shí)間和關(guān)閉時(shí)間、輸入和輸出電容、開(kāi)點(diǎn)狀態(tài)電阻和閉點(diǎn)狀態(tài)特點(diǎn)。
制造商產(chǎn)品技術(shù)資料最重要的細節之一可能是安全作業(yè)區(SOA)圖。應采取相應措施，了解在不同電壓和電流參數下的這一特點(diǎn)。問(wèn)題是，制造商提供的大多數SOA圖并沒(méi)有提供完整的畫(huà)面，因為這些圖只在25°C下有效。僅依據這些數據會(huì )給實(shí)現和設計帶來(lái)重大風(fēng)險，特別是熱量設計。必需在實(shí)際環(huán)境中分析部件特點(diǎn)，在這些環(huán)境中，電源元器件很少保持在理想的環(huán)境溫度之下。
設計的這個(gè)階段沒(méi)有原型，很難仿真預計的額定電流和電壓。解決這個(gè)問(wèn)題的最好方式是使用源測量單元，它可以驅動(dòng)幾十安培的電流，生成可以測量的電壓。這有助于為應用獲得實(shí)際I-V特點(diǎn)?？梢允褂孟嗤脑O備，測量開(kāi)點(diǎn)狀態(tài)特點(diǎn)的小的差異，如柵極閾值電壓、增益和開(kāi)點(diǎn)電阻。同樣，對低電流閉點(diǎn)狀態(tài)測量，如泄漏電流，可以使用儀器，提供高電壓，生成可以測量的電流。
對擊穿電壓，確保提供的電壓是器件工作電壓的幾倍，以便測量擊穿電壓。在簡(jiǎn)單的兩端子器件或比較復雜的三四端子晶體管上測量器件電容相對于電壓關(guān)系時(shí)，一定要使用能夠測試器件DC工作電壓整個(gè)范圍的電容測量系統。注意，傳統LCR儀表會(huì )告訴你電容，但不是在整個(gè)工作電壓中。
吉時(shí)利源測量單元可以作為四合一儀器：電壓/電流源、電壓/電流表、掃描分析儀、函數發(fā)生器，為這類(lèi)測試提供了完美的解決方案。源表還包括可編程負載，可以測量元器件上的I-V特點(diǎn)，從幾μV到3KV，從幾fA到100A。一個(gè)很好的插件是IVy應用，可以從GooglePlay下載，適用于安卓智能手機或平板電腦，您可以在元器件上無(wú)縫執行I-V特性分析。
小貼士
1. 如果想測量開(kāi)態(tài)特點(diǎn)小的差異，如柵極門(mén)限電壓(VTH)、增益(gM)和開(kāi)點(diǎn)電阻(RDSON)，可以使用能夠驅動(dòng)幾十安培的儀器，生成可測量的電壓。同樣，對低電流閉態(tài)測量，如泄漏電流(IDSS)，可以使用能夠提供高電壓的儀器，生成可測量的電壓。
2. 對擊穿電壓(BVDSS)，您提供的電壓需要是器件工作電壓的幾倍。
3. 在簡(jiǎn)單的2端子器件或復雜的3~4端子晶體管上，使用能夠測試整個(gè)器件DC工作電壓范圍的電容測量系統，來(lái)測量器件電容相對于電壓的關(guān)系(CISS, COSS, CRSS)。傳統LCR儀表能夠告訴您電容，但不是整個(gè)工作電壓。
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