1.雙脈沖測試原理
很多博主已經發布了大量有關雙脈沖測試的意義、雙脈沖測試原理等,顧在此不在贅訴,如有需要的小伙伴可以點這里。以下重點介紹在LTspice中雙脈沖電路的搭建及可能遇到的問題。
2.搭建雙脈沖測試
圖1 雙面測試電路圖
此次仿真中選擇CREE公司器件,其中MOSFET型號為:CPM2-1200-0080B(SiC),二極管型號為:CPW41200S010B(SiC)。
在電路圖中共有三個電壓測試點分別是:out-1,out-2,out-3。
U1(SiC MOSFET)柵極加-15V電壓保證此管處於關斷狀態。
電壓源 v4、v5(25V)為 U1、 U2(SiC MOSFET)提供25℃的結溫。(根據實際需要,大家可以設置不同的電壓值,來測試不同結溫度下管子的情況)
根據原理可知U2(下MOSFET) 源極電流IC在雙脈沖測試中最大電流Imax =(Udc / L1 )* ( t1 + t3 ) = (1200V / 50µH)* 2µS 。
根據實驗經驗:t1: t2 : t3 = 10 : 1 :(2~5)例如:額定電流為120A的模塊,時間一般設定為12ns / 1ns / 2ns
在本次仿真中,門極電阻設置為20Ω(小伙伴們可以自行調試,一般初始值設為10Ω)。
3. 波形圖
(1)脈沖信號
圖2 雙脈沖波形
圖2是電壓源V2產生的脈沖波形(測試點為out-1),其幅值為15V, 占空比50%,周期為2µs。
(2)柵極信號
圖3 門極波形
圖3 是開關器件U2門極信號波形,通過測試點out-2測試。
(3)Vde
圖4 漏源電壓波形
圖4 是開關器件U2漏源電壓波形,通過測試點out-3測試。
(4)Ic
圖5 源極電流波形
(5)匯總(方便大家對比分析)
圖6 對比分析
4.可能出現的問題
(1)電壓源V3、負載電感L1、開關頻率數值的設定
電壓源V3的值一般根據datesheet給定值設定,有時在仿SiC MOFET 電壓等級為1.2kV時,V3的值設定為540V。
L1負載電感一般情況下設定為50 µH。參考電感值: 50 µH ~ 200 µH
開關頻率,可以根據開關器件、二極管datesheet額定電流來確定 I = (V3 / L1)* T(占空比為50%時,脈沖周期)
/*通過合理的設置這3個參數,確定Ic電流*/ (划重點)
電阻阻值初始設定為10Ω,調試幅度 0 Ω- 100Ω
/*在仿真過程中調整門極電阻R1的值可以強烈地影響該過程,可以影響Vge電壓波形,Ic電流波形,Vde電壓波形*/ (划重點)
由於作者水平有限,難免存在錯漏之處,敬請廣大讀者批評指教。