電感是導體的一種特性,會阻礙電流的變化。電感阻礙電流的變化并不會消耗電能,而是以磁場/電磁感應的方式存儲釋放能量,以達到阻礙電流變化的目的。
導體的電感主要由自感和互感組成。自感是導體或線圈自身的電感量,和導體的大小、形狀有關。互感則是其他導體或線圈對自身的影響,也就是其他可以產生磁場的物體對自身的影響,與所處位置、導體線圈中間是否有鐵芯等因素有關。導體電感與流通電流大小、變化率無關,和溫度也幾乎無關。它是導體本身及所處位置形成的一個特定物理量。
雜散電感是一種非專門設計的、寄生的、附帶的電感,不是我們想要的。功率模組的雜散電感主要來自元件本身雜感(主要是母線電容和功率模塊內部雜感)和連接導體雜感(回路雜感,比如母線電容到功率模塊之間以及元件引線雜感)。
眾所周知,碳化硅功率器件具有開關頻率高的特點,開關頻率高會導致電流變化更快。電感的特性是阻礙電流的變化,電流變化越快,其阻礙效果越強。通過公式UL=-L*di/dt可以推出,雜散電感過高對功率器件運行最主要的影響是會導致Vds峰值過高以及電壓電流更長更劇烈的拖尾震蕩。前者主要影響設計余量,增加過壓擊穿風險。后者將增加電磁干擾,對損耗及損耗計算造成影響。
在功率模組設計中,為避免回路雜散電感的影響,我們可以通過改變導體的形狀位置、合理布置來減小雜感,或者在選用電容和功率器件時予以余量考慮。對于功率器件動態測試來說,一個低雜感的測試工裝,可以更清晰更準確地測試出碳化硅器件的動態性能。青銅劍技術最新的低雜感功率模塊測試工裝可做到低于20nH的雜散電感,對于碳化硅的高頻動態測試具有良好效果。
青銅劍技術低雜感工裝的雙脈沖實測波形
對于功率器件應用測試而言,測試功率器件在不同的回路雜感下是否能安全正常的工作是一項非常重要的工作。我們當然希望回路雜感越小越好,甚至不存在。但是電感是導體的一種固有特性,實際工作回路中一定會有雜感,只是高和低的區別。
在功率模組的設計過程中,可以通過仿真來提前評估功率模組的雜感以及功率器件的運行情況。或者在功率模組實際設計組裝完成后,進行模組雙脈沖測試來實際測試是否能安全正常運行以及回路雜感大小。但這兩個方法都不完美,前者要考慮數據的真實性,后者則可能耽誤設計時間。青銅劍技術最新設計的可調雜感測試工裝,可以有效解決此問題。通過這款工具,可在功率模塊動態測試中,模擬不同的回路雜感進行測試,獲取真實有效的數據,評估該功率模塊應對不同雜感的工作能力,對功率模組的設計提供有效的數據支撐。
有功率器件動態測試需求的朋友,如您對低雜感測試工裝和可調雜感測試工裝感興趣,歡迎聯系青銅劍技術,我們可以提供定制化的功率器件動態測試設備設計服務。
審核編輯:湯梓紅
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原文標題:雜散電感對碳化硅功率器件動態測試的影響
文章出處:【微信號:青銅劍技術,微信公眾號:青銅劍技術】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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