新一代功率半導體的高功率應用正在越來越多地使用碳化硅 (SiC) 部件,來滿足電動汽車 (EV)、數據中心、工業和可再生能源領域對更高功率密度、更高效率及更小系統尺寸日益增長的需求。Arrow 提供種類豐富的 SiC 部件來滿足這一需求,其中包括 Wolfspeed 的 600 V 至 1700 V 分立式 SiC MOSFET 和 SiC 肖特基二極管的廣泛產品組合,以及符合行業標準且經過封裝優化的多種功率模塊。
目前為止,工程師們通常只能利用 SiC 評估套件進行一小部分組件的選擇。例如,在測試以不同方式封裝的 MOSFET 時需要使用不同的評估板,這些評估板上可能焊有不同的柵極驅動器。通常,如果工程師想要測試不同封裝的 MOSFET 或柵極驅動器,他們需要購買多種評估套件,或自行設計測試板來執行評估。這種方式會對成本、評估和開發時間造成不利影響。
SpeedVal Kit 解決方案簡介
為了應對這一挑戰,領先的 SiC 解決方案供應商 Wolfspeed 采用模塊化方法,推出了 SpeedVal Kit 模塊化評估平臺。該評估平臺利用強大的合作伙伴和產品組合來助力整個行業采用 SiC。模塊化生態系統的一個關鍵賦能因素是,與 Arrow 及其建立的技術制造商和服務提供商網絡的緊密合作。由此形成的廣泛生態系統可提供技術支持,并通過 Wolfspeed 的功率應用在線討論平臺 (Power Applications Forum) 提供設計方案討論機會。
該套件的中心是一塊母板,其金手指防呆連接器作為子卡的接口,是所開發功率級功能的基礎。這使工程師可以快速評估各種半橋功率模塊、柵極驅動器、控制卡和其他潛在配件。設計人員可以測試高達 1200 V 的所有 Wolfspeed 分立器件,同時搭配生態系統中多家制造商生產的系列豐富的柵極驅動器。
該套件可作為降壓或升壓變換器(同步或異步),或用于執行雙脈沖測試 (DPT),能夠測量:
– 時序,包括 TDELAY-ON、TDELAY-OFF、TRISE、TFALL
– 過沖,包括 VDS-MAX、ID-MAX
– 開關速度,包括 di/dt、dv/dt
– 開關損耗相關參數,包括反向恢復電荷 Qrr、開關開通能量 EON、開關關斷能量 EOFF 和反向恢復能量(損耗)ERR
通過調整該套件上的外部柵極電阻 RG,設計人員可以優化其選擇的柵極驅動器的所有上述參數。
半橋母板可支持功率子卡,這些子卡裝配有完整的熱管理系統,其中包括散熱器和隔熱體。金手指防呆連接方案使工程師能夠快速更換 SiC 器件,而無需焊接,同時保持與直流母線的低電感連接,確保最佳的開關性能。
借助這種在幾秒鐘內更換 Wolfspeed SiC MOSFET 的能力,設計人員能夠在同一個平臺上測試不同的器件,采用相同的布局和柵極驅動器,從而迅速將測量到的任何差異歸因到器件自身,并顯著加快器件選擇過程。
該平臺中包括精心挑選的合作伙伴所提供的許多可兼容的柵極驅動卡。用戶可以在保持所有其他變量不變的情況下,比較不同柵極驅動器的器件性能,從而迅速獲得適合于其應用場景的器件和柵極驅動器最佳組合。通過將這種配對納入工程師自己的設計中,可以降低設計風險、縮短產品開發周期。
構建自己的評估
SpeedVal Kit 平臺可與以下模塊搭配使用:
功率子卡(需要 1 個)- 兩個 MOSFET 的半橋配置,經過了優化,可準確測量高帶寬電流和電壓
柵極驅動卡(需要 1 個)- 雙通道驅動卡,其中包括柵極電源
控制卡和用戶界面(可選)- 通過直觀易用的 GUI 在設計中實現更多控制功能
升降壓濾波器板(可選)- 用于高功率測試
空心電感器(可選)- 用于雙脈沖測試
該套件由與 Arrow 構建起的獨特合作提供支持,能夠更輕松、經濟高效且快速地測試各種部件。此生態系統中囊括了行業中多家優秀的 Arrow 產品供應商,包括但不限于 Analog Devices (ADI)、Skyworks、Bourns、NXP、Kemet、Allegro 和 Molex。通過這種合作關系,將持續開發更多電路板,以滿足不斷變化的新設計要求。
審核編輯:郭婷
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