基于onsemi EVBUM2897G-EVB评估板的双脉冲测试技术详解
onsemi EVBUM2897G-EVB评估板设计用于比较测量各种分立封装的Elite SiC MOSFET和IGBT。Onsemi EVBUM2897G-EVB电路板使用户能够快速测试和评估六种封装类型器件的开关性能：TO247-3L、TO247-4L、D2PAK-7L、BPAK7、TOLL和POWER88。该系统为性能测试和设备比较提供了高效的解决方案，具有离散DPT功能，可简化操作。
数据手册：*附件：onsemi EVBUM2897G-EVB 评估板数据手册.pdf
特性
- 四层FR4印刷电路板，铜厚70µm
- 低电感PCB布局
- 专为支持高达1200V的设备而设计
- 隔离式单栅极驱动器，带2.5kV绝缘材料
- 可选电解质或薄膜电容器 直流链路
- 集成电流测量互感器
- 集成绕线空气电感器80µH
- 直流链路高达1100V
框图
基于onsemi EVBUM2897G-EVB评估板的双脉冲测试技术详解
一、评估板核心架构
1.1 主板设计特点
- PCB结构：4层FR4板材，铜厚70mm，低电感布局设计
- 电压支持：最高支持1200V器件测试，DC链接电压最高1100V
- 驱动隔离：独立单通道栅极驱动器，2.5kV绝缘等级
- 保护机制：支持READY故障功能，在电源初次上电时自动进入故障状态
1.2 关键功能模块
- 栅极驱动系统：采用NCD57084驱动器，支持外部PWM信号输入
- 电流测量：集成电流互感器(CT)，提供10倍衰减比
- 电感组件：空芯绕线电感80mH，可承受150A脉冲电流
- 电容配置：可选电解电容或薄膜电容DC链接
二、子卡系统详解
2.1 封装兼容性
评估板提供6种子卡，全面覆盖主流功率器件封装：
| 封装类型 | 安森美订单号 | 支持器件示例 |
|---|---|---|
| TO247-3L | RA0771EB | NTHL022N120M3S |
| TO247-4L | RA0770EB | NTH4L022N120M3S |
| D2PAK-7L | RA0772EB | NTBG022N120M3S |
| BPAK-7 | RA0769EB | NTTC040N120M3S |
| TOLL | RA0773EB | NTBL045N065SC1 |
| POWER88 | RA0774EB | NTMT045N065SC1 |
2.2 子卡设计特性
三、测试配置与操作指南
3.1 电气规格
- 工作电压：DC输入840VDC（最大900VDC）
- 栅极驱动电压：标准配置+18V/-3V输出
- PWM输入电平：低电平0-1.5V，高电平3.5-5V
- 电流消耗：5V电源约100mA
3.2 测量设置
- 信号连接：
- IN1：低侧DUT PWM输入
- IN2：高侧DUT PWM输入
- 推荐使用AMPHENOL RF 135101-01-24.00 SMA电缆
- 探头配置：
3.3 操作流程
- 选择对应子卡并安装至主板
- 连接VGS、VDS、ID探头及BNC电缆
- 设置信号发生器参数（如VPWM=5V，10脉冲，30kHz）
- 连接电源并逐步增加高压电源电压
- 监测波形并调整栅极电阻优化性能
四、栅极电阻优化策略
4.1 参数权衡
- 低RG值（如3.9Ω）：高速开关、低损耗、高VDS过冲
- 高RG值：低速开关、高损耗、低VDS过冲
- 评估板标配RG_ON=3.9Ω，RG_OFF未焊接
4.2 调谐选项
- 支持两个SMD 1206封装电阻并联
- 可选通孔电阻（如R0204型）实现免焊接快速调谐
五、测试结果与分析
5.1 典型测试条件
- 直流电压：400-800VDC
- 脉冲电流：50-100A
- 栅极电阻：3.9Ω-6.8Ω
- 结温：25℃
- 栅极电压：+18V/-3V
- 脉冲宽度：1.0-1.6ms
5.2 性能对比
基于实际测试数据，不同封装器件在相同条件下的表现：
- 开关速度：di/dt在4380-6580A/ms范围
- 开关损耗：EON+EOFF总计520-572mJ
- 过冲控制：VDS过冲必须不超过MOSFET的VDSS额定值
六、安全注意事项
- 高压警告：DC链接存在高压，LD3指示灯亮起时禁止接触主板
- 防护措施：必须由受过安全标准培训的专业人员在实验室环境操作
- 电容放电：断开电源后需等待数分钟确保DC链接完全放电
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