提高硬开关半桥配置的测试覆盖
用于较高功率电平的电源转换器和逆变器设计通常以硬开关半桥配置为基础。对于这些装置，用户必须特别注意正确进行开关操作，以防止出现直通事件。使用 R&S®RTE 和 R&S®RTO 示波器设置复杂的实时触发条件，可以提高电源转换器和逆变器系统的测试覆盖和稳健性。
您的任务
硬开关半桥配置是有效进行电源转换的常用方法，尤其是在高功率电平的情况下。随着碳化硅 (SiC) 等设计应用的开关速度不断提高，从开关节点到栅极的寄生耦合变得愈加严重。这会导致无用的高边栅极毛刺和启动情况，且半桥的两个晶体管同时导通。这种直通事件会损坏晶体管。增强大功率设计的稳健性，是一个重要的安全问题。这需要确保半桥的高边栅极不会出现重大毛刺。
罗德与施瓦茨解决方案
R&S®RTO 和 R&S®RTE 示波器提供易于使用的高级数字触发单元。不同于模拟触发单元，数字触发单元利用捕获路径上的采样值判定数字域中的触发事件。这可以避免传统示波器使用单独的模拟触发路径而带来的缺点。
数字触发识别关键操作点的优势
罗德与施瓦茨解决方案的优点：
- 非常灵活地设置完整的实时 A/B/R 触发条件
- 单独设置触发迟滞以优化相应信号的触发灵敏度
- 在全带宽下提供一流的触发灵敏度，可以捕获微弱的无用毛刺
- 抖动极低，可确保稳定触发
将高边栅极信号的触发值调整到可接受的最大值时，用户可以轻松识别任何违反此条件而可能导致直通的开关事件。实时操作确保不会遗漏任何重大事件。在验证测试过程中利用不同的负载和环境条件操作被测设备，能够识别临界条件，并消除出现直通的风险。
测量装置
为了验证出现直通事件的风险，必须同步测量高边和低边开关的栅源电压。用户必须确保高边栅极信号中没有任何毛刺超出预定义的电压电平，以防止意外开启相应晶体管。此项任务需要进行复杂的触发设置并确保一流的触发准确度，还必须精确定义触发阈值。
- 将序列的下一个触发事件 (B) 定义为检测开关 T1 栅源终端上的毛刺。仅当第一个触发事件 (A) 发生后，才会激活此触发。根据最糟糕的应用条件定义毛刺电平、极性和宽度值
- 定义重置条件，以便在无毛刺事件时在特定超时后重置第一个预触发事件。低边开关的最大接通时间规定触发设置的超时值
应用测量结果
使用基于对称半桥拓扑的 500 W 直流-直流开关电源演示如何自动识别可能导致直通的关键栅极定时事件。被测电源的输入电压介于 36 V 至 72 V，可生成 3.3 V 输出电压。开关频率为 400 kHz。根据数据表，MOSFET 栅极可能的电压阈值最低为 2 V。
为了确定安全裕度，从 2 V 开始降低高边栅极毛刺触发的触发电平，直至发生触发事件。如测量结果所示，在 1.88 V 时（绿框）生成触发事件。这表明安全裕度为 120 mV，具体视实际应用而定。必须确定安全裕度是否足以保证转换器或逆变器系统的稳健性。
除了利用触发功能，用户还可以更深入地了解电路，例如变压器漏电感和开关输出电容之间的谐振频率（蓝框）。
摘要
R&S®RTO 和 R&S®RTE 示波器的数字触发系统具有实时触发功能。数字触发具有高精度和极低的触发抖动，并在全带宽下实现高触发灵敏度。这些优点和高动态范围与直观用户界面等其他特性相结合，使示波器成为功能强大的工具，以用于调试和分析采用电桥配置的转换器设计。
相关产品
