1200V CoolSiC™ MOSFET评估平台：设计与应用全解析

作为电子工程师，我们总是在寻找性能更优、效率更高的器件和评估平台，以满足不断发展的电子系统需求。今天就来深入探讨一下英飞凌（Infineon）的1200V CoolSiC™ MOSFET评估平台，它在开关损耗提取等方面有着出色的表现，对于功率电子领域的研发工作有着重要的意义。

文件下载：Infineon Technologies REF-1EDC60H12AHDPV2双极电源功能板.pdf

一、评估平台概述

1. 平台用途

这个评估平台主要用于提取TO247 3引脚和4引脚封装的分立器件的开关损耗。它是现有双脉冲平台的改进版本，为用户提供了研究MOSFET、IGBT及其驱动器开关行为的有效工具，可通过通孔和表面贴装两种方式进行测试。

2. 适用人群

此文档主要面向评估板的所有者和用户。需要强调的是，只有经过培训的人员才能操作该评估板，因为涉及到高压等危险因素，操作不当可能会导致严重的后果。

二、重要注意事项与安全预防措施

1. 重要注意事项

评估板和参考板仅用于演示和评估目的，并非商业化产品，不能用于可靠性测试或生产。它们在设计时虽考虑了环境条件，但未在安全要求、全工作温度范围或使用寿命等方面进行全面测试和认证。此外，评估板和参考板可能不符合CE等标准，用户需确保其使用符合所在国家的相关要求和标准。

2. 安全预防措施

• 高压测量：评估板的直流母线电位最高可达800VDC，使用示波器测量电压波形时，必须使用高压差分探头，否则可能导致人身伤害或死亡。
• 电容放电：评估板包含直流母线电容器，主电源移除后，电容器需要时间放电。显示屏LED变暗并不意味着电容器已放电到安全电压水平，不注意可能会导致严重后果。
• 高温风险：测试过程中，评估板的散热器和器件表面可能会变热，处理时需采取必要的预防措施，以免受伤。
• 专业操作：只有熟悉电力电子和相关机械的人员才能规划、安装、调试和维护该系统，否则可能导致人身伤害和设备损坏。
• 静电防护：评估板包含对静电放电（ESD）敏感的部件和组件，安装、测试、维护或修理时需要采取静电控制措施，否则可能导致组件损坏。
• 包装移除：评估板发货时带有包装材料，安装前必须移除，否则可能导致过热或异常运行情况。

三、评估平台详细剖析

1. 交付内容

评估平台的供应范围包括装在盒子里的EVAL - SiC - DP - V2主板，以及两块驱动卡REF - 1EDC20I12MHDPV2和REF - 1EDC60H12AHDPV2。具体产品信息如下表所示：	产品描述名称	评估平台V2	CoolSiCTM MOSFET 1200 V米勒钳位功能板	CoolSiCTM MOSFET 1200 V双极性电源功能板
销售产品名称	EVAL - PS - DB - MAIN	REF - 1EDC2012MHDPV2	REF - 1EDC60H12AHDPV2
OPN	EVALPSDPMAINTOBO1	REF1EDC20I12MHDPV2TOBO1	REF1EDC60H12AHDPV2TOBO1
SP编号	SP005572487	SP005613663	SP005613665
内容	主板（CoolSiCTM MOSFET 1200V评估板） - 1块；子板（米勒钳位和双极性电源板） - 各1块（共2块）	子板（米勒钳位功能板） - 1块	子板（双极性电源功能板） - 1块

2. 框图与主要特性

框图

主板的核心是由S1和S2组成的半桥，S1也可以用二极管代替。需要注意的是，电感L1不包含在板上，也不在交付范围内。

主要特性

• 开关损耗计算：能够准确计算开关损耗，为工程师评估器件性能提供重要数据。
• 易于更换：被测设备（DUT）和子板可以方便地在其连接器上进行更换，提高了测试的灵活性和效率。
• 固定探头支架：为低侧、栅源和漏源电压测量提供固定探头支架，确保测量的稳定性和准确性。
• 高压测试：直流母线最高可承受800V测试，满足了大多数高压应用场景的需求。

3. 主板参数与技术数据

参数	条件	值	单位
高压输入	-	800	V
辅助电源电压	-	12	V
最大脉冲电流	-	130	A
机械尺寸	-	180	mm
-	-	100	mm

四、系统功能与操作流程

1. 系统功能描述

评估板分为初级和次级部分，初级部分包含辅助和逻辑部分，次级部分为“功率”部分。除了固定电压探头支架外，还有SMD测试点，可用于访问相应的信号。对于高侧电压测量，必须使用差分探头。

2. 调试与测试配置

调试

将直流电源连接到+VDC和GND - Sec，电感根据测试需求插入中点和+VDC或GND - Sec，不同的连接方式适用于不同的测试场景，如高侧DUT或低侧二极管测试。

功能块描述

辅助电源的+12V连接器平均消耗100mA电流，其功能通过两个LED（D100表示+12V，D101表示+5V）指示。可以通过设置X120上的跳线来选择不同的供电方式，如通过驱动器卡或微控制器供电。

3. 3引脚测量

对于3引脚器件，需要通过电源连接器上的焊桥将源极和检测引脚短路，以进行正确的测量。

五、系统设计与性能

1. 系统设计

完整的设计包可在英飞凌主页的下载部分获取，但需要登录才能下载。设计包中包含了评估平台的原理图等重要信息，为工程师进行二次开发或深入研究提供了便利。

2. 系统性能

双脉冲原理

双脉冲原理在相关文档中有详细描述，在为评估板供电前，需要计算分流器值是否足以承受通过DUT的电流。同时，关于电感的正确取值也有相关的参考资料可供查阅。

测试点选择

选择测试点时，要选择正确的电压探头额定值，并尽量减小接地环路。不同的测试点对应不同的测量对象，如X111为半桥中点（高压），X112为低侧栅极等。

启动与关闭程序

启动程序包括安装驱动卡、插入DUT、连接电源和负载电感、插入探头等步骤，然后按照一定顺序施加电压进行测量。关闭程序则是先关闭高压源，再关闭辅助电源和函数发生器。

六、总结与思考

英飞凌的1200V CoolSiC™ MOSFET评估平台为电子工程师提供了一个强大的工具，用于研究和评估功率器件的开关性能。在使用过程中，我们必须严格遵守重要注意事项和安全预防措施，确保操作的安全性。同时，通过深入了解平台的设计和功能，我们可以更好地利用它进行研发工作，提高产品的性能和可靠性。大家在使用这个评估平台的过程中，有没有遇到过一些特别的问题或者有什么独特的使用经验呢？欢迎在评论区分享交流。