Vous utilisez des matériaux SiC et GaN dans votre convertisseur de puissance ?

Conception de la conversion de puissance

Vous utilisez des matériaux SiC et GaN dans votre conception de conversion de puissance ?

Concevez un produit de meilleure qualité. Accélérez la mise sur le marché.

Une mise sur le marché accélérée pour vos conceptions de conversion de puissance

Les tendances du marché telles que le carbure de silicium (SiC) et le nitrure de gallium (GaN) engendrent des niveaux de complexité inédits pour vos circuits de conversion de puissance, avec des vitesses de commutation plus élevées pour réduire la taille des composants passifs (induction et capacité), ce qui impose une temporisation de circuit précise. Vous devez gérer une sensibilité plus élevée pour la temporisation et la tension seuil de grille. Vous avez également besoin d’une conception de circuit imprimé plus robuste, pour faire face aux problématiques EMI/CEM, du fait de fréquences de commutation plus élevées.

Gérez les hautes tensions de mode commun.

Les mesures différentielles flottantes (telles que Vgs côté alimentation) sont difficiles, voire impossibles à réaliser, du fait des hautes fréquences (commutations rapides) et de la présence de tension de mode commun élevées (ex. Vds), car les sondes d’oscilloscope ne disposent pas d’une réjection de mode commun suffisante à des fréquences élevées. Du fait de cette faiblesse de la réjection de mode commun, les mesures sont dominées par l’erreur de mode commun au lieu du signal différentiel réel.

Tektronix propose la seule solution du marché à offrir une sonde isolée (ISOVu) qui ne se déclasse pas aux fréquences requises pour le fonctionnement des composants GaN et SiC, ce qui vous permet de réaliser des mesures différentielles exactes. Vous pouvez ainsi prouver et calculer avec précision les pertes de conduction, les pertes de temps mort et les pertes de commutation. En outre, si vous n’utilisez pas de commande de grille intégrée, la fonction de mesure différentielle flottante vous permet de mesurer et de contrôler avec précision le temps mort de mise sous tension et d’arrêt sur votre composant. Cela vous évite également de surestimer les émissions haute fréquence des convertisseurs de puissance, un problème qui peut se produire du fait du courant et de la tension transitoires (dv/dt) générés durant les commutations.

Mesure de Vgs côté alimentation en présence de tensions de mode commun (Vds) élevées

Éviter les causes courantes d’erreur de mesure grâce aux sondes IsoVu.

Mesurez simultanément plusieurs signaux de contrôle et de temporisation.

Avec des fréquences de commutation plus élevées, vous devez surveiller simultanément plusieurs signaux tout en travaillant sur les commandes et le circuit de synchronisation du convertisseur de puissance (par ex. Vgs côté alimentation, Vgs côté masse, Vds côté alimentation, Vds côté masse, Id, IL et Iload, les signaux de commande, etc.). Vous devez également mesurer les signaux basse tension (Vgs) en présence de signaux haute tension (Vds). Vous avez besoin d’un oscilloscope avec un nombre de voies et une résolution verticale élevées.

 diagramme du circuit illustrant les commandes et le circuit de temporisation du convertisseur de puissance

Des points de mesure pour les signaux de temps et de commande.

Mesures automatiques de puissance plus rapides

mesures automatiques des pertes de commutation

Les pertes de commutation illustrent la dissipation de puissance d’un FET. Les signaux sont annotés avec des marqueurs de couleur, qui indiquent les régions de mesure pour le cycle Ton, Toff et Total, correspondant aux valeurs de la vignette de résultats. Les commandes de cette vignette vous permettent de naviguer facilement d’un cycle à l’autre.

Réaliser une mesure exacte et reproductible des pertes de conduction et de commutation sur les composants SiC et GaN haute fréquence exige une résolution élevée, un moyennage sur plusieurs acquisitions et des fonctions mathématiques de signal complexes. Vous devez effectuer des mesures automatisées en matière de qualité de puissance, d’harmoniques, de zone de fonctionnement sûre et de pertes de commutation. Les oscilloscopes MSO de Série 5, avec l’option 5-PWR et nos solutions de sondes, offrent des capacités de mesure automatiques ainsi qu’une fonction de résolution des problèmes.

Ne pas rater votre mise en conformité

Les réglementations et les exigences du marché en termes d’efficacité énergétique, de consommation en veille, d’harmoniques et d’interférences électromagnétiques (EMI) sont de plus en plus strictes. Effectuez une mise en pré-conformité précoce est aujourd’hui devenu essentiel pour réussir la mise en conformité par la suite, et permet d’accélérer la mise sur le marché et d’économiser de l’argent en cas d’échec ultérieur. Vous avez besoin d’analyseurs de puissance dotés d’un logiciel de pré-conformité pour garantir une mise en pré-conformité automatisée et précise des caractéristiques d’efficacité énergétique, d’harmoniques et de veille. Il vous faudra aussi des analyseurs de spectre également dotés d’un logiciel de pré-conformité, pour une mise en pré-conformité facile et précise des caractéristiques d’interférences électromagnétiques.

Configuration du test de pré-conformité EMI

Ce logiciel vous permet de configurer facilement des tests de pré-conformité abordables, afin d’identifier les problèmes potentiels, de manière à réduire la durée des tests plus coûteux réalisés dans des infrastructures de test de conformité.

Kit d'analyse pour convertisseur d'alimentation à découpage SiC MOSFET et GaN FET

Kit d'analyse pour convertisseur d'alimentation à découpage SiC MOSFET et GaN FET

Pour utiliser les circuits SiC et GaN de manière optimale, la commutation doit être très rapide et les tolérances pour la conception des signaux de grille, les temps d'activation, de désactivation et les temps morts extrêmement faibles. Pour prendre de bonnes décisions de conception, vous devez pouvoir observer précisément tous ces signaux. Si vous prenez plus de marge et surdimensionnez la conception, le coût augmentera et les performances diminueront. C'est à ce moment qu'un équipement de mesure adapté peut faire toute la différence. Vous ne pouvez pas corriger ce qui est invisible.

Pour venir en aide aux ingénieurs confrontés à ces difficultés, Tektronix propose le kit d'analyse pour convertisseur d'alimentation à découpage SiC MOSFET et GaN. Cette solution unique sur le marché permet de caractériser précisément la plupart des paramètres critiques en vue d'optimiser les topologies de l'électronique de puissance qui intègrent les technologies SiC, GaN et d'autres circuits d'alimentation à commutation rapide en silicium.

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