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▌01 動態特性
近期，關于用于全國大學生智能車節能信標組的 100W無線充電系統 正在測試。使用 MOS半橋 作為發送線圈的功率驅動電路。由于半橋電路中MOS管的功率消耗主要發生在開關管的動態切換過程，為了進一步優化驅動方案和系統工作參數，對于MOS管的動態特性進行測試。
??
在之前測試工作中，所使用的MOS管包括有 IRF3710 、 AOT254L 等。在它們的數據手冊中也相應給出了測量器件動態特性方案。
▲ IRF3710，AOT254L動態特性測試方式
??器件的開關特性通常包括：
td_on, td_off, tr, tf, Eon, Eoff, Irr, Ls
1.雙脈沖方法
??在網絡中，對于IGBT所采用的雙脈沖測試（Double-Pulse Test）方法被廣泛使用。這種方法利用巧妙的電路結構以及測試過程，可以
??雙脈沖測試電路結構如下圖所示。其中包括有兩個相同的待檢測功率管。通過驅動電路（Driver）發送兩個連續的脈沖驅動信號，使用示波器分別測試下面功率管的Vce、Vge、Ic。
▲ 雙脈沖測量電路結構
??在雙脈沖測量中，第一個脈沖相對比較寬。通過下管的導通，電源電壓Vbus通過電感L逐步建立起負載電流IL。
??然后在截止100us左右，使得下管截止，電感上的電流IL就會通過上管的體反向二極管進行續流。然后在給出第二個脈沖（大約15us）。下管重新導通，所引起的Vce、Ic的變化可以反映出功率管的諸多動態特性。
▲ 雙脈沖測量得到波形
▌02 測試電路制作
??下面通過快速制版來制作測試電路，測試雙脈沖方法測量功率MOS管的動態特性。
1.雙脈沖驅動信號電路1
（1）電路板制作
??使用STM32F030單片機作為脈沖信號發生器，脈沖信號通過TPS28225放大之后輸出驅動待測MOS功率管。
▲ 驅動信號原理圖
??通過快速制版獲得測試電路板：
▲ 快速制版的電路圖
▲ 焊接完畢的測試電路
加電調試：
3.3V 電壓：3.293V
靜態工作電流：15mA
（2）單片機軟件2
▲ 開發軟件下載過程
▲ 工作過程
??通過PB7輸出頻率為50Hz的方波信號，測量TPS28225的LDRIVE信號，可以測量到輸出信號的相位和幅值。
▲ TPS28225的輸入（藍色）與輸出（粉色）信號
（3）雙脈沖時間設計
??使用10mH的電感以及50毫歐的電阻作為測量電路中的負載電感L以及電流采樣電阻Rc.
??假設MOS管測量工作電流為Ic=1A；工作電壓Uc=12V。那么雙脈沖的第一階段的時間為：
??最終取T1=800us；
??第二個脈沖時間T2=15us；
??兩個脈沖之間的間隔：100us;
▲ 用于測量電流的電感和采樣電阻
??使用Delay函數來產生延遲。通過測試可以看到，Delay（）函數，參數n對應的延時時間為：
t d e l a y = 0.25 × n t_{delay} = 0.25 \times n
t?
delay
?=0.25×n
void Out2Pulses(void) {
? ? OFF(PULSE);
? ? Delay(3200);
? ??
? ? ON(PULSE);
? ? Delay(400);
? ??
? ? OFF(PULSE);
? ? Delay(60);
? ??
? ? ON(PULSE);
? ??
}
▲ 產生雙脈沖波形
??雙脈沖重復頻率：100Hz左右。
▲ 測量輸出雙脈沖波形
2.待測MOS電路
（1）制作電路板
▲ 測試功率MOS管電路原理圖
??焊接的測試MOS三極管為IRF3710S。
▲ 快速制版與焊接測試電路板
（2）電路波形初步測試
??測量MOS的Vge（藍色）與電流采樣信號（粉色）：
▲ 測量的驅動信號與電流信號
??采集到的Vge（藍色）、Vde（Green），Ie電流波形（粉色）：
▲ 測量的脈沖信號
?
▌03 測量波形
1. 測試IRF3710
（1）Vds波形
▲ Vds電壓波形
（2）Id波形
▲ Id波形
2.測試AOT254L
▲ AOT254L
（1）測量Vds波形
▲ 測量Vds波形
（2）測量Id波形
▲ 測量Id電流波形
奇怪的地方：
為什么電流波形上升的這么慢呢？
電流所產生的振蕩波形是與什么有關系呢？
▲ 測量Id電流波形
3.更換電感再測量
（1）更換電感和輸出脈沖波形
??將原來的工字型的10mH電感更換成221電感，如下圖所示：
▲ 更換電感221
??同時將電流采樣電阻從原來的0.05Ω更換成0.22Ω。
（2）重新測量波形
▲ Vds電壓波形
▲ Id波形
??對比一下，在更換了電感之后，原來的電流比較大的延遲現象消失了。
▌結論
??制作了雙脈沖測量MOS動態特性的電路，并對兩種MOS管進行了測試。但測試的結果存在很多奇怪的地方：
原本兩個MOS的動態特性是相差很多的；但是從測量的結果來看，它們的動態特性差不多；
在兩個MOS電流上升部分呈現非常奇怪的之后現象。這個如何來解釋呢？
??也許在初步的試驗過程中，還存在著測量、電路設計等諸多的問題。現在還無法從測量波形中得到與芯片手冊比較相符合的一些結論。
原文鏈接：
https://blog.csdn.net/zhuoqingjoking97298/article/details/113782310
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