EV 인버터용 SiC/GaN 전력 모듈 이중 펄스 테스트

SiC/GaN 전력 모듈 테스트가 점점 더 중요해지는 이유

광대역갭 반도체는 EV 트랙션 인버터의 프리미엄 옵션에서 주류 선택으로 이동했습니다.. 실리콘 카바이드 인버터는 다음보다 적게 유지됩니다. 8% 전 세계 EV 생산량의 2021; ~에 의해 2026, 그 점유율은 대략적으로 증가했습니다. 24%, 업계 분석가들은 10년 안에 EV 생산량의 대부분에 도달할 수 있을 것으로 예상하고 있습니다.. 질화갈륨은 저전력 애플리케이션에서 유사한 궤적을 따르고 있습니다., GaN과 기존 실리콘 설계를 결합한 새로운 장치 아키텍처를 통해 100kW 이상의 인버터 애플리케이션에서 효율성을 높입니다.. 채택 규모가 커지면서, 검증도 필요하다: 제조업체는 전환을 지원하기 위해 수직 통합 SiC 기판 생산을 구축하고 있습니다., 그리고 이중 펄스 테스트 — 광대역 간격 장치의 스위칭 동작을 특성화하기 위한 업계 표준 방법 — 전문가 R이 아닌 장치 검증 및 인버터 수준 검증의 일상적인 부분이 되었습니다.&D 전용 절차. 이러한 변화는 이 기능이 필요한 사람에게 중요합니다.: 더 이상 단순한 반도체 공급업체와 소수의 대규모 OEM 전력 전자 연구소가 아닙니다., 뿐만 아니라 계층 1 SiC가 전문 업그레이드가 아닌 주류 BOM 결정이 되면서 인버터 공급업체 및 EV 제조업체는 자체 인버터 설계 및 검증을 사내에 더 많이 도입하고 있습니다..

SiC/GaN 전력 모듈 테스트가 시스템 수준 인버터 테스트와 다른 점

• 기기 수준, 시스템 수준이 아닌: 이 테스트는 개별 전력 반도체의 스위칭 동작을 개별적으로 특성화합니다., 부하가 걸린 상태에서 모터를 구동하는 조립된 인버터를 검증하는 전체 트랙션 인버터 테스트와는 다릅니다..
• 나노초 규모의 스위칭 이벤트: 광대역갭 장치는 실리콘 IGBT보다 훨씬 빠르게 전환됩니다., 따라서 테스트 설정에는 수십 나노초 내에 측정된 스위칭 전환을 해결할 수 있을 만큼 빠른 측정 대역폭과 프로브 응답이 필요합니다..
• 기생충에 민감한 결과: 이 스위칭 속도에서, 회로 기생 (표유 인덕턴스, 프로브 배치, PCB 레이아웃) 측정 결과에 실질적으로 영향을 미침, 따라서 테스트 픽스처 설계 자체가 유효한 데이터를 얻는 데 중요한 부분입니다..
• 역회복 및 바디 다이오드 동작: 정류 중에 장치의 바디 다이오드가 어떻게 회복되는지 특성화하는 것이 실제 스위칭 손실을 예측하는 데 핵심입니다., SiC와 GaN 장치 물리학 간에 의미 있는 차이점이 있습니다..

핵심 테스트 항목

1. 이중 펄스 스위칭 특성

제어된 전류 및 전압 조건에서 켜기 및 끄기 스위칭 동작을 측정하기 위한 표준 테스트 방법, 2개의 연속 게이트 펄스를 사용하여 스위칭 이벤트를 캡처하기 전에 알려진 테스트 전류를 설정합니다..

주요 지표: 켜기/끄기 에너지 손실 (온/오프), 전압 오버슈트, 현재 오버슈트, 전환 시간 (상승/하강).

2. 역회복 특성화

정류 중 바디 다이오드 역회복 동작 측정, 스위칭 손실 및 전자기 간섭 발생의 주요 원인.

주요 지표: 역회복 비용 (Qrr), 역회복 시간, 피크 역회복 전류.

3. 정적 온상태 특성화

정격 전류 및 온도 범위 전반에 걸쳐 장치의 온 상태 저항과 전압 강하를 검증합니다..

주요 지표: 온저항 (Rds(~에)) 대. 온도, 포화 전압 강하, 정격 전류에서의 전도 손실.

4. 게이트 드라이브 및 임계값 동작

게이트 전하의 특징, 문턱 전압, 의도한 드라이버 회로 설계와의 호환성을 검증하기 위한 게이트 드라이브 요구 사항.

주요 지표: 게이트 요금 (Qg), 문턱 전압, 스위칭 주파수 전반에 걸친 게이트 구동 전류 요구 사항.

5. 열 임피던스 및 전력 사이클링 내구성

접합부-케이스 열 임피던스를 측정하고 전원 사이클링 테스트를 실행하여 스위칭 작동으로 인한 반복적인 열 스트레스 하에서 모듈 내구성을 검증합니다..

주요 지표: 열 임피던스 (접합-케이스), 정의된 온도 변동에서 고장 주기, 사이클링 전반에 걸쳐 온저항의 저하 추세.

6. 작동 범위 전체의 고주파 스위칭 손실

전체 전압에 걸쳐 이중 펄스 특성 확장, 현재의, 실제 인버터 작동 시 장치가 볼 수 있는 온도 범위, 시스템 수준 효율성 모델링을 위한 완전한 스위칭 손실 맵 구축.

주요 지표: 전압/전류/온도 그리드 전반에 걸친 스위칭 손실 맵, 시스템 수준 모델에 입력할 때 효율성 예측 정확도.

테스트 벤치 선택에 있어 이것이 의미하는 바

SiC/GaN 전력 모듈 테스트에는 고대역폭 전압 및 전류 프로브를 갖춘 전용 이중 펄스 테스트 설정이 필요합니다., 저인덕턴스 테스트 픽스처, 나노초 규모의 스위칭 이벤트를 해결할 수 있는 데이터 수집 시스템 — 차별화된 능력, 그리고 보완적인, 시스템 수준 트랙션 인버터 테스트 벤치. 와이드 밴드갭 채택이 EV 생산에서 더 큰 비중을 차지함에 따라, SiC 또는 GaN 장치를 자체 인버터 설계에 적용하는 공급업체와 Tier 1에서는 반도체 공급업체 데이터시트에 전적으로 의존하기보다는 사내에서 장치 수준 특성화가 점점 더 필요해지고 있습니다.. 픽스처 기생은 측정 결과에 직접적인 영향을 미치기 때문에, 다양한 SiC 또는 GaN 공급업체의 비교 데이터를 신뢰하기 전에 알려진 참조 장치에 대해 테스트 설정 자체를 검증하는 것도 가치가 있습니다.. 인버터 및 모터 테스트 프로그램과 함께 전력 모듈 특성화 기능을 구축하는 경우, 우리 엔지니어링 팀에 문의하세요 광대역 간격 장치 검증을 위한 이중 펄스 테스트 설정 정보.