电感是导体的一种特性,会阻碍电流的变化。电感阻碍电流的变化并不会消耗电能,而是以磁场/电磁感应的方式存储释放能量,以达到阻碍电流变化的目的。
导体的电感主要由自感和互感组成。自感是导体或线圈自身的电感量,和导体的大小、形状有关。互感则是其他导体或线圈对自身的影响,也就是其他可以产生磁场的物体对自身的影响,与所处位置、导体线圈中间是否有铁芯等因素有关。导体电感与流通电流大小、变化率无关,和温度也几乎无关。它是导体本身及所处位置形成的一个特定物理量。
杂散电感是一种非专门设计的、寄生的、附带的电感,不是我们想要的。功率模组的杂散电感主要来自元件本身杂感(主要是母线电容和功率模块内部杂感)和连接导体杂感(回路杂感,比如母线电容到功率模块之间以及元件引线杂感)。
众所周知,碳化硅功率器件具有开关频率高的特点,开关频率高会导致电流变化更快。电感的特性是阻碍电流的变化,电流变化越快,其阻碍效果越强。通过公式UL=-L*di/dt可以推出,杂散电感过高对功率器件运行最主要的影响是会导致Vds峰值过高以及电压电流更长更剧烈的拖尾震荡。前者主要影响设计余量,增加过压击穿风险。后者将增加电磁干扰,对损耗及损耗计算造成影响。
在功率模组设计中,为避免回路杂散电感的影响,我们可以通过改变导体的形状位置、合理布置来减小杂感,或者在选用电容和功率器件时予以余量考虑。对于功率器件动态测试来说,一个低杂感的测试工装,可以更清晰更准确地测试出碳化硅器件的动态性能。青铜剑技术最新的低杂感功率模块测试工装可做到低于20nH的杂散电感,对于碳化硅的高频动态测试具有良好效果。
青铜剑技术低杂感工装的双脉冲实测波形
对于功率器件应用测试而言,测试功率器件在不同的回路杂感下是否能安全正常的工作是一项非常重要的工作。我们当然希望回路杂感越小越好,甚至不存在。但是电感是导体的一种固有特性,实际工作回路中一定会有杂感,只是高和低的区别。
在功率模组的设计过程中,可以通过仿真来提前评估功率模组的杂感以及功率器件的运行情况。或者在功率模组实际设计组装完成后,进行模组双脉冲测试来实际测试是否能安全正常运行以及回路杂感大小。但这两个方法都不完美,前者要考虑数据的真实性,后者则可能耽误设计时间。青铜剑技术最新设计的可调杂感测试工装,可以有效解决此问题。通过这款工具,可在功率模块动态测试中,模拟不同的回路杂感进行测试,获取真实有效的数据,评估该功率模块应对不同杂感的工作能力,对功率模组的设计提供有效的数据支撑。
青铜剑技术功率器件测试工装
青铜剑技术功率器件动态参数测试系统
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