使用33GHz示波器测量 GaN 功率开关速度

"这篇文章主要探讨了如何精确测量功率开关的速度，特别是针对高速的GaN功率器件，使用33GHz实时示波器和高速传输线探头进行测量，并讨论了设计限制和未来发展趋势。作者指出，随着GaN FET在功率转换中的应用，开关速度和效率都将得到显著提升。文章中还提及了测量过程中对示波器、探头和互连速度的要求，并通过实际的评估板实验展示了测量方法和考虑因素。" 在电力电子领域，尤其是工业控制和电源技术应用中，功率开关的速度是一个关键指标，它直接影响到系统的效率和响应速度。本文的标题"如何测量全球最快的功率开关"揭示了研究的焦点，即探索测量高频率功率开关技术的最新方法。随着技术的进步，硅功率器件正逐渐被更快的GaN FET（氮化镓场效应晶体管）所替代，这些新型材料的开关速度远超传统硅MOSFET，同时具有更低的导通电阻（RDS(on)），从而提高电源效率。 文章中提到，为了准确测量GaN器件的开关速度，使用了33GHz的实时示波器和高速传输线探头。这是因为在高速测量中，这些设备的性能至关重要，必须足够快以避免对测量结果产生影响。测量过程包括了对评估板上的GaN开关进行上升时间的测试，这涉及到栅极驱动、脉冲调节等多个环节。图1展示了用于测量的两个评估板，一个是完整的DC-DC转换器，另一个则是简化版的半桥配置，两者的比较有助于理解不同设计对开关速度的影响。 在测量技术方面，文章提到了上升时间的叠加原理，即探头、示波器和半桥的上升时间可以通过方根法估算。然而，这个简化方法并不总是准确，实际的测量误差需要控制在一个特定的百分比范围内。这表明在实际操作中，对测量设备的精度要求非常高。 文章深入讨论了功率开关速度的测量技术和设计考虑，为工程师们提供了实用的指导，帮助他们在开发250MHz甚至更高开关速度的电源系统时，能够做出更精确的评估和预测。随着技术的不断发展，预计未来我们将见证更多高性能、高效能的功率转换解决方案。