在安全可控的环境中测试功率半导体的开关性能，尤其是在电源开关应用中，确实是一项具有挑战性的任务。正如某位吟游诗人曾说过的，“许多真话都是开玩笑说的”，实际情况往往充满了不确定性，尤其是技术问题。不可预见的技术难题可能会导致项目进度延误，甚至拖延数月或数年。如果这些问题发生在项目的后期阶段，其影响会更加严重。

早期发现问题的重要性

在任何项目中，技术问题如果能够在早期发现，对整个项目的时间表和预算影响较小。此时，这与 双脉冲测试（DPT） 的应用密切相关。双脉冲测试为设计周期中的早期提供了一种有效的手段，可以在各种极限操作条件下测试功率半导体设备（如SiC MOSFET），从而降低后期出现不可预见问题的风险。

双脉冲测试（DPT）概述

双脉冲测试（DPT）是一种用于评估功率半导体（如SiC MOSFET、IGBT等）开关性能的工具。通过控制不同电流水平下的开关行为，DPT可以帮助测试人员评估器件在不同工作条件下的性能，识别潜在的设计或运行问题。

DPT的工作原理如图1所示。通过调整开关时间（T1、T2和T3），可以改变被测器件（Device Under Test, DUT）的开关波形。这种波形调整使得测试人员可以在广泛的工作条件下对器件进行控制和测量，进而全面评估其性能。

DPT测试设置电路

如图2所示，DPT实验装置的典型电路由多个关键部分组成。DUT（通常是SiC MOSFET）通过与仪器仪表连接，以便在器件工作时可以测量源极电流、漏极至源极电压以及栅极至源极电压的切换特性。开关时间（T1、T2、T3）以及电流均可以通过可编程脉冲发生器进行调节。此外，互补SiC MOSFET（图中器件1）会被用来进行同步整流操作，确保测试的准确性。

负载电感器的选择与作用

在DPT测试中，负载电感器起到了关键作用，主要用于限制di/dt（电流变化率）的速率。选择合适的电感器时，有几个重要的考虑因素：

1. 电感器不会在峰值测试电流下饱和：电感器必须具有足够的电流容量，能够承受测试中的峰值电流而不发生饱和现象。

2. 限制di/dt以保证开关时间：电感器应足够大，以确保开关时间T1、T2、T3不小于10μs，这样可以保证测试器件完全打开或关闭。如果di/dt过高，可能导致开关时间过短，无法完全开启或关闭器件，从而影响开关性能。

3. di/dt不应过低：如果di/dt过低，开关时间可能会变得过长，达到200μs或以上，这会导致直流母线电压的显著下降（超过5%），从而可能影响到开关性能。

4. 避免电磁干扰（EMI）：电感器应尽可能远离测试设备，以防止电磁干扰（EMI）或磁场耦合影响栅极驱动电路或其他测试仪器。电感器的放置位置需要特别注意，以确保测试信号的准确性。

总结

双脉冲测试（DPT）为功率半导体器件（如SiC MOSFET）提供了一种有效的开关性能测试方法。通过在设计周期的早期进行DPT测试，可以及早识别潜在的技术问题，避免在项目后期出现不可预见的问题。合理选择负载电感器和调节开关时间是保证测试准确性和器件性能评估的重要环节。通过这些测试，工程师能够更加可靠地评估功率半导体器件的性能，优化设计，减少项目风险。