高功率模塊具備半導(dǎo)體功率器件的特性測試功能，主要通過PCI總線與主控機(jī)進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)對半導(dǎo)體功率器件的電激勵(lì)功能和電測量功能。相
關(guān)參數(shù)和指標(biāo)下：
最大驅(qū)動(dòng)電壓：±200V
最大驅(qū)動(dòng)電流：±1A
最小驅(qū)動(dòng)電壓：±2V
最小驅(qū)動(dòng)電流：±1nA
電壓測量分辨率：2uV
電流測量分辨率：10fA
最大功率：20W
由于高功率模塊對測試電壓和測試電流的分辨率要求很高，經(jīng)過理論計(jì)算最低需要18位AD。經(jīng)過了大量的理論研究和分析，并綜合考慮系統(tǒng)噪聲、AD的低端數(shù)據(jù)丟失等因素的影響，最終選擇了待測件的I-V曲線，用戶可以根據(jù)I-V曲線了解待測件的相關(guān)電氣特性。在進(jìn)行半導(dǎo)體功率器件參數(shù)測試過程中，必須保證程控恒壓源、恒流源的高度穩(wěn)定性。為此，高功率模塊采用了雙控制環(huán)路的方法，使用FPGA[3]控制，實(shí)現(xiàn)恒壓源或恒流源的穩(wěn)定輸出。當(dāng)采用恒壓源作為半導(dǎo)體功率器件激勵(lì)源時(shí)，恒流負(fù)反饋控制環(huán)路處于關(guān)閉狀態(tài)，利用恒壓負(fù)反饋控制環(huán)路實(shí)現(xiàn)恒壓控制；相反，當(dāng)采用恒流源作為半導(dǎo)體功率器件激勵(lì)源時(shí)，恒壓負(fù)反饋控制環(huán)路處于關(guān)閉狀態(tài)，利用恒流負(fù)反饋控制環(huán)路實(shí)現(xiàn)恒流控制。其具體原理框圖如圖2所示。
?
全范圍大動(dòng)態(tài)控制調(diào)整及斜坡補(bǔ)償技術(shù)：
高功率模塊開關(guān)電源根據(jù)輸出電壓和負(fù)載變化，通過反饋閉環(huán)回路[4]調(diào)整開關(guān)管的工作占空比實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓輸出，反饋閉環(huán)回路是否穩(wěn)定決定了高壓電源輸出電壓的穩(wěn)定度和工作的可靠性。為使分析方便，將高壓電源反饋電路等效成圖3。Buck電流饋電全橋變換器中的全橋轉(zhuǎn)換電路和高壓變壓器并未承擔(dān)脈寬調(diào)制的功能，可視為一增益固定的直流變壓器。反饋回路內(nèi)有電壓回路和電流回路兩個(gè)控制回路，其中PWM控制策略采用平均電流模式，它引入了高增益的電流誤差放大器，使電流環(huán)的增益帶寬特性能夠由補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)修正為最佳特性，所以具有很高的抗干擾能力，并且斜坡補(bǔ)償容易實(shí)現(xiàn)，在連續(xù)狀態(tài)和非連續(xù)狀態(tài)均能正常工作。
圖3
當(dāng)沒有斜坡補(bǔ)償時(shí)，占空比在較大與較小時(shí)的平均電流有明顯的誤差值，如圖4所示，若加上斜坡補(bǔ)償，設(shè)定鋸齒波補(bǔ)償斜率（-m）剛好略小于電感電流下降斜率（m2）的50%，即-m<0.5m2，如圖5，經(jīng)過斜坡補(bǔ)償后，電感電流波形的平均值已相同。
圖4無斜坡補(bǔ)償時(shí)的電感斜率波形
圖5有斜坡補(bǔ)償時(shí)的電感斜率波形
平均電流模式的實(shí)現(xiàn)如圖3所示，具有次級電壓反饋與初級電流反饋兩個(gè)反饋環(huán)路，兩個(gè)環(huán)路有相同的交越頻率和負(fù)載相應(yīng)特性[5]。圖中將電感電流經(jīng)過電流互感器轉(zhuǎn)換為電壓信號（Vrs）。該信號與電壓反饋環(huán)路誤差信號分別送入電流誤差放大器（CA），得到電流誤差信號電壓（VCA）。此信號再與鋸齒波VS相比較，產(chǎn)生PWM信號來控制降壓轉(zhuǎn)換器開關(guān)。這種方式可以使電流反饋的誤差信號較快于電壓反饋誤差信號，避免傳統(tǒng)峰值電流控制低頻增益太小的缺點(diǎn)。工作占空比（D）在50%～90%之間，使電感電流具有充分時(shí)間儲能放能，并在1/2f頻率時(shí)確保回路增益小于1，避免次諧波振蕩不穩(wěn)定。
免責(zé)聲明：文章來源于網(wǎng)絡(luò)，不代表本公司觀點(diǎn)，如有侵權(quán)請聯(lián)系作者刪除。