Karbon emisyonlarını azaltma zorunluluğu, özellikle veri merkezleri ve elektrikli araçlara odaklanarak elektrik teknolojilerine yapılan yatırımları körüklüyor. Bloomberg'in en son Elektrikli Araç Görünümü raporuna göre, 2050 yılına kadar neredeyse tüm karayolu taşımacılığını elektrikli hale getirme çabasının, küresel elektrik talebinde %27'lik önemli bir artışa yol açacağı öngörülüyor. Bu trend, sera gazı emisyonlarının azaltılmasında ve daha sürdürülebilir bir geleceğin şekillendirilmesinde elektrikli çözümlerin artan öneminin altını çiziyor.
Galyum nitrür (GaN) ve silisyum karbür (SiC) gibi geniş bant aralıklı (WBG) yarı iletkenler, anahtarlamalı güç kaynaklarında ve motor sürücülerinde giderek geleneksel silikon bazlı güç MOSFET'lerinin ve IGBT'lerin yerini alıyor. Bu değişim, GaN ve SiC cihazlarının, silikonla karşılaştırıldığında daha hızlı anahtarlama hızları, daha yüksek güç yoğunluğu, yüksek frekans tepkisi, azaltılmış sızıntı, daha düşük ON direnci ve gelişmiş çalışma sıcaklıkları dahil olmak üzere üstün özelliklerinden kaynaklanmaktadır.
Sonuç, enerji tüketiminin azalmasına yol açan ve düzenleyici ve sertifika gerekliliklerine uyumu kolaylaştıran, aynı zamanda mevcut JEDEC JC-70 geniş bant aralıklı güç elektroniği dönüşüm yarı iletken standartlarına bağlı kalınan gelişmiş çalışma verimliliğidir. Uyumluluğun sağlanması, bu gelişmiş yarı iletken teknolojilerinin kapsamlı testlerini gerektirir; bu da zorlu olabilir ve yeni test stratejileri gerektirebilir.
Tektronix'ten John Tucker yakın tarihli bir EE World makalesinde – Geniş Bant Aralıklı(GBA) Cihazlarında Çift Darbeli Testi Otomatikleştirin - SiC ve GaN güç cihazları gibi geniş bant aralıklı cihazlar için çift darbeli testin otomatikleştirilmesinin kurulum ve analiz süresinde nasıl önemli azalmalara yol açtığını araştırıyor.
John, makalesinde SiC veya GaN tabanlı GBA cihazlarını doğrulamak için mühendislerin aşağıdakiler de dahil olmak üzere çeşitli parametreleri test etmesi gerektiğini belirtiyor:
• Anahtarlama kaybı: hassas zaman hizalaması kritik öneme sahiptir. Sinyallerin yakalanmasındaki nanosaniyelik hatalar, yanlış sonuçlara yol açabilir.
• Tepe voltajı: voltaj yükselmeleri genellikle yüksek akım, yüksek hızlı sert anahtarlama sırasında meydana gelir.
• Tepe akımı: GBA transistörlerinin hızlı anahtarlama işlemi, cihazları zorlayan ve ömrünü kısaltabilen keskin akım artışlarına neden olur.
• Ters kurtarma ücreti: Bu davranışın, toplam kayıplara katkısının anlaşılması için sayısallaştırılması gerekir.
Çift darbe testi (Double Pulse Test, DPT), geniş bant aralığı (GBA) cihazlarının anahtarlama ve diyot ters kurtarma parametrelerini ölçmek için tercih edilen yaklaşımdır. Bu verimli test yöntemi, güç dönüştürücü tasarımlarını etkili bir şekilde doğrulamak ve optimize etmek için önemli ölçümlerin toplanmasını sağlar.
John, makalesinde DPT sinyallerinin tanımlanması hakkında ayrıntılı bilgi veriyor ve ardından Osiloskopların ölçüm yazılımıyla birlikte test kurulumunu, yürütülmesini ve analizini nasıl otomatikleştirebileceğini paylaşıyor. Otomatik ölçüm yazılımı, manuel adımları ortadan kaldırarak süreci kolaylaştırır, bu da zamandan tasarruf sağlar ve tutarlı ve tekrarlanabilir sonuçlar sağlar.
Güç cihazlarının anahtarlama parametrelerini ve dinamik davranışlarını değerlendirmek için çift darbe testi (DPT) yönteminin kullanılması tercih edilen yaklaşımdır. Otomatik DPT kurulumu ve analizi kullanılarak test sürelerinde önemli azalmalar elde edilebilir ve bu da yeni nesil güç dönüştürücülerinin pazara çıkış süresinin daha hızlı olmasını sağlar. Üstelik testleri tam uzaktan kumandayla çalıştırmak, sizi test edilen yüksek voltajlı, yüksek akımlı cihazdan (DUT) uzakta tuttuğundan ek güvenlik sağlar.
Kritik değerleri ölçme ve işlevselliği sağlama yeteneği, enerji taleplerini karşılamak ve karbon azaltma konusunda dünya çapında ilerleme sağlamak için çok önemlidir. Bunu başarmak için, yeni malzemeler üzerinde araştırma ve testler yapmak, bizi yeni verimlilik standartlarına bağlı kalarak enerji taleplerini karşılama hedefine daha da yaklaştırmak çok önemli. Bloomberg'in tahmini %27'lik artışının, zamanında atılacak adımlar ve güç cihazı teknolojisindeki ilerlemelerle hala hafifletilebileceğini belirtmekte fayda var.
Uygulama notu – Osiloskoplu ve Keyfi Fonksiyon Jeneratörlü Güç Yarı İletken Cihazları için Çift Darbe Testi – bu konuyla ilgili ek ayrıntı sağlar.