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SiC MOSFET/GaN FETスイッチング・パワー・コンバータ解析キット

今日のパワー・エレクトロニクス技術を支えるSiCやGaNなどの超高速パワー半導体スイッチング技術では、最適化がきわめて困難です。SiC MOSFET/GaN FETスイッチング・パワー・コンバータ解析キットは、SiC、GaNなどの技術を使用したパワー・エレクトロニクス回路のトポロジを最適化するために不可欠な、以下のようなパラメータを正確に特性評価できる唯一のソリューションです。

  • ハイサイド/ローサイドでのゲート・チャージ、ゲート・ドライブ性能
  • 正確なターンオン/ターンオフ/ゲート・ドライブ・タイミングを含む、デッドタイムの最適化
  • ハイサイド、ローサイド・スイッチのVGS、VDS、ID測定
  • スイッチング損失、伝導損失、磁気損失の解析

購入/見積り

デッドタイムの最適化とフォールス・リンギングの解消

GaNベースのハーフブリッジ回路の特性評価

従来の差動プローブまたはフローティング測定用のオシロスコープでは、測定ループに寄生キャパシタンス、インダクタンスがあるため、高周波、フローティング・ゲート(VGS)、ドレイン(VDS)または電流(ID)を測定するのは事実上不可能です。

SiC MOSFET/GaN FETスイッチング・パワー・コンバータ解析キットには、数多くの特許技術を使用した光アイソレーション型差動プローブ(IsoVu)が付属しており、差動信号のコモンモードの影響を排除できます。超高速なスイッチング周波数であっても、IsoVuのレーザベースのデータ転送システムは電気的な接続を完全に絶縁するため、優れた同相除去比(CMRR)を実現できます。

  • ハイサイドとローサイドで同時にVGS/VDS測定を実施することでデッドタイムを最適化
  • 実際の負荷条件でのゲート負荷の正確な特性評価とゲート・ドライブ性能の最適化が可能
  • 差動電圧レンジ:1mV~2,500V
  • 周波数帯域が最高1GHzで超高速スイッチングにも対応
  • コモンモード電圧:60kV
  • 低入力容量(トップサイド):1pF未満
  • 高CMRRによりどんなフローティング電流シャントでもドレイン(ID)電流の正確な測定が可能

実際の動作条件での自動損失測定が可能

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スイッチング損失測定によるFETの電力損失の評価。波形は測定領域(Ton、Toff、および全サイクル)を表すマーカで色分けされており、対応する測定値が結果バッジに表示されている。結果バッジのコントロールでサイクル間を簡単に移動できる

SiCまたはGaNの電源設計の最適化、検証のために、電力品質、効率、損失測定を手動で行うことも可能です。しかし、多くのエンジニアはオシロスコープの自動化ツールを使用することで、より短時間で再現性のある測定結果を得ています。このソリューションには、5-PWR拡張パワー測定/解析ソフトウェア・パッケージが付属しており、スイッチング・デバイス、回路内のインダクタやトランス、DC出力、ACラインの電力品質、効率、損失を自動測定できます。

実際の動作条件でそれぞれのサブシステムを測定し、最適化することで、電源設計で最高の効率が得られます。

主要な測定項目:

  • スイッチング・デバイス測定(GaN、SiC、シリコンFETでのスイッチング損失解析や安全動作領域など)
  • 回路内インダクタ/トランス測定(インダクタンスのBH曲線や磁気損失解析など)
  • DC出力測定(効率、リップル、ターンオン/ターンオフなど)
  • ACライン測定(高調波を含むACパワー解析)

PowerSol1システムとは

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  1. 5シリーズMSOオシロスコープ - 高分解能(12ビット)で実際の動作条件におけるVgs、RDS_ON、伝導損失のテストに最適
  2. 5-PWRソフトウェア – 正確で再現性の高い測定結果が得られる自動測定ツールにより、実際の動作条件でのスイッチング損失、伝導損失、RDS_ON、磁気損失、SOAなどの計算が可能
  3. GaNハーフブリッジ・デモ・ボード・ガイド – 初心者向けのインストラクション・ガイド
  4. TIVH08型IsoVu光アイソレーション型差動プローブ – 差動電圧の定格は2.5KVで、高電圧SiC/GaNパワー・コンバータでのVDS信号のテストが可能。さらに周波数帯域は800MHzで、SiC/GaNパワー・デバイスでの超高速dv/dtの測定にも対応
  5. TIVH05型IsoVu光アイソレーション型差動プローブ(オプション) – 差動電圧の定格は2.5KVで、高電圧SiC/GaNパワー・コンバータでのVDS信号のテストが可能。さらに周波数帯域は800MHzで、SiC/GaNパワー・デバイスでの超高速なdv/dtの測定にも対応
  6. TIVM1型IsoVu光アイソレーション型差動プローブ(オプション)– 周波数帯域は1GHzで、VGSやシャント電圧などの低電圧(50V未満)信号での超高速なdv/dtの測定にも対応
  7. TPP1000型広帯域受動プローブ(スタンダード・アクセサリ) - オシロスコープに付属(1本/チャンネル)。周波数帯域は1GHz。VGS_LOWやシャント電圧などのグランド基準による高いdv/dt信号のテストが可能
  8. 広帯域受動プローブ用MMCXシールド・チップ(オプション):グランド・ループを解消することで、より精度の高いグランド基準による高周波測定を実現(このビデオでは、MMCXコネクタ(206-0663-xx)を使用してテスト・ポイントを作成するデモをご覧になれます)

購入/見積り

5-PWRアプリケーション・ソフトウェアを 使用した電源の測定と解析
解析やトラブルシュートで正確に測定するためには、パワー測定シ ステムを正しくセットアップして、正確な波形を取込む必要がありま す。ここで重要となる項目は… • 電圧プローブ、電流プローブ間のスキュー調整 • プローブ・オフセットの除去 • 電流プローブのデガウス(消磁) 5シリーズMSOは、一度に複数のテスト・ポイントがテストで きるため、テストの時間を短縮できます。拡張パワー測定/解析の オプション(Opt. 5-PWR)を装備すると、主なパワー測定のセットアッ プ手順が自動化でき …

文書番号: 55W-61294-3
アプリケーション・ノート
SiC and GaN Power Converter Analysis Kit
The SiC and GaN Switching Power Converter Analysis Kit is the ONLY solution in the market that can accurately characterize most of the critical parameters for optimizing Power Electronics topologies that use ultra-fast, power semiconductor switching …


部品番号: 48W-61538-0
主要ユーザ
Measuring Vgs on Wide Bandgap Semiconductors
This application note shows a procedure for achieving accurate measurements of gate-to-source voltage on high-side (ungrounded) FETs using the IsoVu measurement system. 

文書番号: 53W-60779-0
アプリケーション・ノート
IsoVu Technology White Paper
Learn how IsoVuTM Isolated Measurement Systems use a unique form of optical isolation to deliver bandwidth up to 1 GHz, extraordinary common mode rejection ratio of 120 dB at 100 MHz, and now differential voltage range up to 1000 V.  

文書番号: 51W-60485-1
ホワイトペーパー
Isolation Addresses Common Sources of Differential Measurement Error
Conventional differential probes often fail to provide a good representation of the actual signal due to limitations in their common mode rejection ratio, derating over frequency, frequency response, and the probe’s long input leads. These …

文書番号: 51W-60956_0
テクニカル・ブリーフ
Part five of this six-part series covers some of the most challenging measurements for this setup: the drain current and load current.
4m
There are several connectivity options available for the IsoVu Measurement System. In this video, we show you the best way to implement them on your test board for optimal results.
4m 41s
Part four of this six-part series covers key differences between differential probes and IsoVu probe in a Vgs measurement.
8m 48s
Testing power converters, especially ones with faster switching devices, requires a powerhouse combination of hardware, software and probes to accurately characterize all your parameters. Part one …
5m 18s
Final video of our six part series highlights the 5-PWR software for the 5 Series MSO and how to measure switching loss, conduction loss, magnetic loss and RdsOn.
3m 55s
Part three of this six-part series covers your first test: high-side Vgs, Vds, and analyzing dead-time. We again cover the DUT connections, scope, software and probe settings that are best for …
6m 47s
In this video we demonstrate how to use recommended MMCX connectors to create high quality, unplanned test points on your board for testing with the IsoVu Measurement System.
6m 23s
Part two of this six-part series on the Power Switching Converter Analysis kit covers all the important steps for setting up your kit. We cover all the DUT connections, setting up your scope …
5m 10s