Импульсное измерение сопротивления переходов mosfet и IGBT

sat_art · 31.05.2019, 00:53

Делал для себя игрушку.
Возможно кому то пригодится.

Краткое описание.

Назначение.

Измерение сопротивления переходов полевых транзисторов и падения напряжения коллектор-эмиттер IGBT транзисторов.

Принцип работы

Импульсное измерение автоматически один раз в секунду импульсом 0.7-0.8 мС.
В качестве нагрузки выступает внешне подключаемое сопротивление (0.5 - 2 Ома) какой ток вам необходим.
Питание 12-15В.
Напряжение питания накапливается в двух конденсаторах и при измерении немного просаживается.
На приложенных осциллограммах видно как это происходит.
После подачи импульса на затвор - через 100мкС производится 200 измерений, которые усредняются для увеличения точности.
На индикаторе могут отображаться:
1. 0.123 - сопротивление сток-исток (drain-source) полевых или коллектор-эмиттер IGBT транзисторов.
2. 1.12u - падение напряжения сток-исток (drain-source) полевых или коллектор-эмиттер IGBT транзисторов.
3. 12.4U - напряжение питания.
4. 15.3A - ток в момент измерения.
Режим отображения изменяется кнопкой "Sel".

Правильно собранное ус-во в настройке не нуждается.
В качестве индикатора можно применить общий анод или общий катод. При первом включении на индикаторе будет отображаться слово tESt раз в секунду изменяя отображение с общим анодом или катодом. При правильном состоянии необходимо нажать любую кнопку. Выбор сохранится и будет использован в дальнейшем.

На данный момент задействована одна кнопка (для выбора вариантов отображения).

Остальные две планируется использовать в будущих прошивках (для калибровки и т.п.) если будут заинтересованные люди.

Размер изделия без корпуса 50х45 мм.
Прошивка контроллера в архиве.

Микроконтроллер используется STM32F030C6(

. С цифрой 8 - больше памяти. Лучше использовать его если есть желание в даьнейшем обновлять возможности ус-ва.

Перемычка JP3 используется для прошивки микроконтроллера.
При замыкании 1 и 2 - нормальная работа и программирование через ST-Link

Прошить микроконтроллер можно не имея программатора. Достаточно иметь переходник USB-Serial.
И на время прошивки перемычку запаять на 2 и 3.

Как это сделать можно почитать в интернете. https://habr.com/ru/post/437234/

Задаем вопросы и пожелания на форуме.

Приложенные осциллограмы и изображения сделаны при прверке тр-ра FGA25N120 с током измерения ~15А

Плата специально разведена на одной стороне для самостоятельного изготовления.

Возможно немного сумбурно написано - но я больше читатель чем писатель.

dgrishin · 31.05.2019, 09:41

Эквивалентная схема IGBT транзистора

Нажмите на изображение для увеличения
Название: ekviv-igbt.png
Просмотров: 0
Размер: 2.2 Кб
ID: 142306

mike-y-k · 31.05.2019, 10:20

sat_art, если использовать мелкий LCD/OLED, прикрутить енкодер - при минимуме затрат резко возрастёт usability…
В следующих версиях добавить:

регулировку управляющего напряжения и измерение на нескольких значениях напряжения на затворе;
возможность использования регулировки напряжения DS/EC в более широких пределах;
датчик температуры для испытуемого;
кривые напряжения на затворе совместно с кривыми падения напряжения DS/EC (уже
управление током нагрузки.

И тогда с запасом осуществится мечта уважаемого Demo65 по проверке партий транзисторов с aliexpress

dgrishin · 31.05.2019, 11:07

Если важен не сам процесс, а готовый результат, то

https://www.aliexpress.com/item/2016...782708054.html

ForcePoint · 31.05.2019, 11:14

Сообщение от dgrishin

Эквивалентная схема IGBT транзистора

И что? Считаешь, что основной ток нагрузки идёт через базовый переход, а не как у всех биполярников?

dgrishin · 31.05.2019, 11:35

Сообщение от ForcePoint

И что? Считаешь, что основной ток нагрузки идёт через базовый переход, а не как у всех биполярников?

Я считаю что падение б-э на IGBT транзисторе можно измерить.
Правда не знаю какой в этом практический смысл если IGBT (ИМХО) в основном используют как ключи.

sat_art · 31.05.2019, 13:14

Коллектор конечно.
Устал вчера. Раз написал, и два раза скопировал.
Спасибо.

Сообщение от mike-y-k

если использовать мелкий LCD/OLED

Делал для себя, а у меня куча этих семисегментников.

Сообщение от mike-y-k

регулировку управляющего напряжения и измерение на нескольких значениях напряжения на затворе;

Сообщение от mike-y-k

возможность использования регулировки напряжения DS/EC в более широких пределах;

Резко сильное усложнение схемы.

Сообщение от mike-y-k

датчик температуры для испытуемого;

Нужен только при длительном воздействии или для построения графиков зависимости параметров от температур.

Сообщение от mike-y-k

управление током нагрузки.

Для проверки партии разных, разные сопротивления. Кусочек нихрома, двигаем туда сюда один конец.

Сообщение от dgrishin

Если важен не сам процесс, а готовый результат, то

Я сомневаюсь, что там может быть ток через коллектор больше ампера.
Для меня как раз и стояла задача измерять на приличном токе.

Что то вчера не все описание скопировал и вставил.

mike-y-k · 31.05.2019, 14:32

dgrishin, недостатки тестера Маркуса уже не раз обсуждали. Он таки сильно ограничен с мощными и высоковольтными деталями. Получение им близкого к реальному RDSon под большим вопросом, как и проверка/подбор по этому критерию…
Уже был не один прецедент с партиями, которые отлично горели при значительно меньших нагрузок к паспортным и после проверки уже в лаборатории оказывались отбраковкой/перемаркировкой.

sat_art, так я собственно не за Вас, а за остальных радею

с экраном, энкодером,…
Кусок нихрома вполне годится, но несколько кусков с подстройкой и возможность их коммутации (несколько ключей или реле) сделают прибор богаче по возможностям.
Датчик температуры даже просто для фиксации оной в момент измерения - Вы таки не планируете термостатированный перед измерениями по значениям температуры в DS

Ну а возможность посмотреть на реальную картину RDSon от температуры в некотором диапазоне представляется совсем не лишней. Там по большей части только код добавится. Можно использовать бесконтактный измеритель.
Ну и в дополнение к возможностям на будущее - минимум оценка ёмкости затвора.

sat_art · 31.05.2019, 14:38

Сообщение от mike-y-k

Датчик температуры даже просто для фиксации оной в момент измерения - Вы таки не планируете термостатированный перед измерениями по значениям температуры в DS Ну а возможность посмотреть на реальную картину RDSon от температуры в некотором диапазоне представляется совсем не лишней. Там по большей части только код добавится. Можно использовать бесконтактный измеритель.
Ну и в дополнение к возможностям на будущее - минимум оценка ёмкости затвора.

Концепция была на минимализм без использования мощного БП. И как раз импульсный режим избавляет от нагрева совсем.
А тут надо БП городить, что бы длительно можно было открывать без просадки питающего напряжения.
Хотя теоретически добавить датчик температуры не проблема и использую мощный БП можно строить график RDSon от температуры.

mike-y-k · 31.05.2019, 15:10

sat_art, модуль с сборкой от Melexis MLX90614 (‹$5) с тубусом на измеритель создаст хорошую основу.
Начальная концепция понятна, теперь уже появился опыт и шишки набились

можно оглянуться и подумать о росте…
Собственно аскетичная реализация дополнений не столь сложна - таки это не промышленный прибор для поточной линии и нет задачи получить прецизионное устройство.

Для измерений с температурой - вполне подойдёт просто PWM сигнал управления с изменяющейся от базовой скважностью.