一种GaN开关应力测试系统及电子设备技术方案

本发明专利技术实施例公开了一种GaN开关应力测试系统及电子设备，所述应力测试系统包括：高压电源单元、驱动信号单元、第一采样电阻、第二采样电阻和反馈监测单元；所述高压电源单元将初始高压直流电信号处理成目标高压直流电信号，并向所述GaN开关的漏极提供所述目标高压直流电信号。所述驱动信号单元将初始驱动信号处理成目标驱动信号，并向所述GaN开关的栅极提供所述目标驱动信号。本发明专利技术提供的测试系统能够持续为GaN开关提供高应力，从而提高GaN开关的检测精度，分别在所述GaN开关的栅极和源极设置第一采样电阻和第二采样电阻，以及用于监测异常状态的反馈监测单元，从而能够在GaN开关工作异常时，及时对测试系统进行保护。及时对测试系统进行保护。及时对测试系统进行保护。

【技术实现步骤摘要】
一种GaN开关应力测试系统及电子设备


[0001]本专利技术涉及自动化测试领域，尤其涉及一种GaN开关应力测试系统及电子设备。

技术介绍

[0002]随着硅基GaN的工艺成熟，硅基GaN开始广泛用于高功率、小体积的快充应用中。快充应用中的硅基GaN开关一般分为增强型和耗尽型两种类型，其中，增强型GaN开关相比耗尽型GaN开关具有寄生电容小、反向恢复时间短的特点，因此被更广泛的应用。
[0003]但是增强型的GaN开关在制造工艺中使用了pGaN这道工艺，导致器件在强应力的情况下可能出现损坏，更严重的情况可能导致源漏失效、爆炸等。
[0004]目前已经广泛应用的测试方法为图1所示的双脉冲电路。由于该电路的信号源输出为两个周期的脉冲，虽然在两个周期中GaN开关经历了一次完整的高压关闭和低压开启，可以计算这个过程中的动态导通电阻。但是，在持续硬开关下才会出现的自热效应该电路是无法模拟的。如果简单的将双脉冲信号源变成持续脉冲，由于电感中储存的能量无法及时泄放掉，流过电感和GaN开关的电流会持续增加，最终导致该电路烧毁。

技术实现思路

[0005]为了解决上述技术问题，本申请实施例提供了一种GaN开关应力测试系统及电子设备，具体方案如下：第一方面，本申请实施例提供了一种GaN开关应力测试系统，用于对GaN开关进行应力测试，所述GaN开关应力测试系统包括：高压电源单元和驱动信号单元；所述高压电源单元的输入端用于接入初始高压直流电信号，所述高压电源单元的输出端与所述GaN开关的漏极电连接，所述高压电源单元用于向所述GaN开关的漏极提供目标高压直流电信号；所述驱动信号单元的输入端用于接入初始驱动信号，所述驱动信号单元的输出端与所述GaN开关的栅极电连接，所述驱动信号单元用于向所述GaN开关的栅极提供目标驱动信号，所述目标驱动信号为对所述初始驱动信号进行预设限幅处理后得到的电平信号。
[0006]根据本申请实施例的一种具体实施方式，所述GaN开关应力测试系统还包括：第一采样电阻、第二采样电阻和反馈监测单元；所述驱动信号单元的输出端通过所述第一采样电阻与所述GaN开关的栅极电连接；所述GaN开关的源极经由所述第二采样电阻接地；所述反馈监测单元的输入端用于获取所述第一采样电阻的第一电压信号和所述第二采样电阻的第二电压信号，所述反馈监测单元的输出端分别与所述高压电源单元的控制端和所述驱动信号单元的控制端电连接；所述反馈监测单元根据所述第一电压信号、所述第二电压信号以及预设的参考电压信号判断所述GaN开关是否处于异常状态，并当判定所述GaN开关处于异常状态时，控制
所述高压电源单元停止接入初始高压直流电信号，以及控制所述驱动信号单元停止接入初始驱动信号。
[0007]根据本申请实施例的一种具体实施方式，所述高压电源单元包括高压功率开关和负载电路；所述高压功率开关的输入端用于接入所述初始高压直流电信号，所述高压功率开关的控制端与所述反馈监测单元的输出端电连接，所述高压功率开关的输出端与所述负载电路的输入端电连接；所述负载电路的输出端与所述GaN开关的漏极电连接，所述负载电路用于对所述初始高压直流电信号进行预设升压处理，以得到所述目标高压直流电信号。
[0008]根据本申请实施例的一种具体实施方式，所述负载电路为基于变压器实现的感性负载电路；所述负载电路用于通过调节次级线圈的负载使所述负载电路进入谐振状态，以向所述GaN开关的漏极输出所述目标高压直流电信号，所述目标高压直流电信号的谐振波峰时刻与所述GaN开关进行开关状态切换的时刻相同。
[0009]根据本申请实施例的一种具体实施方式，所述驱动信号单元包括第一数字开关和驱动调节电路；所述第一数字开关的输入端用于接入所述初始驱动信号，所述第一数字开关的输出端与所述驱动调节电路的输入端电连接，所述第一数字开关向所述驱动调节电路输送所述初始驱动信号；所述驱动调节电路的输出端与所述GaN开关的栅极电连接；所述驱动调节电路用于对所述初始驱动信号进行限幅，以得到所述目标驱动信号。
[0010]根据本申请实施例的一种具体实施方式，所述反馈监测单元包括放大电路、第一比较电路、第二比较电路和触发电路；所述放大电路的输入端并联连接在所述第一采样电阻的两端，所述放大电路的输出端与所述第一比较电路的输入端电连接；所述GaN开关的源极与所述第二比较电路的输入端电连接，所述第一比较电路的输出端和所述第二比较电路的输出端均与所述触发电路的输入端电连接；所述第一比较电路的输入端和所述第二比较电路的输入端还用于接入预设的参考电压信号，所述第一比较电路用于比较所述第一电压信号和所述参考电压信号的电压大小，当所述第一电压信号大于所述参考电压信号时，向所述触发电路发送对应的判决信号；所述第二比较电路用于比较所述第二电压信号和所述参考电压信号的电压大小，当所述第二电压信号大于所述参考电压信号时，向所述触发电路发送对应的判决信号；所述触发电路的输出端分别与所述高压电源单元的控制端和所述驱动信号单元的控制端电连接。
[0011]根据本申请实施例的一种具体实施方式，所述第一比较电路包括第一比较器和第二比较器，所述第二比较电路包括第三比较器，所述触发电路包括第一D触发器、第二D触发器、第三D触发器和预设逻辑门电路；所述第一比较器的输入端和所述第二比较器的输入端均与所述放大电路的输出
端电连接；所述第三比较器的输入端与所述GaN开关的源极电连接，所述第三比较器的输出端与所述第三D触发器的输入端电连接；所述第一D触发器、所述第二D触发器和所述第三D触发器的输出端均与所述预设逻辑门电路的输入端电连接；所述第一D触发器、所述第二D触发器和所述第三D触发器用于根据预设的时钟信号采集对应的比较器发送的判决信号，并向所述预设逻辑门电路发送所述判决信号。
[0012]根据本申请实施例的一种具体实施方式，所述GaN开关应力测试系统还包括启动单元，所述启动单元包括第二数字开关、计数器电路和拨码开关；所述第二数字开关的输入端用于接入预设时钟信号，所述第二数字开关的输出端与所述计数器电路的驱动端电连接；所述计数器电路的控制端与所述拨码开关电连接，所述计数器电路的输出端与所述触发电路电连接；所述计数器电路用于在当前计数值与所述拨码开关中的参考值相等时，向所述触发电路发送触发信号，以使所述触发电路获取各比较电路的判决信号。
[0013]根据本申请实施例的一种具体实施方式，所述计数器电路包括第一计数器、第二计数器和第三计数器；所述第一计数器、所述第二计数器和所述第三计数器的控制端均与所述拨码开关电连接；所述第一计数器的输出端与所述第三D触发器的控制端电连接，所述第二计数器的输出端与所述第二D触发器的控制端电连接，所述第三计数器的输出端与所述第一D触发器的控制端电连接。
[0014]根据本申请实施例的一种具体实施方式，所述启动单元还包括上升沿捕获电路和下降沿捕获电路；所述上升沿捕获电路的输入端和所述下降沿捕获电路的输入端均与所述驱动信号单元电连接；所述上升沿捕获电路的输出端与所述第二计数器的复位端本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种GaN开关应力测试系统，其特征在于，用于对GaN开关进行应力测试，所述GaN开关应力测试系统包括：高压电源单元和驱动信号单元；所述高压电源单元的输入端用于接入初始高压直流电信号，所述高压电源单元的输出端与所述GaN开关的漏极电连接，所述高压电源单元用于向所述GaN开关的漏极提供目标高压直流电信号；所述驱动信号单元的输入端用于接入初始驱动信号，所述驱动信号单元的输出端与所述GaN开关的栅极电连接，所述驱动信号单元用于向所述GaN开关的栅极提供目标驱动信号，所述目标驱动信号为对所述初始驱动信号进行预设限幅处理后得到的电平信号。2.根据权利要求1所述的GaN开关应力测试系统，其特征在于，所述GaN开关应力测试系统还包括：第一采样电阻、第二采样电阻和反馈监测单元；所述驱动信号单元的输出端通过所述第一采样电阻与所述GaN开关的栅极电连接；所述GaN开关的源极经由所述第二采样电阻接地；所述反馈监测单元的输入端用于获取所述第一采样电阻的第一电压信号和所述第二采样电阻的第二电压信号，所述反馈监测单元的输出端分别与所述高压电源单元的控制端和所述驱动信号单元的控制端电连接；所述反馈监测单元根据所述第一电压信号、所述第二电压信号以及预设的参考电压信号判断所述GaN开关是否处于异常状态，并当判定所述GaN开关处于异常状态时，控制所述高压电源单元停止接入初始高压直流电信号，以及控制所述驱动信号单元停止接入初始驱动信号。3.根据权利要求1所述的GaN开关应力测试系统，其特征在于，所述高压电源单元包括高压功率开关和负载电路；所述高压功率开关的输入端用于接入所述初始高压直流电信号，所述高压功率开关的输出端与所述负载电路的输入端电连接；所述负载电路的输出端与所述GaN开关的漏极电连接，所述负载电路用于对所述初始高压直流电信号进行预设升压处理，以得到所述目标高压直流电信号。4.根据权利要求3所述的GaN开关应力测试系统，其特征在于，所述负载电路为基于变压器实现的感性负载电路；所述负载电路用于通过调节次级线圈的负载使所述负载电路进入谐振状态，以向所述GaN开关的漏极输出所述目标高压直流电信号，所述目标高压直流电信号的谐振波峰时刻与所述GaN开关进行开关状态切换的时刻相同。5.根据权利要求1所述的GaN开关应力测试系统，其特征在于，所述驱动信号单元包括第一数字开关和驱动调节电路；所述第一数字开关的输入端用于接入所述初始驱动信号，所述第一数字开关的输出端与所述驱动调节电路的输入端电连接，所述第一数字开关向所述驱动调节电路输送所述初始驱动信号；所述驱动调节电路的输出端与所述GaN开关的栅极电连接；所述驱动调节电路用于对所述初始驱动信号进行限幅，以得到所述目标驱动信号。6.根据权利要求2所述的GaN开关应力测试系统，其特征在于，所述反馈监测单元包括放大电路、第一比较电路、第二比较电路和触发电路；
所述放大电路的输入端并联连接在所述第一采样电阻的两端，所述放大电路的输出端与所述第一比较电路的输入端电...

【专利技术属性】
技术研发人员：张孟文，尚昌立，吴俊峰，徐显修，
申请(专利权)人：深圳市时代速信科技有限公司，
类型：发明
国别省市：