用Python自动化双脉冲测试：电力电子设备中使用的半导体材料正从硅过渡到宽禁带（WBG）半导体，如碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）等。这些半导体在更高功率水平下表现出卓越的性能，被广泛应用于汽车和工业领域。由于工作电压高，SiC技术正被应用于电动汽车动力系统，而GaN则主要用作笔记本电脑、移动设备和其他消费设备的快速充电器。本文主要介绍宽禁带FET的测试，但双脉冲测试（DPT）技术同样适用于硅器件、MOSFET或IGBT等。
 
为确保这些设备的可靠性，双脉冲测试已发展成为一种行业标准技术，用于测量开启、关闭和反向恢复期的一系列重要参数。双脉冲测试系统包括示波器（极仪银飞有售）、信号源和电源，它们必须协同工作进行测试和测量。本应用说明介绍了一个Python脚本示例，该脚本利用示波器和函数发生器的内置双脉冲测试功能，自动执行双脉冲测试。演示脚本以一个工作框架的形式呈现，供寻求实现DPT自动化的工程师使用，并可通过泰克GitHub获取。
 

一、使用Python可以实现全自动测试解决方案，涵盖以下功能：

探头设置配置
通道纠偏配置
直流电流校准（如罗氏线圈）
垂直刻度设置自动调整
水平刻度设置自动调整
创建测试列表
获取测试结果
测试屏幕/波形保存
用于稳定性分析的可重复测试回路
 

二、测试系统

典型的双脉冲测试系统用于测量低侧自动开关参数和时序分析。这种设置需要一个具有四个或更多通道的4B、5B或6B系列MSO。对于DPT开关参数，需要测量低压侧的VDS、ID和VGS，因此需要三个探头——两个用于电压测量，一个用于电流测量。自动化脚本还支持高压侧测试，通过与适当的探头进行高压侧连接。
 
被测设备（DUT）的栅极由AFG31000任意/函数发生器驱动。驱动VDD的大电流电源，这是典型的双脉冲测试设置。然而，在这个低电流示例中，使用了吉时利三输出电源为栅极驱动器供电，并提供VDD。
 
泰克示波器配备了选件5-WBG-DPT，提供专用的双脉冲测量和完整的远程接口。示波器中的WBG软件还可用于控制AFG31000任意/函数发生器并生成栅极驱动信号。
 

三、脚本由四大功能模块组成：

1、示波器和探头初始化
探头通道配置
探头设置配置
示波器初始化和模式设置
2、示波器垂直设置和自动设置
根据捕捉到的波形自动调整所有模拟通道的垂直设置
3、双脉冲测试初始化
测试项目的选择
测试项目配置
AFG脉冲创建和连接
4、双脉冲测试和结果保存
脉冲发生
测试结果的获取和保存
 

四、功能模块说明

功能模块1 示波器和探头初始化

该功能用于初始化探头和示波器系统。要测量VDS、ID和VGS，需要两个电压探头和一个电流探头。探头初始化过程包括：
禁用通道1并从屏幕上删除通道1显示。
启用三个通道（用户在参数设置中定义的两个电压通道和一个电流通道）。
设置电流通道的极性。
配置替代单位比率。
设置用户定义的通道纠偏参数。
示波器初始化过程包括：
恢复默认设置（如果用户自定义设置"rst_scope_ena"设为1）。
启用高分辨率模式。
设置水平设置模式为手动，并配置采样率和记录长度。
根据用户定义的脉冲设置输入计算所需的采样率。
设置触发位置、触发类型和触发源。
配置触发模式并开始采集。
 

功能模块2 示波器垂直设置和自动设置

如果启用了垂直自动设置功能（通过将用户定义参数"autoset_vertical_ena"设为1），则根据输入信号幅度自动调整垂直刻度和偏置。禁用时，使用用户定义的垂直设置。每个通道可独立启用/禁用自动设置。
自动设置步骤包括：
初始化通道刻度。
启动循环，根据输入信号幅度调整垂直刻度和偏置，直到达到用户定义的误差范围。
 

功能模块3 双脉冲测试初始化

1. 将所有测试项目添加到测试列表中，如导通电量、关断电量、峰值电压等。
2. 为每个测试项目设置信号源。
3. 将设置写入AFG以生成测试脉冲。
 

功能模块4 双脉冲测试和保存结果

1. 发送触发命令启动测试循环并产生脉冲。
2. 等待采集完成。
3. 读取并显示测试结果。
4. 根据设置保存测试结果表、屏幕截图、波形和会话到示波器或PC上。
5. 重复测试直到达到用户定义的循环次数。
6. 释放内存并结束测试。
 我司有各种型号数字万用表及配件，欢迎各位朋友来电咨询。