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作者：泰克科技

开关特性是功率半导体开关器件最重要的特性之一，由器件在开关过程中的驱动电压、端电压、端电流表示。一般在进行器件评估时可以采用双脉冲测试，而在电路设计时直接测量在运行中的变换器上的器件波形，为了得到正确的结论，获得精准的开关过程波形至关重要。

SiC MOSFET 相较于 Si MOS 和 IGBT 能够显著提高变换器的效率和功率密度，同时还能够降低系统成本，受到广大电源工程师的青睐，越来越多的功率变换器采用基于 SiC MOSFET 的方案。SiC MOSFET 与 Si 开关器件的一个重要区别是它们的栅极耐压能力不同，Si 开关器件栅极耐压能力一般都能够达到 ±30V，而 SiC MOSFET 栅 极 正 压 耐 压 能 力 一 般 在 +20V 至+25V，负压耐压能力一般仅有 -3V 至 -10V。同时，SiC MOSFET 开关速度快，开关过程中栅极电压更容易发生震荡，如果震荡超过其栅极耐压能力，则有可能导致器件栅极可靠性退化或直接损坏。

很多电源工程师刚刚接触 SiC MOSFET 不久，往往会在驱动电压测量上遇到问题，即测得的驱动电压震荡幅值较大、存在与理论不相符的尖峰，导致搞不清楚是器件的问题还是电路设计的问题，进而耽误开发进度。

接下来我们将向您介绍 6 种由于测试问题而导致的驱动电压离谱的原因。

原因 1：高压差分探头衰减倍数过大

高压差分探头的为差分输入且输入阻抗高，在电源开发过程中一般都会选择它来测量驱动波形。有时在使用高压差分探头时获得的驱动波形显得非常粗，这往往是由于高压差分探头的衰减倍数过大导致的。衰减倍数大，高压差分探头的量程就大，使得分辨率大幅下降，同时示波器在还原信号时还会将噪声放大。此时就需要选择衰减倍数较小的高压差分探头或选择高压差分探头衰减比较小的档位。我们使用图 1 中的高压差分探头测量驱动电压，衰减倍数分别选择 50 倍和 500 倍，在下图中可以明显到 500倍衰减倍数下驱动波形非常粗。

图 1. 示意图为泰克高压差分探头

图 2. 50 倍与 500 倍衰减波形对比

原因 2：高压差分探头测量线未双绞

高压差分探头一般用于测量高压信号，为了使用安全及方便接线，其前端是两根接近 20cm的测量线。在进行测量时，可以将两根测量线看作为一个天线，会接收外界的磁场信号。而SiC MOSFET 的开关速度快，开关过程电流变化速率大，其产生的磁场穿过由高压差分探头测量线形成的天线时就会影响测量结果。为了降低这一影响，可以将高压差分探头的两根测量线进行双绞，尽量减小它们围成的面积。从图 4 中可以看到，在将测量线未双绞进行双绞后，驱动电压波形的震荡幅度明显降低了。

图 3. 差分探头是否双绞

图 4. 是否双绞的波形对比

原因 3：无源探头未进行阻抗匹配

无源探头衰减倍数小、带宽高，往往可以在双脉冲测试时用来获得更为精准的驱动电压波形。无源探头的等效电路如下所示，只有当其与示波器达到阻抗匹配时才能获得正确的波形。一般情况下，我们可以通过旋转无源探头尾部的旋钮调节电容来进行阻抗匹配调节，此外还有部分探头能够在示波器上完成自动补偿。

当驱动电压为 -4V/+15V 时，通过图 8 可以看到，是否正确补偿对测量结果有非常大的影响。当探头未进行阻抗匹配时，驱动波形振荡幅度明显变大，测量量值也更大，这将会导致对驱动电压的误判。当探头正确阻抗匹配时，驱动电压振幅更小，测量值与实际外加电压一致。

图 6. 泰克无源探头

图 7. 无源探头等效示意图

图 8. 阻抗匹配与未阻抗匹配波形对比

原因 4：无源探头未使用最小环路测量

无源探头标配的接地线有接近 10cm 长，采用这样的接地线时，会出现同高压差分探头一样，即测量线围出一个很大的面积，成为一个天线，测量结果会受到 SiC MOSFET 开关过程中高速变化的电流的影响。同时，过长的接地线可以看做一个电感，也会导致震荡的产生。

为了降低这一影响，可以使用厂商标配的弹簧接地针，其长度短、围出的面积更小。从图 10 中可以看到，使用标配接地线时，驱动波形震荡严重，其峰值最大达到 xxV，超过了 SiC MOSFET栅极耐压能力；当使用弹簧接地针后，波形震荡大大减轻了，幅值均在 SiC MOSFET 栅极耐压能力范围内。

图 9. 示波器自带长接地线、短弹簧地线

图 10. 长接地线与短弹簧地线波形对比

原因 5：探头高频共模抑制比不够

对于桥式电路中的上管 SiC MOSFET，其 S 极为桥臂中点，其电压在电路工作时是跳变的。其跳变的幅度为电路的母线电压，对于 1200V SiC MOSFET 而言，母线电压为 800V；其跳变的速度为 SiC MOSFET 的开关速度，可达到 100V/ns。此时要测量上管的驱动电压，就需要面对这样高幅值、高速度跳变的共模电压。

图 11. 泰克光隔离探头 ISOVu

从图 12 中可以看到，当采用常见的高压差分探头时，驱动波形振荡更大，在第一个脉冲内 Ton时间测量值偏低，在 Toff 时间内存在偏置，在第二个脉冲上升沿存在严重的震荡。这主要是由于高压差分探头在高频下的共模抑制比不够导致的，此时我们就需要使用具有更高共模抑制比的光隔离探头来测量上管驱动电压波形。

从图 12 中可以看到，当采用光隔离探头后，波形震荡明显减小，第二脉冲上升沿的严重震荡消失，在关断时间内电压测量值与实际外加电压接近。

图 12. 光隔离探头与高压差分探头波形对比

原因 6：测量点离器件引脚根部过远

当我们测量驱动电压波形时，探头并不能直接接 触 到 SiC MOSFET 芯 片， 而 只 是 能 接 到 器件的引脚上。可以将器件的引脚看作为电感，那么我们实际测得的驱动电压为真实的栅 - 源极电压和测量点之间引脚电感上压降之和。那么，测量点之间引脚长度越长，测量结果与 SiC MOSFET芯片上真实的栅-源极电压差异越大。

图 13. 4pin 的图片和等效示意图

为了降低这一影响，需要将探头接到器件引脚的根部，最大限度得缩短测量点之间引脚的长度。从图 14 中可以看到，当测量点位于引脚根部时，开通驱动波形振荡幅值及振荡频率明显减少，关断驱动波形振荡幅值也明显减少。

图 14. 探头接引脚根部与远离根部

图 15. 引脚根部与远离根部波形对比

了解泰克高差分探头https://www.tek.com.cn/products/oscilloscopes/probes/high-voltage-differential-probes；了解泰克光隔离探头https://www.tek.com.cn/products/oscilloscopes/probes/isovu-isolated-probes；泰克MSO5B示波器https://www.tek.com.cn/products/oscilloscopes/ 5-series-mso。

关于泰克科技

泰克公司总部位于美国俄勒冈州毕佛顿市，致力提供创新、精确、操作简便的测试、测量和监测解决方案，解决各种问题，释放洞察力，推动创新能力。70多年来，泰克一直走在数字时代前沿。欢迎加入我们的创新之旅，敬请登录：tek.com.cn

戈润的数字孪生技术结合Synauta的人工智能技术，将创造出强大的水和废水处理及再利用模式，从而减少能源和化学品的消耗，并降低运营成本

清洁技术水处理解决方案的全球提供商和开发者戈润(Gradiant)今天宣布，该公司已收购加拿大人工智能(AI)水处理技术公司Synauta，以加快数字孪生技术在水务领域的应用。戈润曾率先将数字孪生技术用于工业水处理、海水淡化及废水再利用领域。本次收购将巩固戈润作为端到端水处理解决方案技术领导者的地位，并加速数字孪生技术的部署，帮助打造数字水务的未来。

戈润首席运营官Prakash Govindan表示：“数字水务是全球水务行业发展最快的领域，此次收购为我们带来了最新的相关技术。随着我们进一步利用5G通信、工业自动化和预测分析技术，数字孪生技术在水务领域的应用将迎来飞速增长。结合Synauta的AI数据模型，工业水处理技术会变得更智能、更清洁和更高效。”

戈润创立于麻省理工学院，是一家端到端水处理解决方案提供商，致力于提供集成于单一数字平台的设计、运营和资产优化服务，其客户包括美光、葛兰素史克、辉瑞、力拓集团和可口可乐等。据估计，全球每年为解决水基础设施问题需花费约1.5万亿美元，其中，数字解决方案发挥了重要作用。据近期市场研究预测，到2030年，数字水务的年资本支出将达到100亿美元，其中人工智能技术的投资将占到63亿美元。工业和市政客户越来越多地在水和废水处理业务中采用人工智能平台，以应对来自可持续性和成本压力、业务连续性、监管合规和气候事件的挑战。

Synauta专有的机器学习AI算法广泛应用于世界各地的市政和工业海水淡化设施。Synauta的技术可以根据实时过程数据确定最佳的运行工况和维护方案，从而降低运营成本，这些技术得到了新加坡公用事业局(PUB)、威立雅、Aqualia、Engie和GHD等领先客户的信任。

Synauta首席执行官Mike Dixon表示：“加入戈润让Synauta在为全球客户部署工业水处理方案时，能够更广泛地利用数据和AI技术。本次收购将为水务行业的数字化提供强大动力，使工业用水离实现可持续发展的目标更近一步。”

该收购尚需满足惯例成交条件，预计将于2022年第二季度完成。

关于戈润

戈润是清洁水处理项目解决方案的全球提供商和开发者，致力于提供先进水及废水处理技术。戈润的端到端解决方案和技术专长能够为世界上最严峻的水资源挑战提供可持续且具有成本效益的解决方案。凭借由世界顶级水处理专家打造的全套差异化专有技术，戈润为全球各大重要行业客户的任务关键型运营提供服务。戈润成立于麻省理工学院(MIT)，旨在打造并部署可持续的水处理解决方案，并在应对工业化、人口增长和水资源紧缺所带来的日益严峻的挑战方面，具备独特的优势。如今，戈润拥有超过400名员工，其全球总部位于波士顿，在新加坡设有地区总部和全球研发创新实验室，并在10个国家设有办事处。如需了解更多信息，请访问gradiant.com。

关于Synauta

Synauta将海水淡化和机器学习人工智能技术融会贯通，致力于减少水处理过程的能源和化学品消耗，从而降低客户的运营成本。公司利用其专有算法，为世界领先机构的水处理设施确定最佳运行工况和维护方案。如需了解更多信息，请访问synauta.com。

稿源：美通社

• 联合开发智能驾驶算法，打造面向中国市场的全栈式智能驾驶系统解决方案

• 推动博世中国高阶智能驾驶解决方案加速落地，助力SAE L2-3级自动驾驶大规模量产及市场化应用

全球领先的汽车技术与服务供应商博世近日宣布，已与文远知行签署战略合作协议。双方将在智能驾驶算法领域开展合作，共同推进博世中国高阶智能驾驶解决方案加速落地，助力应用于乘用车的SAE L2-3级自动驾驶大规模量产及市场化应用。

作为此次合作的切入点，博世中国高阶智能驾驶解决方案，是由博世智能驾驶与控制事业部中国区本土开发，面向中国市场量身打造的全栈式智能驾驶系统解决方案。该解决方案包含传感器、计算平台、算法应用以及云服务等关键技术要素，同时具备面向未来的可扩展架构。

依托文远知行高度灵活的解决方案——其通用性软件可以实现SAE L2到L4不同级别的自动驾驶能力，基于博世中国高阶智能驾驶解决方案，合作双方将联合开发由数据驱动的智能驾驶算法，更快、更好地服务于中国主机厂客户，让覆盖城市、高速及高架等不同应用场景的SAE L2-3级高阶智能驾驶体验更早在中国市场成为现实。

文远知行自动驾驶技术经过超1100万公里的公开道路验证。涵盖自动驾驶出租车、自动驾驶小巴、自动驾驶同城货运车及自动驾驶环卫车在内的多款自动驾驶产品均能实现在城市各类开放道路上的全天时、全天候运行，覆盖隧道、桥梁、高速公路、城中村、早晚高峰、夜间、雨雪天等复杂场景。通过此次战略合作，文远知行将与博世中国共同推进专为中国市场打造的车规级、可量产的高阶智能驾驶系统落地。

根据艾瑞咨询发布的《2021年中国智能驾驶行业研究报告》，去年中国城市与高速等场景智能驾驶与泊车辅助系统市场规模达442亿元人民币。智能驾驶技术正在成为行业标配，预计2025年乘用车辅助驾驶渗透率或将超过60%。

“随着智能驾驶技术新车装机率的不断提升，高阶智能驾驶正成为行业角逐的下一片蓝海。博世在此领域拥有深厚的工程研发及技术服务专业知识，并且多年来通过深耕中国市场，积累了丰富的量产经验。文远知行在技术研发、产品创新和落地运营等方面实力卓然。此次双方强强联手，必将加速推进高阶智能驾驶解决方案在中国的量产进程，让更安全、更舒适且更智慧的驾乘体验在中国成为现实，”博世智能驾驶与控制事业部中国区总裁李胤表示。

“文远知行一直专注于开发安全、先进、可落地的自动驾驶解决方案，以L4级技术赋能产业上下游生态。博世持续百年创新，掌握全球领先的汽车技术，对市场有着深刻的洞察，拥有丰富的客户合作经验。此次达成战略合作，文远知行和博世把握了最佳的市场时机，共同推动高阶智能驾驶技术在中国的落地和普及，一同打造全球领先的智能驾驶产品，”文远知行创始人兼CEO韩旭表示。

秉承“根植本土、服务本土”的长期发展战略，博世中国持续在汽车电子与软件等关键技术领域进行本土化投资与创新。此次携手文远知行，双方将共同推进中国市场高阶智能驾驶大规模量产与商业化进程加速向前。安全始终是辅助与自动驾驶的重中之重，博世中国高阶智能驾驶解决方案不仅具备完整的功能安全、网络安全、预期功能安全等系统安全设计，而且对软硬件开发流程及系统验证释放等方面也有着严苛的安全要求。

自动驾驶一以贯之是博世集团的战略性业务领域。作为该领域的创新开拓者，博世借助驾驶员辅助系统及其所需的相关传感器技术，很早就为实现全面的自动化等级夯实基础，并实行“双元战略”。一方面，为了使驾驶更安全、更轻松，博世正为私家车开发聚焦于驾驶员辅助、部分和有条件的自动驾驶系统的解决方案（SAE L1-3级）。另一方面，团队也正积极与合作伙伴们共同研发专用于车队与新运营模式的高级别自动驾驶解决方案，尤其在物流领域，博世认为SAE L4级自动驾驶系统具有可观的应用与商业潜力。

汽车与智能交通技术是博世集团最大的业务板块，2021年该业务板块销售额达453亿欧元，占集团总销售额的58%。作为领先的汽车供应商，博世在汽车与智能交通技术领域提供个性化、自动化、电气化、互联化的解决方案，旨在打造可持续、安全和轻松的未来出行愿景，为客户提供一体化智能交通解决方案。汽车与智能交通技术业务领域包括：内燃机的喷射技术和动力总成技术、多样化的动力总成电气化解决方案、车辆安全系统、驾驶辅助和自动化功能、车载信息娱乐技术、车辆与车辆以及车辆与基础设施的通信、维修网络和汽车售后市场技术与服务。博世是汽车行业创新技术的代名词，打造了发动机管理系统、ESP®电子稳定程序以及柴油共轨技术。

博世集团是世界领先的技术及服务供应商。博世集团近402600名员工（截至2021年12月31日）。在2021财政年度创造了787亿欧元的销售业绩。博世业务划分为4个业务领域，涵盖汽车与智能交通技术、工业技术、消费品以及能源与建筑技术领域。作为全球领先的物联网供应商，博世为智能家居、工业4.0和互联交通提供创新的解决方案，旨在打造可持续、安全和轻松的未来出行愿景。博世运用其在传感器技术、软件和服务领域的专知，以及自身的云平台，为客户提供整合式跨领域的互联解决方案。利用带有人工智能（AI）功能或在开发和生产过程中运用人工智能技术的产品和解决方案，推进互联生活。通过产品和服务，博世为人们提供创新有益的解决方案，从而提高他们的生活质量。凭借其创新科技，博世在世界范围内践行“科技成就生活之美”的承诺。集团包括罗伯特 • 博世有限公司及其遍布约60个国家的440家分公司和区域性公司。如果将其销售和服务伙伴计算在内，博世的业务几乎遍及全世界每一个国家。博世集团于2020年第一季度在全球400多个业务所在地实现了碳中和。博世的长远健康发展建立在不断创新的基础上。博世的研发网络拥有约76100名研发人员，包括38000多名软件工程师，遍布全球128个国家和地区。

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