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車載用パワーエレクトロニクスのテスト
パワーエレクトロニクスの特性評価・解析を正確に実行します
高効率車載用パワーエレクトロニクスを開発
自動車メーカーは、パワートレインやその他の車両サブシステムを電動化することにより、ハイパワーエレクトロニクスを使用してeモビリティに対応しています。 このようなパワーコンバーターは、常に機械的振動、ノイズ、広温度範囲といった厳しい環境下で動作する必要があります。 二酸化炭素排出量の削減が重要なテーマとなり、電気自動車(EV)やハイブリッド自動車(HEV)の販売が拡大するとともに、効率的なパワーシステムの需要が高まり、シリコンカーバイド(SiC)や窒化ガリウム(GaN)などの新しい半導体技術が必要とされています。 スイッチング速度の高速化、高電圧、熱性能の向上により、こうした新技術の特性評価やモデル化用の設計やテストの課題が生じています。 業界をリードするキーサイトの車載用ソリューションは、デバイスからシステムまで、より安全で高性能なパワーエレクトロニクスの実現に役立ちます。
ダブル・パルス・テスト
EVのために、絶縁ゲート・バイポーラー・トランジスタ(IGBT)、シリコンカーバイド(SiC)、窒化ガリウム(GaN)といった半導体の需要が高まっています。 これらのデバイスを正確に特性評価するには、静的な測定と動的な測定の両方が必要となります。 ダブル・パルス・テスト法は、パワーデバイスの動的特性評価のための業界標準です。
ワイドバンドギャップ(WBG)パワーモジュールのテスト
キーサイトのPD1550A アドバンスド・ダイナミック・パワー・デバイス・アナライザ／ダブル・パルス・テスターは、ワイドバンドギャップ・パワー・モジュールに対する信頼性と再現性の高い測定を実現します。ディスクリートデバイス用オプションも近日発売予定です。 この既製のシステムはターンキー測定ソリューションであり、安全なテスト環境を確保しながら、信頼性の高い結果が短時間で得られるので、市場投入までの時間短縮に役立ちます。 モジュラー・ハードウェア・デザインとソフトウェアのアップデートにより、技術が急速に進化する中でも研究開発チームはテストを続けることができます。 PD1550A アドバンスド・ダイナミック・パワー・デバイス・アナライザ／ダブル・パルス・テスター・ソリューションを使えば、ダブル・パルス・テストの威力を今すぐ体験できます。
ディスクリートWBGデバイスの特性評価
キーサイトのPD1500A ダイナミック・パワー・デバイス・アナライザ／ダブル・パルス・テスターは、ディスクリートワイドバンドギャップ半導体に対する信頼性と再現性の高い測定を実現します。 Keysight PD1550Aと同様、PD1500Aは設置面積が小さく、既製のターンキー測定ソリューションです。 このプラットフォームは、安全なテスト環境を確保しながら、信頼性の高い結果が短時間で得られるので、市場投入までの時間短縮に役立ちます。
キーサイトのダブル・パルス・テストのライブラリで詳細情報を入手
車載用WBGパワーデバイスの静的特性の評価
車載用パワーエレクトロニクス製品の性能を最大化するには、アプリケーションに合わせて適切なパワー半導体デバイスおよびコンポーネントを選択する必要があります。 Keysight B1506A 回路デザイン用パワー・デバイス・アナライザは、WBGデバイスの静的特性の解析に最適なソリューションです。
これを使えば、関連するすべてのデバイスパラメータをさまざまな動作条件で評価できます。ブレークダウン電圧やオン抵抗などのIVパラメータ、3端子電界効果トランジスタ(FET)のキャパシタンス、ゲート電荷、パワー損失などが対象となります。
スイッチング電源のデザイン
スイッチング電源(SMPS)のデザインは、シリコンカーバイド(SiC)や窒化ガリウム(GaN)パワーデバイスなどのワイドバンドギャップ半導体の出現に伴って進化しつつあります。 これらの電源の設計には、従来のレイアウト前のSPICE(Simulation Program With Integrated Circuit Emphasis)では不十分であり、最新の回路デザインツールが必要です。 SPICEでは、レイアウトの寄生成分から発生する電圧スパイクや電磁波(EM)障害の問題を考慮できません。
これらの問題の現象を再現して検証するためには、ポストレイアウトにおける電磁界－回路協調シミュレーションを追加する新たなワークフローが必要です。 キーサイトのPathWave Advanced Design System(ADS)およびPower Electronics Pro(PEPro)を使えば、最初のプロトタイプの作成前にレイアウト寄生成分の影響をシミュレートできます。
正確なSPICEモデルを迅速に実現
半導体業界は、製品の性能と歩留まりの最大化、市場投入までの期間の短縮、製造コストの削減という課題に継続的に直面しています。
最新のPathWaveデバイスモデリング(IC-CAP)のリリースでは、ユーザーインタフェースの刷新とユーザビリティーの向上が実現されており、より短い時間でより多くのモデルを抽出できるようになりました。 また、Python 3、内蔵プロット機能、カスタマイズされたインストールとの連携もサポートされています。 また、キーサイトは、金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ(MOSFET)、バイポーラー接合型トランジスタ(BJT)、絶縁ゲート・バイポーラー・トランジスタ(IGBT)、シリコンカーバイド(SiC)、窒化ガリウム(GaN)の抽出フローも提供しています。
車載用MCUおよびFPGAの異常波形の検出
電気自動車の重要な機能には、多数のマイクロコントローラーユニット(MCU)やフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ(FPGA)ユニットが使用されています。 1つでも誤作動が起きると、死亡事故が発生したり、製品の大規模リコールなど、ビジネスへの重大な悪影響につながったりする可能性があります。 Keysight CX3300Aデバイス電流波形アナライザおよび異常波形解析ソフトウェアは、MCUやFPGAの異常な信号を迅速に検出／解析することで、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェアの不具合をすばやく修正するために役立ちます。
今なら、この強力な波形アナライザ用のCX3300アプリケーションバンドルが15 %引きで購入できます。
未来のモビリティーをサポートするその他のテストソリューション
車載用パワーエレクトロニクステストに関するよくある質問
車載用パワーエレクトロニクスとは何ですか？
車載用パワーエレクトロニクスとは、ダイオード、絶縁ゲート・バイポーラー・トランジスタ(IGBT)、MOSFET、および比較的新しいシリコンカーバイド(SiC)や窒化ガリウム(GaN)などのデバイスを指します。
自動車にはどのような車載用パワーデバイスが使用されていますか？
車載用パワーデバイスは、さまざまな車載アプリケーションに用いられる電力の制御と変換に用いられます。例えば、車体エレクトロニクス、インフォテインメントやテレマティクス、安全性とセキュリティー、シャーシ、そしてますます重要性を増している電気自動車(EV)のパワートレインといったアプリケーションが挙げられます。
ワイドバンドギャップデバイスとは何ですか？
ワイドバンドギャップ(WBG)デバイスとは、最新のパワーコンバーターのデザインに使用される、シリコンカーバイド(SiC)や窒化ガリウム(GaN)に基づくパワー半導体です。
GaNやSiCといったWBGデバイスが普及しつつあるのはなぜですか？
GaN/SiC WBG半導体は、高速性（以前のデザインの10倍から100倍）、高電圧、高温動作といった点で大幅な向上を実現できます。 高速化により効率が向上し、小型化とコスト削減が可能になります。 こういった利点により、車載用パワーコンバーターを設計する際に、より小型軽量のフォームファクターでより大きいパワーを処理できるようになります。
WBGテストでの動的特性評価と静的特性評価の違いは何ですか？
動的特性評価とは、ターンオン、ターンオフ、スイッチングなど、デバイスのステータスの変化（オンからオフ、またはその逆）を対象とした、時間に依存する波形評価およびパラメータ抽出です。 静的特性評価とは、基本的に時間に依存しないI-V/C-V特性の評価です。
I-V特性には、Vth、Vge(th)、Id-Vgs、Ic-Vge、Id-Vds、Ic-Vce、Rds-on、Vce(sat)、Igss、Iges、BVds、BVcesなどがあります。
C-V特性には、Ciss、Coss、Crss、Rg、Cies、Coes、Cresなどがあります。
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