ГОСТ Р 71155-2023

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО

                                            ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ




                                                         НАЦИОНАЛЬНЫЙ                       ГО С ТР
                                                               СТАНДАРТ
                                                            РОССИЙСКОЙ
                                                                                            71155   —


                                                             ФЕДЕРАЦИИ                      2023




                                     УСТРО Й С ТВ А ПРЕО БРАЗО ВАНИЯ ЭНЕРГИИ
                                          НА О С Н О В Е Н И ТРИ ДА ГАЛЛИЯ
                                                   Метод измерений
                                        для оценки непрерывного переключения



                                                        Издание официальное




                                                                    Москва
                                                       Российский институт стандартизации
                                                                      2024




сертификация пожарной безопасности

ГОСТ Р 71155— 2023


                                       Предисловие
      1 РАЗРАБОТАН Акционерным обществом «Научно-производственная фирма «Микран»
(АО «НПФ «Микран»), Федеральным государственным бюджетным образовательным учреждением
высшего образования «Томский государственный университет систем управления и радиоэлектрони­
ки» (ФГБОУ ВО «ТУСУР»), Федеральным бюджетным учреждением «Государственный региональный
центр стандартизации, метрологии и испытаний в Томской области» (ФБУ «Томский ЦСМ»), Федераль­
ным государственным бюджетным учреждением «Российский институт стандартизации» (ФГБУ «Инсти­
тут стандартизации»)

     2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 328 «Сверхвысокочастотная и силовая
электроника»

     3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому
регулированию и метрологии от 29 декабря 2023 г. № 1773-ст

    4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ




     Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона
от 29 июня 2015 г. № 162-ФЗ «О стандартизации в Российской Федерации». Информация об из­
менениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего
года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений
и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае
пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет
опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «Национальные
стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в ин­
формационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по
техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.rst.gov.ru)




                                          © Оформление. ФГБУ «Институт стандартизации», 2024

     Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и рас­
пространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническо­
му регулированию и метрологии

ГОСТ Р 71155—2023


Н А Ц И О Н А Л Ь Н Ы Й          С Т А Н Д А Р Т         Р О С С И Й С К О Й         Ф Е Д Е Р А Ц И И



         УС ТРО ЙС ТВ А ПРЕО БРАЗО ВАНИЯ ЭНЕРГИИ НА ОСНОВЕ Н ИТРИ ДА ГАЛЛИЯ

                    Метод измерений для оценки непрерывного переключения

                             Energy conversion devices based on gallium nitride.
                             Test method for evaluation of continuous switching



                                                                               Дата введения — 2024—02—29



     1 Область применения
     Настоящий стандарт устанавливает средства электрического управления силовыми переключаю­
щими устройствами на основе нитрида галлия (далее — устройства GaN) в цепи с непрерывным пере­
ключением и метод определения форм динамических переключающих сигналов и диаграмм для оценки
непрерывного переключения. Метод измерений может быть применен к следующим устройствам:
     - дискретным силовым устройствам GaN, работающим в режимах обогащения и обеднения;
     - интегрированным силовым устройствам GaN.
     Силовые устройства GaN в корпусе имеют более реалистичный профиль нагрузки, чем изделия
на пластине, за счет учета взаимодействия с паразитными элементами, а также кумулятивного самона-
грева и механических эффектов. Метод, установленный в настоящем стандарте, применим на уровне
пластин для определения технологических характеристик устройств GaN с надлежащим учетом соеди­
нений зондов и их влияния на результаты измерений.
     В настоящем стандарте установлено общее руководство по схемам и методам измерений, кото­
рые можно использовать для определения безопасной зоны работы устройства.

     2 Нормативные ссылки
     В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:
     ГОСТ 19095 Транзисторы полевые. Термины, определения и буквенные обозначения параметров
     ГОСТ 27264 Транзисторы силовые биполярные. Методы измерений
      П р и м е ч а н и е — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылоч­
ных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агент­
ства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указа­
телю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам
ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год. Если заменен ссылочный
стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого
стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который
дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом ут­
верждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана
датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение
рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то поло­
жение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

     3 Термины, определения, сокращения и обозначения
     3.1 В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 19095, а также следующие термины с
соответствующими определениями:
     3.1.1 жесткое переключение: Метод переключения при высоком импульсном токе и напряжении
сток — исток, в основном происходящего при коммутации активно-индуктивной нагрузки.


Издание официальное
                                                                                                         1

ГОСТ Р 71155— 2023


      Примечания
      1 В режиме жесткого переключения осуществляется перекрытие напряжения сток — исток и тока канала,
при котором силовое устройство переключается либо из состояния «включено» в состояние «выключено», либо
из состояния «выключено» в состояние «включено». Преобразователи с жестким переключением представляют
собой повышающие преобразователи с коррекцией коэффициента мощности, понижающие преобразователи, ин­
верторы управления двигателем и несимметричные обратноходовые цепи.
      2 Во время включения и выключения на устройство подается напряжение и ток. При жестком переключении
ток стока и напряжение сток — исток резко изменяются, вызывая шумы переключения и потери. Жесткое пере­
ключение используется для простых переключателей, преобразователей частоты и импульсных преобразователей
питания.
     3.1.2 мягкое переключение: Метод переключения транзистора при пониженном (или нулевом)
напряжении сток — исток и (или) токе стока.
      Примечания
      1 Режим мягкого переключения соответствует условию, при котором отсутствует перекрытие напряжения
сток — исток и тока стока, коммутационный транзистор GaN переключается между состояниями «включено» и
«выключено», перекрытие между кривыми напряжения сток — исток и тока стока может происходить из-за комму­
тационного тока, но этот ток не протекает через канал в состоянии мягкого переключения. Преобразователями с
мягким переключением являются преобразователи с переключением при нулевом напряжении, преобразователи
LLC, обратноходовые преобразователи с активным ключом и т. д.
      2 Мягкое переключение применяется в резонансном контуре LC для включения и выключения устройства
при нулевом токе стока или напряжении сток — исток, или время переключения напряжения и ток контролируются,
чтобы свести к минимуму их пересечение. При мягком переключении уменьшаются коммутационный шум и поте­
ри, так как переключающие устройства включаются и выключаются при нулевом или почти нулевом напряжении
сток — исток или токе стока.
      3 Мягкое переключение имеет дополнительное преимущество перед жестким переключением с точки зре­
ния безопасной рабочей зоны.
     3.2 В настоящем стандарте применены следующие сокращения и обозначения:
     БЗР — безопасная зона работы (устройства);
     ИУ — испытываемое устройство;
     РНП — режим непрерывной проводимости;
     СИ — средство измерений;
     GaN — нитрид галлия;
     I/N’ !оит— входной и выходной ток соответственно;
     lL — постоянный ток через индуктивность;
     lD — ток стока;
     ID(on) — ток стока в0 включенном состоянии;
     L — ток дросселя;
     LC — резонансный контур;
     LLC — тип резонансного преобразователя, используемого (в основном) в преобразователях пи­
тания;
     R — сопротивление;
     Тс — температура корпуса испытываемого устройства;
     T j — температура перехода испытываемого устройства;
     Um j — напряжение питания;
     UDS — напряжение сток — исток;
     U d s (OFF) — напряжение сток — исток в выключенном состоянии;
     UGS — напряжение затвор — исток.

     4 Общие положения
     4.1 Общие положения — по ГОСТ 27264.
     4.2 Влияние самонагрева на электрические параметры ИУ необходимо учитывать при их из­
мерении во время циклов переключения. Выбор малого рабочего цикла при включении в методе
измерений может привести к тому, что температура перехода ИУ T j будет приблизительно равна
температуре его корпуса Тс и температуре окружающей среды. Температуру ИУ можно непосред­
ственно контролировать с помощью СИ температуры, тепловизионной камеры или другим методом
измерений температуры.
2