徐慶坤 郭杰 房齊

摘要：本文利用單片機(jī)定時(shí)器設(shè)定再加電壓時(shí)間長度，采用二分法對(duì)晶閘管的關(guān)斷時(shí)間進(jìn)自動(dòng)查找測(cè)量，測(cè)量次數(shù)少，測(cè)試準(zhǔn)確，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)晶閘管的自動(dòng)化測(cè)量。

Abstract： In this paper， the length of additional voltage time is set by timer of single chip， and the switch time of thyristor is automatically searched and measured by dichotomy method. The measuring times are less and the test is accurate， so the automatic measurement of thyristor can be realized.

關(guān)鍵詞：二分法；關(guān)斷時(shí)間

Key words： dichotomy；thyristor

中圖分類號(hào)：TM91 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2018）29-0227-02

0 引言

傳統(tǒng)的晶閘管關(guān)斷時(shí)間測(cè)量方法都是通過手動(dòng)調(diào)節(jié)再加電壓的時(shí)間長度，來測(cè)量關(guān)斷時(shí)間?；蛘吒鶕?jù)電壓電流波形利用示波器來測(cè)量出關(guān)斷時(shí)間。這些測(cè)試方法很大程度上依賴于測(cè)試人員的專業(yè)知識(shí)水平和經(jīng)驗(yàn)，工作效率較低。采用二分法自動(dòng)尋找測(cè)量關(guān)斷時(shí)間的方法很好的解決了上述存在的問題。

1 測(cè)量關(guān)斷時(shí)間的主電路及基本原理

主回路由正向可調(diào)電壓源及電流產(chǎn)生回路、反向可調(diào)電壓源及電流產(chǎn)生回路、反向可調(diào)電壓源及電壓電流（IQR）產(chǎn)生回路、再加電壓及dv/dt施加回路等組成。其中D14、D15為高壓隔離快恢復(fù)二極管，DUT為被測(cè)元件，RQ1為電流取樣同軸分流器。反向電流施加回路為IQR，產(chǎn)生200A以上的電流，隨著dv/dt的相位而變化，施加到dv/dt之前結(jié)束。

用雙通道示波器觀測(cè)的電流、電壓波形如圖2所示。電流，電壓用探頭直接取出或用面板BNC端子取出。其中ITM為通態(tài)峰值電流，VRR為反向電壓，VDM為再加電壓，關(guān)斷時(shí)間tq為反向恢復(fù)時(shí)間trr和門極恢復(fù)時(shí)間tqr之和。

2 采用二分法測(cè)量關(guān)斷時(shí)間的過程

測(cè)關(guān)斷時(shí)間時(shí)，首先控制dv/dt充電，充電一定時(shí)間后，發(fā)出正向信號(hào)產(chǎn)生正向電流，同時(shí)觸發(fā)被測(cè)元件，施加dv/dt自動(dòng)尋找，當(dāng)被測(cè)元件剛好能承受規(guī)定再加電壓而不轉(zhuǎn)為通態(tài)的最短時(shí)間間隔，即為被測(cè)元件的關(guān)斷時(shí)間，同時(shí)檢測(cè)通過/失敗信號(hào)。

計(jì)算機(jī)通過串口給單片機(jī)控制板發(fā)出測(cè)量信號(hào)，開始進(jìn)行關(guān)斷時(shí)間測(cè)量，首先根據(jù)計(jì)算機(jī)控制面板設(shè)定及選擇的參數(shù)進(jìn)行選擇切檔，然后發(fā)出DA信號(hào)，將正向電壓、反向電壓、反向電流及重加電壓施加到設(shè)定值，然后發(fā)出dv/dt充電信號(hào)，通過放大后控制固態(tài)繼電器給電容充電，然后發(fā)出正向觸發(fā)信號(hào)，控制被測(cè)元件使其導(dǎo)通，產(chǎn)生正向電流，將電流取出；持續(xù)一定時(shí)間后使高壓隔離導(dǎo)通，當(dāng)這一信號(hào)結(jié)束時(shí)施加dv/dt信號(hào)，觸發(fā)產(chǎn)生dv/dt，取出電壓信號(hào)，單片機(jī)板上，判斷通過/失敗，同時(shí)直接在被測(cè)上取出信號(hào)判斷是否有漏測(cè)，如有漏測(cè)將停止測(cè)試，如沒有則繼續(xù)二分法進(jìn)行測(cè)試。

二分法是一種計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中常用的數(shù)學(xué)算法。當(dāng)數(shù)據(jù)元素的關(guān)鍵字線性有序排列時(shí)，則可以采用二分法查找。二分法又稱折半查找，基本原理為：取區(qū)間中間元素的關(guān)鍵字與待查關(guān)鍵字進(jìn)行比較，若相等則成功；否則縮小到半個(gè)區(qū)間，在可能存在的待查元素的前半?yún)^(qū)間或者后半?yún)^(qū)間進(jìn)行查找。重復(fù)以上過程，直到查找成功或者范圍縮小到空。

采用單片機(jī)定時(shí)器控制再加電壓的時(shí)間長度，因?yàn)閱纹瑱C(jī)計(jì)算運(yùn)算只需左移或者右移，最快、最方便，所以設(shè)置的測(cè)試范圍從1μs-512μs。①第一次測(cè)試時(shí)間為256μs，若測(cè)量通過，則取第一次時(shí)間的一半128μs，若測(cè)量失敗，則?。?28+128/2）μs，繼續(xù)測(cè)量，直到步長為1μs，測(cè)量停止。②若測(cè)量范圍超出1μs-512μs時(shí)，則測(cè)量停止。

本文中二分法測(cè)試流程如圖4。

測(cè)出被測(cè)元件相應(yīng)關(guān)斷時(shí)間值，將結(jié)果顯示在計(jì)算機(jī)屏幕上。

3 結(jié)論

本文中采用二分法成功的查找出晶閘管瀕臨開通和關(guān)斷之間的關(guān)斷時(shí)間的準(zhǔn)確值，測(cè)量簡單，方便有效。

二分法作為數(shù)學(xué)領(lǐng)域和計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的基本邏輯算法，廣泛被各領(lǐng)域的技術(shù)人員熟知，從而使二分法測(cè)量關(guān)斷時(shí)間可以很容易被接受，掌握。

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