徐庆坤 郭杰 房齐

摘要：本文利用单片机定时器设定再加电压时间长度，采用二分法对晶闸管的关断时间进自动查找测量，测量次数少，测试准确，可以实现对晶闸管的自动化测量。

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.

关键词：二分法；关断时间

Key words： dichotomy；thyristor

中图分类号：TM91 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）29-0227-02

0 引言

传统的晶闸管关断时间测量方法都是通过手动调节再加电压的时间长度，来测量关断时间。或者根据电压电流波形利用示波器来测量出关断时间。这些测试方法很大程度上依赖于测试人员的专业知识水平和经验，工作效率较低。采用二分法自动寻找测量关断时间的方法很好的解决了上述存在的问题。

1 测量关断时间的主电路及基本原理

主回路由正向可调电压源及电流产生回路、反向可调电压源及电流产生回路、反向可调电压源及电压电流（IQR）产生回路、再加电压及dv/dt施加回路等组成。其中D14、D15为高压隔离快恢复二极管，DUT为被测元件，RQ1为电流取样同轴分流器。反向电流施加回路为IQR，产生200A以上的电流，随着dv/dt的相位而变化，施加到dv/dt之前结束。

用双通道示波器观测的电流、电压波形如图2所示。电流，电压用探头直接取出或用面板BNC端子取出。其中ITM为通态峰值电流，VRR为反向电压，VDM为再加电压，关断时间tq为反向恢复时间trr和门极恢复时间tqr之和。

2 采用二分法测量关断时间的过程

测关断时间时，首先控制dv/dt充电，充电一定时间后，发出正向信号产生正向电流，同时触发被测元件，施加dv/dt自动寻找，当被测元件刚好能承受规定再加电压而不转为通态的最短时间间隔，即为被测元件的关断时间，同时检测通过/失败信号。

计算机通过串口给单片机控制板发出测量信号，开始进行关断时间测量，首先根据计算机控制面板设定及选择的参数进行选择切档，然后发出DA信号，将正向电压、反向电压、反向电流及重加电压施加到设定值，然后发出dv/dt充电信号，通过放大后控制固态继电器给电容充电，然后发出正向触发信号，控制被测元件使其导通，产生正向电流，将电流取出；持续一定时间后使高压隔离导通，当这一信號结束时施加dv/dt信号，触发产生dv/dt，取出电压信号，单片机板上，判断通过/失败，同时直接在被测上取出信号判断是否有漏测，如有漏测将停止测试，如没有则继续二分法进行测试。

二分法是一种计算机领域中常用的数学算法。当数据元素的关键字线性有序排列时，则可以采用二分法查找。二分法又称折半查找，基本原理为：取区间中间元素的关键字与待查关键字进行比较，若相等则成功；否则缩小到半个区间，在可能存在的待查元素的前半区间或者后半区间进行查找。重复以上过程，直到查找成功或者范围缩小到空。

采用单片机定时器控制再加电压的时间长度，因为单片机计算运算只需左移或者右移，最快、最方便，所以设置的测试范围从1μs-512μs。①第一次测试时间为256μs，若测量通过，则取第一次时间的一半128μs，若测量失败，则取（128+128/2）μs，继续测量，直到步长为1μs，测量停止。②若测量范围超出1μs-512μs时，则测量停止。

本文中二分法测试流程如图4。

测出被测元件相应关断时间值，将结果显示在计算机屏幕上。

3 结论

本文中采用二分法成功的查找出晶闸管濒临开通和关断之间的关断时间的准确值，测量简单，方便有效。

二分法作为数学领域和计算机领域的基本逻辑算法，广泛被各领域的技术人员熟知，从而使二分法测量关断时间可以很容易被接受，掌握。

参考文献：

[1]李炳坤.晶闸管关断时间测量的新方案[J].华侨大学学报自然科学版，1992.

[2]舒健.基于二分法的Profibus故障快速诊断[J].系统解决方案，2011.

[3]普靖.针对高压IGBT的改进瞬态模型[J].高电压技术，2018.