關(guān)于IGBT導通延遲時(shí)間的精確測量方法

整個(gè)系統分為單片機系統模塊、TDC-GP2測量模塊和顯示模塊三部分。TDC-GP2作為系統測量核心單元，可直接對信號時(shí)間間隔進(jìn)行測量，并通過(guò)單片機處理后將時(shí)間間隔數值在液晶顯示器上顯示。與常用的測量方法相比，該方法所需外圍器件少，電路結構簡(jiǎn)單，功耗低。
3．2 測量系統軟件設計
測量單元由START信號觸發(fā)，接收到STOP信號后停止。由環(huán)形振蕩器的位置和粗值計數器的計數值可以計算出START信號和STOP信號之間的時(shí)間間隔，測量范圍可達20位。在3．3 V和25℃時(shí)，GP2的最小分辨率是65 ps，RMS噪音約是50 ps(0．7 LSB)。溫度和電壓對門(mén)電路的傳播延遲時(shí)間有很大的影響，通常通過(guò)校準來(lái)補償由溫度和電壓變化引起的誤差。在校準過(guò)程中，TDC測量一個(gè)和兩個(gè)校準時(shí)鐘周期的時(shí)序如圖5所示，其測量范圍受計數器大小的限制：
tyy=BIN×26 224△1．8μs。

初始化之后，TDC-GP2高速測量單元接收到START脈沖后開(kāi)始工作，達到設置的采樣數或者遇到測量溢出后才停止工作。軟件設計的重點(diǎn)在于根據需要設置TDC-GP2的工作模式和讀取其內部的測量數據。在測量結尾，ALU開(kāi)始依照HIT1和HIT2的設置處理數據并把結果送入輸出寄存器。如果不進(jìn)行校準，ALU傳輸16位原始數據到輸出寄存器；如果進(jìn)行校準，則ALU傳輸32位的固定浮點(diǎn)數到輸出寄存器。然后通過(guò)單片機AT89S52處理后，在液晶顯示器讀取時(shí)間間隔數據，其測量流程如圖6所示。

4 結 語(yǔ)
該系統充分利用TDC-GP2的優(yōu)良特性，通過(guò)其高精度時(shí)間間隔測量功能實(shí)現了。IGBT導通延遲時(shí)間間隔的測量。該系統測量范圍為2．0 ns～1．8 μs，其主要性能指標能滿(mǎn)足測量IGBT導通延遲時(shí)間的要求，具有一定的實(shí)用價(jià)值。由于IGBT導通的電流信號是納秒量級的高頻信號，因此在后續電路設計中，將進(jìn)一步提高系統的抗干擾能力，以滿(mǎn)足測量導通延時(shí)時(shí)間間隔的需要。另外，單片機的工作頻率較低，為了進(jìn)一步提高該系統的工作速度，甚至增加更多的附加功能，可以考慮用工作頻率更高的控制芯片作為系統的控制核心；同時(shí)也可以通過(guò)使用更高精度的時(shí)間間隔測量芯片來(lái)提高測量精度。