關于IGBT導通延遲時間的精確測量方法

整個系統(tǒng)分為單片機系統(tǒng)模塊、TDC-GP2測量模塊和顯示模塊三部分。TDC-GP2作為系統(tǒng)測量核心單元，可直接對信號時間間隔進行測量，并通過單片機處理后將時間間隔數(shù)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，電路結構簡單，功耗低。
3．2 測量系統(tǒng)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(shù)器的計數(shù)值可以計算出START信號和STOP信號之間的時間間隔，測量范圍可達20位。在3．3 V和25℃時，GP2的最小分辨率是65 ps，RMS噪音約是50 ps(0．7 LSB)。溫度和電壓對門電路的傳播延遲時間有很大的影響，通常通過校準來補償由溫度和電壓變化引起的誤差。在校準過程中，TDC測量一個和兩個校準時鐘周期的時序如圖5所示，其測量范圍受計數(shù)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脈沖后開始工作，達到設置的采樣數(shù)或者遇到測量溢出后才停止工作。軟件設計的重點在于根據(jù)需要設置TDC-GP2的工作模式和讀取其內(nèi)部的測量數(shù)據(jù)。在測量結尾，ALU開始依照HIT1和HIT2的設置處理數(shù)據(jù)并把結果送入輸出寄存器。如果不進行校準，ALU傳輸16位原始數(shù)據(jù)到輸出寄存器；如果進行校準，則ALU傳輸32位的固定浮點數(shù)到輸出寄存器。然后通過單片機AT89S52處理后，在液晶顯示器讀取時間間隔數(shù)據(jù)，其測量流程如圖6所示。

4 結 語
該系統(tǒng)充分利用TDC-GP2的優(yōu)良特性，通過其高精度時間間隔測量功能實現(xiàn)了。IGBT導通延遲時間間隔的測量。該系統(tǒng)測量范圍為2．0 ns～1．8 μs，其主要性能指標能滿足測量IGBT導通延遲時間的要求，具有一定的實用價值。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(xù)電路設計中，將進一步提高系統(tǒng)的抗干擾能力，以滿足測量導通延時時間間隔的需要。另外，單片機的工作頻率較低，為了進一步提高該系統(tǒng)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(tǒng)的控制核心；同時也可以通過使用更高精度的時間間隔測量芯片來提高測量精度。