一种晶闸管四象限触发特性参数测试装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种晶闸管四象限触发特性参数测试装置，包括测试及状态监视电路、显示电路以及主控制器；主控制器用于输出当前指令给测试及状态监视电路，以及接收测试及状态监视电路当前采集到的电压信号和/或电流信号，确定被测晶闸管触发特性参数当前值并输送给显示电路显示；测试及状态监视电路包括与主控制器均相连的测试条件形成电路和状态监视电路；其中，测试条件形成电路用于接收主控制器输出的当前指令，并根据当前指令，在被测晶闸管的阳极、阴极、栅极上分别加载相应的测试条件信号；状态监视电路用于监视被测晶闸管对应于当前测试条件信号加载其上之后被测晶闸管的状态。实施本发明专利技术，能自动实现晶闸管四象限触发特性参数的测试，且省时省力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电子测量
，尤其涉及一种晶闸管四象限触发特性参数测试装置。
技术介绍
晶闸管又称为可控硅整流管，是一种较为典型的以小电流控制大电流的半可控器件，可广泛应用于直流变换、相控整流及交流调压等领域。晶闸管是四层三端电流触发型器件，它的三个电极分别为阳极(A)、阴极(K)和栅级(G)。晶闸管能够双向导通，可工作在第一、二、三、四象限(例如：A极、G极都为正时，工作在第一象限；A极为正、G极为负时，工作在第二象限；A极、G极都为负时，工作在第三象限；A极为负、G极为正时，工作在第四象限)。现有技术中，晶闸管的研究已得到广泛关注。如郭帆等研究了载流子运动对晶闸管开通过程的影响[郭帆，何小平，王海洋，贾伟.晶闸管触发开通特性[J]，强激光与粒子束，2012,10:2483-2487.]，讨论了不同触发方式和在不同工作电压下晶闸管的开通特性。如在晶闸管初始导通过程中，由于其过大的电流上升率di/dt导致正常晶闸管器件损坏[高占成，潘福泉，关艳霞.提高晶闸管di/dt能力的研究[J]，电力电子，2013,03:25-28+24.]，晶闸管的di/dt损坏机制主要有热疲劳和热逸走两种机制，可采取相应的措施来提高di/dt耐受性：通过改进光刻版图形来增加初始导通线的长度；通过强触发来提高它的扩展速度。如在晶闸管触发电路的各环节中[谢珍贵.晶闸管触发电路同步电压的选择[J]，水利科技，2004,04:55-56+60.]，同步移向是至关重要的一个环节，它可以用来产生改变相位的脉冲，该脉冲是用以触发整流桥中的晶闸管。触发脉冲必须在阳极电位高于阴极电位处出现[何晓平.晶闸管在高压软启动中的选型与应用[J]，变压器世界，2009,08:15.]，晶闸管才能被触发导通，所以必须正确供给各触发电路特定相位的同步信号电压，这样可以让触发电路在相应的时候输出触发脉冲。因此随着时代的进步，晶闸管触发特性测试也逐步发展。李棣荣制作的晶闸管触发特性测试仪[李棣荣.晶闸管伏安、触发特性测试仪[J]，电机电器技术，1986,03:1-2.]，手动操作，没有智能化的自动测试程序，费时费力；另一方面，由于晶闸管触发的灵敏性，手工测试结果的准确性难以保证。先明设计的可控硅触发特性参数测试仪[先明.可控硅触发特性参数测试仪的设计与制作[J]，成都大学学报(自然科学版)，1995,2:58-60.]，脉冲电流要求从1mA——500mA连续可调，触发脉冲幅值要求从0.8V—9V连续可调，输出脉冲宽度从0.4mS—8mS连续可调，手工操作、记录。詹玉鑫开发的晶闸管参数的自动测试装置[詹玉鑫.晶闸管参数的自动测试方法研究与实现[D].成都：电子科技大学，2013.]，包含上位机和下位机，主要硬件构成包括电源部分、核心板(CPU)、高压板(HVB)，时间参数测试板(TFB)，以及低压恒压源/恒流源板(LVB)，并用软件实现自动测试流程控制；这种包含上位机和下位机的结构复杂，成本高，体积大，操作不够方便，没有涉及四象限触发特性参数的测试。现有检测高压可控硅触发导通延时时间的装置[授权专利号为ZL201120290477]，可以检测出高压可控硅在门极施加触发信号的时候可控硅的导通延时时间，从而了解可控硅的导通特性，以及触发脉冲的给定是否能够使可控硅在正常的时间内导通，但没有涉及测量触发特性参数。因此，亟需一种晶闸管触发特性测试装置，能够自动实现晶闸管四象限触发特性参数的测试，省时省力。
技术实现思路
本专利技术实施例所要解决的技术问题在于，提供一种晶闸管触发特性测试装置，自动实现晶闸管四象限触发特性参数的测试，且省时省力。本专利技术实施例提供了一种晶闸管触发特性测试装置，包括测试及状态监视电路、显示电路以及与所述测试及状态监视电路和所述显示电路均相连的主控制器；其中，所述主控制器，用于输出当前指令给所述测试及状态监视电路，以及接收所述测试及状态监视电路获取到当前指令后被测晶闸管上的电压信号和/或电流信号，并根据所述接收到的电压信号和/或电流信号，确定所述被测晶闸管触发特性参数当前值，且进一步将所述确定的触发特性参数当前值输送给所述显示电路显示；其中，所述主控制器输出的控制指令包括第一指令、第二指令、第三指令、和第四指令；所述测试及状态监视电路包括测试条件形成电路和状态监视电路；其中，所述测试条件形成电路的第一端与所述被测晶闸管的阳极，第二端与所述被测晶闸管的栅极相连，第三端与所述被测晶闸管的阴极相连，第四端与所述主控制器相连，用于接收所述主控制器输出的当前指令，并根据所述接收到的当前指令，在所述被测晶闸管的阳极、栅极、阴极上分别加载相应的测试条件信号；所述状态监视电路的第一端与所述被测晶闸管的阳极，第二端与所述被测晶闸管的栅极相连，第三端与所述被测晶闸管的阴极相连，第四端与所述主控制器相连，用于监视所述被测晶闸管导通或断开，并在所述被测晶闸管导通时，采集所述被测晶闸管上对应于当前指令的电压信号和/或电流信号。其中，所述测试条件形成电路包括由第一数模转换器、第一运放芯片、第一光电耦合器、第二运放芯片、第一场效应管、第一电流负反馈电路和第一继电器形成的阳极/阴极加载信号电路，以及由第二数模转换器、第三运放芯片、第四运放芯片、第二电流负反馈电路和第二继电器形成的栅极/阴极加载信号电路；其中，所述第一数模转换器的输入端与所述主控制器相连，输出端与所述第一运放芯片的正输入端相连，用于接收所述主控制器输出的当前指令，并根据所述接收到的当前指令输出相应的一模拟信号；所述第一运放芯片的负输入端与一内部工作电压源相连，输出端与所述第一光电耦合器的输入端相连，用于将所述第一数模转换器的模拟信号进行放大处理；所述第一光电耦合器的输出端与所述第二运放芯片的正输入端相连，用于将所述放大处理后的第一数模转换器的模拟信号的电平值通过光电转换输送给第二运放芯片，实现强弱电隔离，使得所述被测晶闸管的阳极与其对应的阴极之间可实现双向导通；所述第二运放芯片的负输入端与所述第一场效应管的源极相连，输出端与所述第一场效应管的栅极相连，用于将所述调整后的第一数模转换器的模拟信号进行放大处理；所述第一场效应管的漏极与所述第一继电器的输入端相连，且在所述第一场效应管的漏极及其对应的栅极之间还串接有所述第一电流负反馈电路，用于所述第一场效应管导通时，输出所述第二运放芯片放大处理的测试条件信号；所述第一继电器的控制端与所述主控制器相连，第一输出端与所述被测晶闸管的阳极相连，第二输出端与所述被测晶闸管的阴极相连，用于根据所述主控制器输出的高电平信号或低电平信号，选择与所述被测晶闸管的阳极或阴极连接，并相应的将所述第一场效应管输出的测试条件信号稳定地加载在所述被测晶闸管的阳极或阴极上；其中，当所述主控制器输出高电平信号时，所述第一继电器选择与所述被测晶闸管的阳极连接；当所述主控制器输出低电平信号时，所述第一继电器选择与所述被测晶闸管的阴极连接；所述第二数模转换器的输入端与所述主控制器相连，输出端与所述第三运放芯片的正输入端相连，用于接收所述主控制器输出的当前指令，并根据所述接收到的当前指令输出相应的另一模拟信号；所述第三运放芯片的负输入端与所述主控制器相连，输出端与所述第四运放芯片的正本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种晶闸管四象限触发特性参数测试装置，其特征在于，包括测试及状态监视电路、显示电路以及与所述测试及状态监视电路和所述显示电路均相连的主控制器；其中，所述主控制器，用于输出当前指令给所述测试及状态监视电路，以及接收所述测试及状态监视电路当前采集到的电压信号和/或电流信号，并根据所述采集到的电压信号和/或电流信号，确定所述被测晶闸管触发特性参数当前值，且进一步将所述确定的触发特性参数当前值输送给所述显示电路显示；其中，所述主控制器输出的控制指令包括第一指令、第二指令、第三指令、和第四指令；所述测试及状态监视电路包括测试条件形成电路和状态监视电路；其中，所述测试条件形成电路的第一端与所述被测晶闸管的阳极，第二端与所述被测晶闸管的栅极相连，第三端与所述被测晶闸管的阴极相连，第四端与所述主控制器相连，用于接收所述主控制器输出的当前指令，并根据所述接收到的当前指令，在所述被测晶闸管的阳极、栅极、阴极上分别加载相应的测试条件信号；所述状态监视电路的第一端与所述被测晶闸管的阳极，第二端与所述被测晶闸管的栅极相连，第三端与所述被测晶闸管的阴极相连，第四端与所述主控制器相连，用于监视所述被测晶闸管导通或断开，并在所述被测晶闸管导通时，采集所述被测晶闸管上对应于当前指令的电压信号和/或电流信号。...

【技术特征摘要】
1.一种晶闸管四象限触发特性参数测试装置，其特征在于，包括测试及状态监视电路、显示电路以及与所述测试及状态监视电路和所述显示电路均相连的主控制器；其中，所述主控制器，用于输出当前指令给所述测试及状态监视电路，以及接收所述测试及状态监视电路当前采集到的电压信号和/或电流信号，并根据所述采集到的电压信号和/或电流信号，确定所述被测晶闸管触发特性参数当前值，且进一步将所述确定的触发特性参数当前值输送给所述显示电路显示；其中，所述主控制器输出的控制指令包括第一指令、第二指令、第三指令、和第四指令；所述测试及状态监视电路包括测试条件形成电路和状态监视电路；其中，所述测试条件形成电路的第一端与所述被测晶闸管的阳极，第二端与所述被测晶闸管的栅极相连，第三端与所述被测晶闸管的阴极相连，第四端与所述主控制器相连，用于接收所述主控制器输出的当前指令，并根据所述接收到的当前指令，在所述被测晶闸管的阳极、栅极、阴极上分别加载相应的测试条件信号；所述状态监视电路的第一端与所述被测晶闸管的阳极，第二端与所述被测晶闸管的栅极相连，第三端与所述被测晶闸管的阴极相连，第四端与所述主控制器相连，用于监视所述被测晶闸管导通或断开，并在所述被测晶闸管导通时，采集所述被测晶闸管上对应于当前指令的电压信号和/或电流信号。2.如权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述测试条件形成电路包括由第一数模转换器、第一运放芯片、第一光电耦合器、第二运放芯片、第一场效应管、第一电流负反馈电路和第一继电器形成的阳极/阴极加载信号电路，以及由第二数模转换器、第三运放芯片、第四运放芯片、第二电流负反馈电路和第二继电器形成的栅极/阴极加载信号电路；其中，所述第一数模转换器的输入端与所述主控制器相连，输出端与所述第一运放芯片的正输入端相连，用于接收所述主控制器输出的当前指令，并根据所述接收到的当前指令输出相应的一模拟信号；所述第一运放芯片的负输入端与一内部工作电压源相连，输出端与所述第一光电耦合器的输入端相连，用于将所述第一数模转换器的模拟信号进行放大处理；所述第一光电耦合器的输出端与所述第二运放芯片的正输入端相连，用于将所述放大处理后的第一数模转换器的模拟信号的电平值通过光电转换输送给第二运放芯片，实现强弱电隔离，使得所述被测晶闸管的阳极与其对应的阴极之间可实现双向导通；所述第二运放芯片的负输入端与所述第一场效应管的源极相连，输出端与所述第一场效应管的栅极相连，用于将所述调整后的第一数模转换器的模拟信号进行放大处理；所述第一场效应管的漏极与所述第一继电器的输入端相连，且在所述第一场效应管的漏极及其对应的栅极之间还串接有所述第一电流负反馈电路，用于所述第一场效应管导通时，输出所述第二运放芯片放大处理的测试条件信号；所述第一继电器的控制端与所述主控制器相连，第一输出端与所述被测晶闸管的阳极相连，第二输出端与所述被测晶闸管的阴极相连，用于根据所述主控制器输出的高电平信号或低电平信号，选择与所述被测晶闸管...

【专利技术属性】
技术研发人员：韦文生，罗飞，吴宇栋，
申请(专利权)人：温州大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33