一种RSD时间抖动的测量方法及电路技术

本发明专利技术公开了一种RSD时间抖动的测量方法及电路，包括：两个RSD、触发电路以及放电电路；所述两个RSD并联在两个支路，两个RSD共有一个触发电路，且共用一个放电电路；两个RSD型号相同；同时触发两个RSD，对比两个RSD输出电流脉冲上升沿的预设位置得到RSD的开通延迟时间差值；重复同时触发两个RSD N次，得到N个RSD的开通延迟时间差值；求所述N个RSD的开通延迟时间差值的标准差，最后利用该标准差得到RSD的时间抖动值。本发明专利技术由于两个RSD在同一电路中，且外部工作条件完全一致，因此得到的RSD的开通延迟时间差几乎可以去除掉外部元件的影响，可以确保得到的RSD时间抖动值更为精准。

【技术实现步骤摘要】
一种RSD时间抖动的测量方法及电路
本专利技术属于功率半导体器件特性测试
，更具体地，涉及一种RSD时间抖动的测量方法及电路。
技术介绍
脉冲功率技术是指在较长的时间内存储起来，然后通过开通器件将储存起来的能量在很短的时间内释放到负载上，产生高功率电脉冲的电物理技术，在高功率微波、核物理技术、污水净化等领域有广泛应用；现有技术中的脉冲功率发生电路的储能方式多以电容储能和电感储能为主。在脉冲功率系统中，常用的一般为气体开关和液体开关，例如火花间隙、闸流管和油浸式开关，这些开关耐压高、通流大，但是工作不稳定，寿命低和工作频率低。随着近年来半导体开关的发展迅速，越来越多的半导体开关被应用到脉冲功率应用上，如电力电子中的晶闸管、绝缘栅双极性晶体管。这些开关工作频率高，工作稳定和寿命长，但是耐压低通流能力较弱。为了适应脉冲功率技术的发展，专门应用于脉冲功率技术的脉冲功率半导体器件也在得到进一步的研究，例如RSD(反向开关晶体管，reverselyswitcheddynistor)。RSD是一种电流触发型半导体器件，其只有阳极和阴极，没有专门用于触发开通或关断的端口。RSD的触发开通过程的是给器件施加一个大小合适的反向电流，持续时间为0.5μs-2μs，最后RSD可以全面导通。RSD具有体积小、可靠性高、功率大、耐压高等优点。目前测量开关器件的通用方法都是多次测量开关器件的触发信号到电信号之间的开通延迟时间，然后利用开通延迟时间服从高斯分布，求取开通延迟时间的标准差来得到RSD的时间抖动。但是该方法有一个很大的缺陷，就是测量得到的RSD开通延迟时间也包含其他元件，例如磁开关、触发开关等的工作时间，且这些元件都具有较大的时间抖动，因此最后得到的RSD时间抖动存在较大误差。
技术实现思路
针对现有技术的缺陷，本专利技术的目的在于解决现有技术测量RSD时间抖动存在较大误差的技术问题。为实现上述目的，第一方面，本专利技术提供一种RSD时间抖动的测量方法，包括如下步骤：步骤S1，将两个RSD并联在两个支路，两个RSD共有一个触发电路，且共用一个放电电路；两个RSD型号相同；步骤S2，同时触发两个RSD，对比两个RSD输出电流脉冲上升沿的预设位置得到RSD的开通延迟时间差值；步骤S3，每次测试电路工作时，重复执行N次步骤S2，得到N个RSD的开通延迟时间差值；N为大于1的整数；步骤S4，求所述N个RSD的开通延迟时间差值的标准差，最后利用所求的标准差得到RSD的时间抖动计算值；步骤S5，重复步骤S2、S3和S4L次，得到L个RSD的时间抖动计算值，求取这L个RSD时间抖动计算值的平均值，即RSD真实的时间抖动值；L为大于1的整数。可选地，所述两个RSD共用一个放电电路，以保证两个RSD共用一个磁开关。可选地，步骤S2、S3和S4得到的RSD时间抖动计算值的计算方法为：Δti＝ti2-ti1其中，tRMS为RSD的时间抖动计算值，ti1和ti2分别是两个RSD第i次执行步骤S2得到的开通延迟时间，Δti为第i次执行步骤S2得到的开通延迟时间差值，N为两个RSD的开通延迟时间差值数目，为Δti的平均值。可选地，步骤S5所述的RSD真实的时间抖动值的计算方法为：其中为真实的RSD时间抖动值，L为测试电路的工作次数，tRMSi为测试电路第i次工作时计算得到的RSD时间抖动计算值。第二方面，本专利技术提供一种RSD时间抖动的测量电路，包括：并联的两个RSD与电阻串联的支路、触发电路以及放电电路；所述并联的两个RSD与电阻串联的支路，两个RSD共用一个触发电路，且共用一个放电电路；两个RSD型号相同；同时触发两个RSD，对比两个RSD输出电流脉冲上升沿的预设位置得到RSD的开通延迟时间差值；每次测试电路工作时，重复执行N次触发两个RSD，得到N个RSD的开通延迟时间差值；N为大于1的整数；求所述N个RSD的开通延迟时间差值的标准差，最后利用所求的标准差得到RSD的时间抖动计算值；重复求得L个RSD的时间抖动计算值，求取这L个RSD时间抖动计算值的平均值，即RSD真实的时间抖动值；L为大于1的整数。可选地，所述两个RSD并联的两个支路除RSD以外的其他元件相同，且所述两个支路具有对称性。可选地，所述触发电路用于向两个RSD反向注入预设量的电荷。可选地，所述两个RSD共用一个放电电路，以保证两个RSD共用一个磁开关。可选地，所述RSD时间抖动计算值的计算方法为：Δti＝ti2-ti1其中，tRMS为RSD的时间抖动计算值，ti1和ti2分别是两个RSD第i次执行步骤S2得到的开通延迟时间，Δti为第i次执行步骤S2得到的开通延迟时间差值，N为两个RSD的开通延迟时间差值数目，为Δti的平均值。可选地，所述RSD真实的时间抖动值的计算方法为：其中为真实的RSD时间抖动值，L为测试电路的工作次数，tRMSi为测试电路第i次工作时计算得到的RSD时间抖动计算值。总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：本专利技术提供一种RSD时间抖动的测量方法及电路，避免了通过测量RSD的开通延迟时间来计算RSD的时间抖动，该方法选择测量两个RSD的开通延迟时间差，这样可以去除其他元件的工作时间，从而避免在计算RSD的时间抖动时，引入其他的元件的时间抖动，以此得到的精确的RSD时间抖动值。附图说明图1是本专利技术提供的一种RSD时间抖动测试电路示意性框图。图2是本专利技术提供的一种RSD时间抖动测试电路示意图。图3是本专利技术提供的工作频率为200Hz、触发信号个数为10，开关管Q1和Q2的控制信号的示意图。图4是本专利技术提供的对比两个RSD的电流脉冲得到开通延迟时间差的示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。本专利技术公开一种RSD时间抖动的测试方法，主要用于测试RSD的时间抖动。通用的时间抖动的测量方法多次测量单个RSD的开通延迟时间然后计算这些开通延迟时间的标准差来得到RSD的时间抖动。由于测量得到的RSD开通延迟时间也包含其他元件，例如磁开关、触发开关等，的工作时间，且这些元件都具有较大的时间抖动，因此最后得到的RSD时间抖动存在较大误差。本专利技术提出的RSD时间抖动测试方法避免了测量RSD的开通延迟时间，而是选择测量两个RSD的开通延迟时间差来得到RSD的时间抖动。该方法流程如下：1)在一个电路中同时触发两个同型号的RSD，通过对比同一周期中两个RSD输出电流脉冲上升沿的某一固定位置来得到RSD的开通延迟本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种RSD时间抖动的测量方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤S1，将两个RSD并联在两个支路，两个RSD共有一个触发电路，且共用一个放电电路；两个RSD型号相同；/n步骤S2，同时触发两个RSD，对比两个RSD输出电流脉冲上升沿的预设位置得到RSD的开通延迟时间差值；/n步骤S3，每次测试电路工作时，重复执行N次步骤S2，得到N个RSD的开通延迟时间差值；N为大于1的整数；/n步骤S4，求所述N个RSD的开通延迟时间差值的标准差，最后利用所求的标准差得到RSD的时间抖动计算值；/n步骤S5，重复步骤S2、S3和S4L次，得到L个RSD的时间抖动计算值，求取这L个RSD时间抖动计算值的平均值，即RSD真实的时间抖动值；L为大于1的整数。/n

【技术特征摘要】
1.一种RSD时间抖动的测量方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1，将两个RSD并联在两个支路，两个RSD共有一个触发电路，且共用一个放电电路；两个RSD型号相同；
步骤S2，同时触发两个RSD，对比两个RSD输出电流脉冲上升沿的预设位置得到RSD的开通延迟时间差值；
步骤S3，每次测试电路工作时，重复执行N次步骤S2，得到N个RSD的开通延迟时间差值；N为大于1的整数；
步骤S4，求所述N个RSD的开通延迟时间差值的标准差，最后利用所求的标准差得到RSD的时间抖动计算值；
步骤S5，重复步骤S2、S3和S4L次，得到L个RSD的时间抖动计算值，求取这L个RSD时间抖动计算值的平均值，即RSD真实的时间抖动值；L为大于1的整数。


2.根据权利要求1所述的RSD时间抖动的测量方法，其特征在于，所述两个RSD共用一个放电电路，以保证两个RSD共用一个磁开关。


3.根据权利要求1所述的RSD时间抖动的测量方法，其特征在于，步骤S2、S3和S4得到的RSD时间抖动计算值的计算方法为：



Δti＝ti2-ti1
其中，tRMS为RSD的时间抖动计算值，ti1和ti2分别是两个RSD第i次执行步骤S2得到的开通延迟时间，Δti为第i次执行步骤S2得到的开通延迟时间差值，N为两个RSD的开通延迟时间差值数目，为Δti的平均值。


4.根据权利要求3所述的RSD时间抖动的测量方法，其特征在于，步骤S5所述的RSD真实的时间抖动值的计算方法为：



其中为真实的RSD时间抖动值，L为测试电路的工作次数，tRMSi为测试电路第i次工作时计算得到的RSD时间抖动计算值。


5.一种RSD时间抖动的测量电路，其特征在于，包括：并联的两个RSD与电阻串联的支路、触发电路以及放电电路；

【专利技术属性】
技术研发人员：梁琳，皮意成，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42