Телефон: 8-800-350-22-65
WhatsApp: 8-800-350-22-65
Telegram: sibac
Прием заявок круглосуточно
График работы офиса: с 9.00 до 18.00 Нск (5.00 - 14.00 Мск)

Статья опубликована в рамках: LXXIX Международной научно-практической конференции «Научное сообщество студентов XXI столетия. ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ» (Россия, г. Новосибирск, 11 июля 2019 г.)

Наука: Технические науки

Секция: Радиотехника, Электроника

Скачать книгу(-и): Сборник статей конференции

Библиографическое описание:
Шевченко Г.М. ПОВЫШЕНИЕ МЕТРОЛОГИЧЕСКОГО КАЧЕСТВА ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕНИ ОБРАТНОГО ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДИОДОВ // Научное сообщество студентов XXI столетия. ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ: сб. ст. по мат. LXXIX междунар. студ. науч.-практ. конф. № 7(78). URL: https://sibac.info/archive/technic/7(78).pdf (дата обращения: 29.03.2024)
Проголосовать за статью
Конференция завершена
Эта статья набрала 0 голосов
Дипломы участников
У данной статьи нет
дипломов

ПОВЫШЕНИЕ МЕТРОЛОГИЧЕСКОГО КАЧЕСТВА ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕНИ ОБРАТНОГО ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДИОДОВ

Шевченко Глеб Михайлович

студент 2 курса магистратуры, кафедра Промышленной электроники ТУСУРа,

РФ, г. Томск

Актуальность работы обусловлено тем, что на сегодняшний день, существующие методы, стандарты и способы измерения времени обратного восстановления диодов [1-3], не способны должным образом учитывать все нюансов процесса измерения времени обратного восстановления диода. А именно, влияние измерительный тракта на фронты импульса тока обратного восстановления диода.

Кроме этого, метод измерения времени обратного восстановления диодов [1], которому следуют при изготовлении диодов, предъявляет строгие требования к источнику пикосекундных импульсов и осциллографу. В соответствии с ним, длительность переходной характеристики осциллографа должна быть не более 0,2tвос. Осциллографы с длительностью фронта переходной характеристики менее 0,2tвос имеют очень высокую стоимость, что делает процесс измерения времени дорогостоящим и долгим, из-за их производственной загруженности. Использование низкочастотных осциллографов увеличивает погрешность измерения и искажает как передний, так и задний фронт импульса обратного тока восстановления диода.

Из всего выше сказано вытекает цель статьи: уменьшение погрешности измерения времени обратного восстановления диода, при использовании узкополосных осциллографов.

Выбор первой отсчетной точки и калибровка экспоненциальной части импульса тока обратного восстановления диода

Правило выбора отсчетной точки, описанное в статье [4], гласит, что при различных длительностях фронта импульса обратного напряжения, прикладываемых к диоду, на семействе кривых импульса тока обратного восстановления диода имеется точка, численно равная полусумме прямого и обратного тока восстановления диода. Выбор данной точки в качестве отчета, позволяет снизить погрешность измерения в 5,5 раз, относительно стандартного метода.

Рисунок 1 иллюстрирует экспериментальные кривые обратного тока диода 2Д510 (tвос=2 нс), полученные в ходе измерения с помощью Rigol DS6064 и Agilent DSO9254A. Кривые восстановления на рисунке 1 расположены в соответствии с правилом выбора первой отсчетной точки описанное в статье [4].

 

Рисунок 1. Экспериментальный ток обратного восстановления диода 2Д510. Кривые 1 и 2 соответствуют осциллографам Rigol DS6064 и Agilent DSO9254A

 

Разница между временами tвос1 tвос2 на рисунке 1 составило 6,6%. Rigol DS6064 значительно искажает экспоненциальную часть импульса обратного тока диода. Для достижения цели работы, решено провести коррекцию экспоненциальной части.

Настройка трансверсального фильтра происходит следующим образом: на вход фильтра подается сигнал с формирователя импульсов (см. рис. 2, кривая 1). Далее происходит варьирование коэффициентов фильтра (табл. 1) с целью минимизирования осцилляций на нижней полке обратного напряжения (см. рис. 2, кривая 2).

Данный подход позволяет скомпенсировать искажения, вносимые измерительным трактом, начиная от формирователя пикосекундных импульсов и заканчивая искажением входного усилителя осциллографа.

Таблица 1

Коэффициенты трансверсального фильтра

τ1

τ2

τ3

τ4

τ5

τ6

τ7

τ8

τ9

340p

10p

40p

170p

290p

310p

70p

300p

625p

С1

С2

С3

С4

С5

С6

С7

С8

С9

0,3

4

−0,4

0,4

−0,04

−0,1

−0,2

−0,16

−0,1

 

Рисунок 2. Обратное напряжение формирователя. Кривые 1 и 2 соответствуют сигналам на входе и выходе фильтра

 

Был пропущен импульс тока обратного восстановления диода 2Д510 через трансверсальный фильтр и получены кривые обратного тока диода, представленные на рисунке 3.

 

Рисунок 3. Экспериментальный ток обратного восстановления диода 2Д510 после коррекции. Кривые 1 и 2 соответствуют осциллографам Rigol DS6064 и Agilent DSO9254A

 

Рисунок 3 иллюстрирует результативность проведённой коррекции обратного тока диода. Из рис. 3 видно, что экспоненциальная часть обратного тока Rigol DS6064 близка по форме сигнала, полученного с помощью Agilent DSO9254A. Расхождение между tвос составило 1,7 %. С помощью коррекции удалось снизить расхождения во временах в 4 раза. Это позволяет использовать осциллографы с узкой полосой пропускания. При этом будет получаться близкое по значению время, как и с помощью высокочастотного осциллографа.

Заключение

Предложена коррекция экспоненциальной части импульса тока обратного восстановления диода, позволяющая совместно с правилом выбора первой отсчетной точки [4], уменьшить расхождение во временах, полученных на низкочастотном и высокочастотном осциллографах. Эксперимент показал, что применение осциллографа с длительностью фронта переходной характеристики 0,3tвос, позволяет получать близкое по значению время обратного восстановления, как при длительности фронта переходной характеристики 0,2tвос, оговоренной в стандарте [1]. При этом, погрешность измерения составляется 1,7 %, что меньше в 4 раза по сравнению со стандартным методом.

 

Список литературы:

  1. ГОСТ 18986.8-73. Диоды полупроводниковые. Метод измерения времени обратного восстановления. – М.: ИПК Издательство стандартов, 1973 – 5 с.
  2. Karadzinov L.V. Analysis of the Influence of Diode Re-verse Recovery on the Operation and Design of High-Frequency Rectifiers / L.V. Karadzinov, D.C. Hamill // IEEE Transactions on Power Electronics. – 2000. – Vol. 15, No. 2. – P. 386–398. – doi:10.1109/63.838112
  3. 2. Deane J.H.B. Instability, subharmonics, and chaos in power electronic systems / J.H.B. Deane, D.C. Hamill // IEEE Trans. Power Electron. – 1991. – Vol. 5, No. 2. – P. 260–268. – doi:10.1109/63.56516.
  4. Семенов Э.В. Уменьшение погрешности измерения времени обратного восстановления быстровосстанавливающихся диодов / Э.В. Семенов, О.Ю. Малаховский // СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии (КрыМиКо ‘2018): Материалы 28-ой Международной Крымской конференции. – Севастополь: Вебер, 2018. – С. 1269–1273
Проголосовать за статью
Конференция завершена
Эта статья набрала 0 голосов
Дипломы участников
У данной статьи нет
дипломов

Оставить комментарий

Форма обратной связи о взаимодействии с сайтом
CAPTCHA
Этот вопрос задается для того, чтобы выяснить, являетесь ли Вы человеком или представляете из себя автоматическую спам-рассылку.