　　IGBT导通延迟时间的精确测量，是通过测量IGBT的控制信号、驱动信号和导通电流信号间的时间间隔得到的，流程图见图3。通过信号处理隔离电路将控制信号、驱动信号和导通电流信号输入时间测量芯片TDC-GP2。其中，IGBT的控制信号作为时间测量芯片TDC-GP2的START端口输入，驱动信号和IGBT的导通电流信号作为STOP1和STOP2端的两个脉冲输入。由此可得START与STOP1端口的时间间隔为控制信号与驱动信号的延迟时间；START与STOP2端口的时间间隔为控制信号与IGBT导通信号的延迟时间，两者的时间差即为IGBT相对于驱动信号的导通延迟时间。

流程图

　2、IGBT延迟导通时间测量系统设计

　　2．1 测量系统硬件设计

　　系统主要由脉冲信号取样器、脉冲输入信号整形电路、TDC-GP2测量电路、AT89S52单片机、液晶显示电路、电源电路、时钟电路组成。TDC-GP2的每个测量通道都提供一个使能引脚，可独立地设置这两个引脚进行通道选择。TDC-GP2需要一个2～8 MHz的高速时钟进行校准用。TDC-GP2只是在进行时间测量时才必须用振荡器，且能够自动控制振荡器的开启时间。

　　整个系统的硬件电路连接如图4所示。

整个系统的硬件电路连接

　　整个系统分为单片机系统模块、TDC-GP2测量模块和显示模块三部分。TDC-GP2作为系统测量核心单元，可直接对信号时间间隔进行测量，并通过单片机处理后将时间间隔数值在液晶显示器上显示。与常用的测量方法相比，该方法所需外围器件少，电路结构简单，功耗低。

　2．2 测量系统软件设计

　　测量单元由START信号触发，接收到STOP信号后停止。由环形振荡器的位置和粗值计数器的计数值可以计算出START信号和STOP信号之间的时间间隔，测量范围可达20位。在3．3 V和25℃时，GP2的最小分辨率是65 ps，RMS噪音约是50 ps(0．7 LSB)。温度和电压对门电路的传播延迟时间有很大的影响，通常通过校准来补偿由温度和电压变化引起的误差。在校准过程中，TDC测量一个和两个校准时钟周期的时序如图5所示，其测量范围受计数器大小的限制：

tyy=BIN×26 224△1．8μs。

TDC测量一个和两个校准时钟周期的时序

　　初始化之后，TDC-GP2高速测量单元接收到START脉冲后开始工作，达到设置的采样数或者遇到测量溢出后才停止工作。软件设计的重点在于根据需要设置TDC-GP2的工作模式和读取其内部的测量数据。在测量结尾，ALU开始依照HIT1和HIT2的设置处理数据并把结果送入输出寄存器。如果不进行校准，ALU传输16位原始数据到输出寄存器；如果进行校准，则ALU传输32位的固定浮点数到输出寄存器。然后通过单片机AT89S52处理后，在液晶显示器读取时间间隔数据，其测量流程如图6所示。

测量流程

　　3、结语

　　该系统充分利用TDC-GP2的优良特性，通过其高精度时间间隔测量功能实现了。IGBT导通延迟时间间隔的测量。该系统测量范围为2．0 ns～1．8 μs，其主要性能指标能满足测量IGBT导通延迟时间的要求，具有一定的实用价值。由于IGBT导通的电流信号是纳秒量级的高频信号，因此在后续电路设计中，将进一步提高系统的抗干扰能力，以满足测量导通延时时间间隔的需要。另外，单片机的工作频率较低，为了进一步提高该系统的工作速度，甚至增加更多的附加功能，可以考虑用工作频率更高的控制芯片作为系统的控制核心；同时也可以通过使用更高精度的时间间隔测量芯片来提高测量精度。