CN110907793A - 一种晶闸管阻断特性测试系统及方法 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种晶闸管阻断特性测试系统及方法，测试时使用测试压力模具对待测晶闸管的运行工况进行模拟，同时使用晶闸管加压装置对待测晶闸管进行步进电压控制；并通过设置的数据测量装置进行信号采集；控制器对采集到的信号进行分析后得到待测晶闸管的反向采样电压和反向采样电流，并发送给上位机；上位机根据加压过程中的反向采样电流和反向采样电压分析得到待测晶闸管的0‑20mA反向恢复电压区、伏安特性一阶导数标称差和反向转折电压，可以从多个维度分析待测晶闸管的阻断特性，检测结果更为准确，同时整个过程需要测试人员做的工作很少，也提高了检测效率。

Description

一种晶闸管阻断特性测试系统及方法

技术领域

本申请涉及高压直流输电工程技术领域，具体而言，涉及一种晶闸管阻断特性测试系统及方法。

背景技术

直流晶闸管是直流输电工程的核心电力设备，在长期强负荷和高电压的作用下，晶闸管的阻断特性逐年下降劣化，在承受反向电压关断过程中，若阻断特性不良，会导致换流过程出现换相失败，严重影响换流器的安全稳定运行。传统在运工程的晶闸管阻断特性检测多采用现场人工检测的方式进行分析。但是，现场仅凭借其伏安特性趋势大致判断其阻断性能良好度，无系统性方法和判据，准确性较低；同时采用人工判别的方式时间成本巨大，效率低下。所以急需提供一种能够提高晶闸管检测效率和准确性的方案。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种晶闸管阻断特性测试系统及方法，用以实现提高晶闸管检测效率和准确性的技术效果。

本申请实施例提供了一种晶闸管阻断特性测试系统，包括晶闸管加压装置、测试压力模具、数据测量装置和上位机；所述数据测量装置包括控制器、检测单元、第一电阻、第二电阻和第三电阻；所述测试压力模具用于模拟待测晶闸管的运行工况；所述晶闸管加压装置的信号输入端与所述控制器连接，用于对所述待测晶闸管进行反向加压；所述晶闸管加压装置的负极与所述第一电阻第一端连接；所述第一电阻第二端与所述待测晶闸管的阳极连接；所述晶闸管加压装置的正极与所述待测晶闸管的阴极连接；所述第二电阻第一端与所述待测晶闸管的阴极连接；所述第二电阻第二端与所述第三电阻第一端连接；所述第三电阻第二端接地；所述检测单元与所述控制器连接；所述检测单元包括与所述第三电阻第一端连接的第一检测电路，与所述待测晶闸管的阳极连接的第二检测电路，与所述第一电阻第二端连接的第三检测电路，与所述第一电阻第一端连接的第四检测电路；所述控制器用于控制所述晶闸管加压装置逐步为所述待测晶闸管进行加压，同时按照预设的处理方式对所述第一检测电路、所述第二检测电路、所述第三检测电路和所述第四检测电路的测量信号进行预处理；所述上位机与所述数据测量装置连接，用于根据预处理后的所述测量信号分析所述待测晶闸管的0-20mA反向恢复电压区、伏安特性一阶导数标称差和反向转折电压。

在上述实现过程中，首先通过测试压力模具模拟待测晶闸管的运行工况；其次，通过晶闸管加压装置对待测晶闸管进行逐步加压，通过检测单元中设置的第一检测电路对加压过程中第三电阻第一端的电压信号进行检测，通过第二检测电路对待测晶闸管阳极的电压信号进行检测，通过第三检测电路对第一电阻第二端的电压信号进行检测，通过第四检测电路对第一电阻第一端的电压信号进行检测；然后，通过控制器对上述的信号进行预处理后发送给上位机；最后上位机对预处理后的信号进行分析处理得到待测晶闸管的0-20mA反向恢复电压区、伏安特性一阶导数标称差和反向转折电压等参数，得到所述待测晶闸管的阻断特性。从多个维度对待测晶闸管的阻断特性进行分析，提高晶闸管检测的准确性，同时因为整个过程基本都是通过控制器与上位机的交互进行检测，检测人员只需配置相应的参数即可，也提高了检测的效率。

进一步地，所述控制器包括单片机、与所述单片机连接的USB通信串口。

在上述实现过程中，控制器中包括了单片机以及和单片机连接的USB通信串口，控制器就可以很方便地与上位机等设备进行连接，使用也更加方便。

进一步地，所述控制器还包括步进电压数模转换单元；所述步进电压数模转换单元的输入端与所述单片机连接；所述步进电压数模转换单元的输出端与所述晶闸管加压装置的信号输入端连接。

在上述实现过程中，控制器的步进控制信号通过步进电压数模转换单元转换为模拟量后对晶闸管加压装置进行加压步进控制，控制更加精确。

进一步地，所述检测单元还包括设置在所述第一检测电路、所述第二检测电路、所述第三检测电路和所述第四检测电路上的稳压滤波电路。

在上述实现过程中，为了避免检测到的信号存在干扰信号，所以在每个检测电路上都设置了稳压滤波电路，使检测到的电压信号更加稳定。

进一步地，所述检测单元还包括与所述稳压滤波电路连接的运放芯片。

在上述实现过程中，各个稳压滤波电路均与运放芯片连接，可以对进行稳压过滤处理后的电压信号统一进行放大处理。

第二方面，本申请实施例提供一种晶闸管阻断特性测试方法，该方法应用于晶闸管阻断特性分析系统，包括将待测晶闸管放置在测试压力模具上，根据所述待测晶闸管的运行工况调整所述测试压力模具的参数信息；上位机向控制器发送步进控制信号，所述控制器根据所述步进控制信号控制晶闸管加压装置对所述待测晶闸管进行逐步加压并获取逐步加压过程中第一检测电路的第一电压信号、第二检测电路的第二电压信号、第三检测电路的第三电压信号和第四检测电路的第四电压信号；所述控制器根据第一电阻、所述第三电压信号和所述第四电压信号分析所述待测晶闸管的反向采样电流；同时根据所述第一电压信号、所述第二电压信号分析所述待测晶闸管的反向采样电压；然后将所述反向采样电流和所述反向采样电压发送给所述上位机；所述上位机根据所述反向采样电压和所述反向采样电流生成所述待测晶闸管的伏安特性曲线；并根据所述伏安特性曲线分析所述待测晶闸管的0-20mA反向恢复电压区、反向转折电压和伏安特性一阶导数标称差，并在显示界面上进行显示。

在上述实现过程中，检测人员可以先根据待测晶闸管的实际工况设置测试压力模具的参数，使检测到的数据更加符合实际工况。其次，检测人员使用上位机向控制器发送步进控制信号，控制器根据该进控制信号控制晶闸管加压装置对待测晶闸管进行逐步加压并获取逐步加压过程中第一检测电路的第一电压信号、第二检测电路的第二电压信号、第三检测电路的第三电压信号和第四检测电路的第四电压信号；然后，控制器根据第一电阻、所述第三电压信号和所述第四电压信号分析所述待测晶闸管的反向采样电流；同时根据所述第一电压信号、所述第二电压信号分析所述待测晶闸管的反向采样电压，然后将反向采样电流和反向采样电压发送给上位机。再次，上位机根据加压过程中的反向采样电压和反向采样电流生成待测晶闸管的伏安特性曲线；同时上位机对该伏安特性曲线进行分析得到待测晶闸管的0-20mA反向恢复电压区、反向转折电压和伏安特性一阶导数标称差等参数，并在显示界面上进行显示，实现从多个维度对待测晶闸管的阻断特性进行分析，提高晶闸管检测的准确性；同时整个检测过程检测人员需要做的工作很少，这样提高了检测的效率，降低了人工成本。

进一步地，所述方法还包括：根据所述0-20mA反向恢复电压区、所述反向转折电压和所述伏安特性一阶导数标称差分析所述待测晶闸管的阻断特性并生成对应的分析报告。

在上述实现过程中，还可以使用上位机根据0-20mA反向恢复电压区、反向转折电压和伏安特性一阶导数标称差分析待测晶闸管的阻断特性后并生成对应的分析报告，为之后的设备运行数据比对提供数据支撑。

进一步地，所述根据所述0-20mA反向恢复电压区、所述反向转折电压和所述伏安特性一阶导数标称差分析所述待测晶闸管的阻断特性并生成对应的分析报告的步骤包括：根据标准反向恢复电压区和预设的归一化系数计算所述0-20mA反向恢复电压区的第一权值；根据标准晶闸管反向转折电压计算所述反向转折电压的第二权值；根据所述第一权值、所述第二权值在所述上位机上生成晶闸管阻断特性区域分布特性图；根据所述晶闸管阻断特性区域分布特性图分析所述待测晶闸管的阻断特性。

在上述实现过程中，可以根据标准反向恢复电压区和预设的归一化系数计算0-20mA反向恢复电压区的第一权值；根据标准晶闸管反向转折电压计算反向转折电压的第二权值；然后根据第一权值、第二权值在上位机上生成晶闸管阻断特性区域分布特性图；最后根据该晶闸管阻断特性区域分布特性图分析待测晶闸管的阻断特性；较为准确地分析待测晶闸管的阻断特性。

进一步地，所述根据所述0-20mA反向恢复电压区、所述反向转折电压和所述伏安特性一阶导数标称差生成对应的分析报告的步骤还包括：根据标准晶闸管伏安特性一阶导数分析所述伏安特性一阶导数标称差的第三权值；根据所述第一权值、所述第二权值、所述第三权值所述上位机上生成晶闸管阻断特性区域图；根据所述晶闸管阻断特性区域图分析所述待测晶闸管的阻断特性特征角，根据预设的数据区间和所述阻断特性特征角分析所述待测晶闸管的阻断特性。

在上述实现过程中，还可以使用上位机根据标准晶闸管伏安特性一阶导数分析所述伏安特性一阶导数标称差的第三权值，然后上位机结合上述第一权值和第二权值生成晶闸管阻断特性区域图，根据该晶闸管阻断特性区域图分析待测晶闸管的阻断特性特征角；从三维角度根据预设的数据区间和阻断特性特征角分析所述待测晶闸管的阻断特性，使分析结果更为准确。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的一种晶闸管阻断特性测试系统拓扑结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种主控制和数据传输单元电路结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种运放电路结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种步进电压数模转换单元电路结构示意图；

图5为本申请实施例提供的一种晶闸管阻断特性测试方法总体流程示意图；

图6为本申请实施例提供的晶闸管阻断特性区域分布特性示意图；

图7为本申请实施例提供的晶闸管阻断特性区域图。

图标：10-晶闸管阻断特性测试系统；100-测试压力模具；200-晶闸管加压装置；210-保护电阻；300-数据测量装置；310-控制器；320-检测单元；321-第一检测电路；322-第二检测电路；323-第三检测电路；324-第四检测电路；325-稳压滤波电路；326-第一电阻；327-第二电阻；328-第三电阻；330-运放芯片；340-步进电压数模转换单元；400-上位机。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

请参照图1，图1为本申请实施例提供的一种晶闸管阻断特性测试系统拓扑结构示意图。

经申请人研究发现，传统在运工程的晶闸管阻断特性检测多采用现场人工检测的方式进行分析。但是，现场仅凭借其伏安特性趋势大致判断其阻断性能良好度，无系统性方法和判据，准确性较低；同时采用人工判别的方式时间成本巨大，效率低下。所以本申请实施例提供了一种晶闸管阻断特性测试系统，用于提高晶闸管测试的准确性和效率。

本申请实施例提供的晶闸管阻断特性测试系统10包括晶闸管加压装置200、测试压力模具100、数据测量装置300和上位机400；数据测量装置300包括控制器310、检测单元320、第一电阻326、第二电阻327和第三电阻328；测试压力模具100用于模拟待测晶闸管的运行工况；晶闸管加压装置200的信号输入端与控制器310连接，用于对待测晶闸管进行反向加压；晶闸管加压装置200的负极与第一电阻326的第一端连接；第一电阻326的第二端与待测晶闸管的阳极连接；晶闸管加压装置200的正极与待测晶闸管的阴极连接；第二电阻327的第一端与待测晶闸管的阴极连接；第二电阻327的第二端与第三电阻328的第一端连接；第三电阻328的第二端接地；检测单元320与控制器310连接；检测单元320包括与第三电阻328的第一端连接的第一检测电路321，与待测晶闸管的阳极连接的第二检测电路322，与第一电阻326的第二端连接的第三检测电路323，与第一电阻326的第一端连接的第四检测电路324；控制器310用于控制晶闸管加压装置200逐步为待测晶闸管进行加压，同时按照预设的处理方式对第一检测电路321、第二检测电路322、第三检测电路323和第四检测电路324的测量信号进行预处理；上位机400与数据测量装置300连接，用于根据预处理后的测量信号分析待测晶闸管的0-20mA反向恢复电压区、伏安特性一阶导数标称差和反向转折电压。为了对晶闸管加压装置200和待测晶闸管进行保护，还可以在晶闸管加压装置200的阳极和待测晶闸管的阴极之间设置一个保护电阻210。

在一种实施方式中，控制器310选用以ATmega16单片机为核心的AVR开发板控制器，晶闸管加压装置200选用型号为DBC-028-8502的加压装置；测试压力模具100选用型号为DBC-211F的压力模具；第一电阻326为100Ω，第二电阻327为10kΩ，第三电阻328为5Ω；保护电阻210选用1kΩ；上位机400与控制器310通过USB通讯总线连接。控制器310通过控制晶闸管加压装置200对待测晶闸管进行反向加压，电压步进可以设置为0.1kV，电压输出范围为-8.5-0kV，步进时间为1S。测试压力模具100用于模拟待测晶闸管的运行工况，其压强设定值可以为100kPa，温度设定值可以为70℃。测试时，通过第三电阻328第一端的第一检测电路321和待测晶闸管阳极的第二检测电路322获得待测晶闸管的两极电压信号Ua、Ub并计算Ua-Ub的值后送入控制器310；同时通过第一电阻326第二端的第三检测电路323和第一电阻326第二端的第四检测电路324获得第一电阻326两端的电压信号Uc、Ud后送入控制器310，控制器310根据伏安定理将Uc、Ud转换为待测晶闸管漏的电流信号；然后控制器310将晶闸管加压装置加压过程中Ua-Ub的值和上述电流信号保存为一个Nx2的矩阵后发送给上位机400。上位机400先去掉离散值较大的不合理数据后，建立伏安特性曲线，并分析得到伏安特性曲线中的0-20mA反向恢复电压区；同时对伏安特性曲线进行分析就可以得到待测晶闸管的反向转折电压；另外，在-8.5-0kV范围内对所述被测晶闸管伏安特性曲线一阶导数与标准晶闸管伏安特性一阶导数的差值求取积分就可获取伏安特性一阶导数标称差。

请参照图2，图2为本申请实施例提供的一种主控制和数据传输单元电路结构示意图。

本申请实施例提供的控制器包括单片机以及与单片机连接的USB通信串口；方便与其他外部设备进行连接。

在一种实施方式中，单片机选用ATmega16单片机；USB通信串口包括与ATmega16单片机连接的DPIUSB12芯片；ATmega16单片机还连接了一个ISP模块，可以通过后台编写单片机ADC转换功能代码，然后使用ISP模块烧写进ATmega16单片机，以便于将检测到的模拟量信号转换为数字量。

请参照图3，图3为本申请实施例提供的一种运放电路结构示意图。

本申请实施例提供的运放电路包括设置在上述各个检测电路上的稳压滤波电路，以及与各个稳压滤波电路连接的运放芯片。

在一种实施方式中，稳压滤波电路包括并联在一起的稳压二极管和电阻；稳压二极管的阴极和电阻的第一端与各个检测电路的输入端连接；稳压二极管的阳极和电阻的第二端接地；各个检测电路的输入端和运放芯片之间的线路上还设置了一个500Ω的负载电阻；负载电阻的第一端与对应的检测电路的输入端连接。负载电阻的第二端与运放芯片上对应的正极输入引脚连接；同时，负载电阻的第二端与一个电容连接后接地。运放芯片可以选用TLC27L4C运放芯片，使用1:1运放模式对检测到的信号进行处理后送至ATmega16单片机。此时送入信号的是模拟量信号，可通过后台编写单片机ADC转换功能代码；然后通过AVR控制器上的ISP模块烧写口输入ATmega16单片机中，将模拟量信号转换为数字量信号。

请参照图4，图4为本申请实施例提供的一种步进电压数模转换单元电路结构示意图。

本申请实施例为了更为精准地对晶闸管加压装置进行控制，在控制器和晶闸管加压装置之间还设置了步进电压数模转换单元。

在一种实施方式中，步进电压数模转换单元选用TLV5627A数模转换器；上位机给ATmega16单片机发送步进代码信号，ATmega16单片机输出步进电压的控制量，再由TLV5627A数模转换器进行数模转换，分别输出UA、UB两个模拟量信号来对晶闸管加压装置200进行加压步进控制，实现对待测晶闸管的逐步加压。

请参照图5，图5为本申请实施例提供的一种晶闸管阻断特性测试方法总体流程示意图。本申请实施例还提供了一种晶闸管阻断特性测试方法，用于对待测晶闸管进行多维度分析，使晶闸管的阻断特性分析更加准确。其具体内容如下所述。

步骤S101，将待测晶闸管放置在所述测试压力模具上，根据所述待测晶闸管的运行工况调整所述测试压力模具的参数信息。

在进行晶闸管阻断特性测试时，检测人员可以根据待测晶闸管的实际工况配置测试压力模具的参数；使得获得的检测数据更加符合实际使用情况，检测结果更加准确。

在一种实施方式中，测试压力模具的压强可以设置为100kPa，温度设定值为70℃。需要说明的是，上述参数也可以根据晶闸管的实际工况进行相应的调整，并不局限于上述的值。

步骤S102，上位机向控制器发送步进控制信号，所述控制器根据所述步进控制信号控制晶闸管加压装置对所述待测晶闸管进行逐步加压并获取逐步加压过程中第一检测电路的第一电压信号、第二检测电路的第二电压信号、第三检测电路的第三电压信号和第四检测电路的第四电压信号。

在一种实施方式中，晶闸管加压装置的电压步进可以设置为0.1kV，电压输出范围为-8.5-0kV，步进时间为1S。同时在加压过程中控制器可以实时获取第一检测电路的第一电压信号、第二检测电路的第二电压信号、第三检测电路的第三电压信号和第四检测电路的第四电压信号。

步骤S103，所述控制器根据第一电阻、所述第三电压信号和所述第四电压信号分析所述待测晶闸管的反向采样电流；同时根据所述第一电压信号、所述第二电压信号分析所述待测晶闸管的反向采样电压；然后将所述反向采样电流和所述反向采样电压发送给所述上位机。

在获取到第一电压信号、第二电压信号、第三电压信号以及第四电压信号后，控制器就可以使用伏安定理根据第三电压信号和第四电压信号计算得到待测晶闸管所在线路的反向采样电流，同时通过第一电压信号和第二电压信号的压差可以计算得到待测晶闸管的反向采样点压；然后将加压过程中的反向采样电流和反向采样点压发送给上位机。

步骤S104，所述上位机根据所述反向采样电压和所述反向采样电流生成所述待测晶闸管的伏安特性曲线；并根据所述伏安特性曲线分析所述待测晶闸管的0-20mA反向恢复电压区、反向转折电压和伏安特性一阶导数标称差，并在显示界面上进行显示。

上位机接收到待测晶闸管加压过程中的反向采样电流和反向采样电压后就可以根据这两个参数绘制对应的伏安特性曲线。在绘制出待测晶闸管的伏安特性曲线后，就可以截取0-20mA范围内的数据区间得到待测晶闸管的0-20mA反向恢复电压区；同时可以对该伏安特性曲线进行分析，得到待测晶闸管的反向转折电压。另外对该伏安特性曲线进行求导后减去标准晶闸管伏安特性一阶导数，再进行积分运算就可以得到伏安特性一阶导数标称差；最后，就可以在上位机的显示界面对0-20mA反向恢复电压区、反向转折电压、伏安特性一阶导数标称差进行显示，实现了从多种维度对待测晶闸管的阻断特性进行分析，分析结果更加准确。

为了方便给之后的设备运行数据提供比对支撑，还可以使用上位机根据上述0-20mA反向恢复电压区、反向转折电压和伏安特性一阶导数标称差分析待测晶闸管的阻断特性后生成对应的分析报告。

为了更好地理解本申请所提供的晶闸管阻断特性测试方法，本申请提供了以下几个实施例对晶闸管的阻断特性进行分析。

实施例1：

请参照图6，图6是本申请实施例提供的晶闸管阻断特性区域分布特性示意图。

在一种实施方式中，可以根据晶闸管的标准反向恢复电压区和预设的归一化系数计算0-20mA反向恢复电压区的第一权值；其次根据标准晶闸管反向转折电压计算反向转折电压的第二权值；然后根据上述第一权值、第二权值在上位机上生成晶闸管阻断特性区域分布特性图；最后根据晶闸管阻断特性区域分布特性图分析所述待测晶闸管的阻断特性。

如式(1)所示，第一权值定义为待测晶闸管0-20mA反向恢复区的电压差值与标准晶闸管0-20mA反向恢复区电压差值的比值，再除以一个归一化系数1.5：

将上述反向恢复电压比值赋予第一权值参数θ1。根据实验经验，其权值标准为：

1)θ1∈(0，1)，晶闸管出现软化，定义为Ⅰ级；

2)θ1∈(1，+∞)，晶闸管软化严重，定义为Ⅱ级。

标准晶闸管反向转折电压U_VBR＝8.5kV，定义第二权值参数△U,如式(2)所示，第二权值参数为标准晶闸管反响转折电压U_VBR与实测晶闸管反向转折电压U_VBR测差值的绝对值，除以一个系数3.56。

其耐压劣化判断标准为：

1)ΔU∈(0，1)，晶闸管出现劣化，定义为Ⅰ级；

2)ΔU∈(1，+∞)，晶闸管劣化严重，定义为Ⅱ级。

在求出θ1和ΔU以后就将第一权值参数θ1作为分布图的x坐标，第二权值参数ΔU作为分布图的y坐标，绘制其阻断特性区域分布特性图；然后根据第一权值参数进行归一化处理后，可定义：

1)处于Ⅰ区的晶闸管阻断特性处于较为良好阶段，可继续运行；

2)处于Ⅱ区的晶闸管阻断特性出现劣化和软化情况，应提前注意，但可继续运行；

3)处于Ⅲ区的晶闸管出现了程度较深的软化和劣化情况，阻断性能不足，建议更换晶闸管。

实施例2：

请参照图7，图7是本申请实施例提供的晶闸管阻断特性区域图。

在另一种实施方式中，还可以根据标准晶闸管伏安特性一阶导数分析伏安特性一阶导数标称差的第三权值；其次，根据第一权值、第二权值、第三权值在上位机上生成晶闸管阻断特性区域图；然后，根据晶闸管阻断特性区域图分析待测晶闸管的阻断特性特征角，最后，根据预设的数据区间和阻断特性特征角分析待测晶闸管的阻断特性。

如式(3)所示，将第三权值定义为-8.5kV到0kV范围内标准晶闸管伏安特性一阶导数与测试晶闸管伏安特性一阶导数差值的定积分。

需要说明的是，该值越大，在承受反向电压时(处于关断状态)，晶闸管的漏电流越大，其开断能力越差。

在分析得到第三权值后就可以将θ1、ΔU、ΔS分别作为x、y、z轴坐标参量，分析晶闸管阻断特性特征角；然后根据设置的数据区间分析待测晶闸管的阻断特性。根据实验经验，其表征特性如下：

1)∠θ∈(0°,45°)，晶闸管阻断特性性能良好；

2)∠θ∈[45°,70°)，晶闸管阻断特性出现软化，应注意观察；

3)∠θ∈[70°,90°)，晶闸管阻断特性软化严重，建议更换。

综上所述，本申请实施例提供一种晶闸管阻断特性测试系统及方法，包括晶闸管加压装置、测试压力模具、数据测量装置和上位机；所述数据测量装置包括控制器、检测单元、第一电阻、第二电阻和第三电阻；所述测试压力模具用于模拟待测晶闸管的运行工况；晶闸管加压装置的信号输入端与控制器连接，用于对待测晶闸管进行反向加压；晶闸管加压装置的负极与第一电阻第一端连接；第一电阻第二端与待测晶闸管的阳极连接；晶闸管加压装置的正极与待测晶闸管的阴极连接；第二电阻第一端与待测晶闸管的阴极连接；第二电阻第二端与第三电阻第一端连接；第三电阻第二端接地；检测单元与控制器连接；检测单元包括与第三电阻第一端连接的第一检测电路，与待测晶闸管的阳极连接的第二检测电路，与第一电阻第二端连接的第三检测电路，与第一电阻第一端连接的第四检测电路；控制器用于控制晶闸管加压装置逐步为待测晶闸管进行加压，同时按照预设的处理方式对第一检测电路、第二检测电路、第三检测电路和第四检测电路的测量信号进行预处理；上位机与数据测量装置连接，用于根据预处理后的测量信号分析待测晶闸管的0-20mA反向恢复电压区、伏安特性一阶导数标称差和反向转折电压；可以从多个维度对待测晶闸管阻断特性进行分析，结果更加准确，同时也提高了测试的效率。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种晶闸管阻断特性测试系统，其特征在于，包括晶闸管加压装置、测试压力模具、数据测量装置和上位机；所述数据测量装置包括控制器、检测单元、第一电阻、第二电阻和第三电阻；

所述测试压力模具用于模拟待测晶闸管的运行工况；所述晶闸管加压装置的信号输入端与所述控制器连接，用于对所述待测晶闸管进行反向加压；所述晶闸管加压装置的负极与所述第一电阻第一端连接；所述第一电阻第二端与所述待测晶闸管的阳极连接；所述晶闸管加压装置的正极与所述待测晶闸管的阴极连接；所述第二电阻第一端与所述待测晶闸管的阴极连接；所述第二电阻第二端与所述第三电阻第一端连接；所述第三电阻第二端接地；所述检测单元与所述控制器连接；

所述检测单元包括与所述第三电阻第一端连接的第一检测电路，与所述待测晶闸管的阳极连接的第二检测电路，与所述第一电阻第二端连接的第三检测电路，与所述第一电阻第一端连接的第四检测电路；

所述控制器用于控制所述晶闸管加压装置逐步为所述待测晶闸管进行加压，同时按照预设的处理方式对所述第一检测电路、所述第二检测电路、所述第三检测电路和所述第四检测电路的测量信号进行预处理；

所述上位机与所述数据测量装置连接，用于根据预处理后的所述测量信号分析所述待测晶闸管的0-20mA反向恢复电压区、伏安特性一阶导数标称差和反向转折电压。

2.根据权利要求1所述的晶闸管阻断特性测试系统，其特征在于，所述控制器包括单片机；与所述单片机连接的USB通信串口。

3.根据权利要求2所述的晶闸管阻断特性测试系统，其特征在于，所述控制器还包括步进电压数模转换单元；所述步进电压数模转换单元的输入端与所述单片机连接；所述步进电压数模转换单元的输出端与所述晶闸管加压装置的信号输入端连接。

4.根据权利要求1所述的晶闸管阻断特性测试系统，其特征在于，所述检测单元还包括设置在所述第一检测电路、所述第二检测电路、所述第三检测电路和所述第四检测电路上的稳压滤波电路。

5.根据权利要求4所述的晶闸管阻断特性测试系统，其特征在于，所述检测单元还包括与所述稳压滤波电路连接的运放芯片。

6.一种晶闸管阻断特性测试方法，应用于晶闸管阻断特性分析系统，其特征在于，包括：

将待测晶闸管放置在测试压力模具上，根据所述待测晶闸管的运行工况调整所述测试压力模具的参数信息；

上位机向控制器发送步进控制信号，所述控制器根据所述步进控制信号控制晶闸管加压装置对所述待测晶闸管进行逐步加压并获取逐步加压过程中第一检测电路的第一电压信号、第二检测电路的第二电压信号、第三检测电路的第三电压信号和第四检测电路的第四电压信号；

所述控制器根据第一电阻、所述第三电压信号和所述第四电压信号分析所述待测晶闸管的反向采样电流；同时根据所述第一电压信号、所述第二电压信号分析所述待测晶闸管的反向采样电压；然后将所述反向采样电流和所述反向采样电压发送给所述上位机；

所述上位机根据所述反向采样电压和所述反向采样电流生成所述待测晶闸管的伏安特性曲线；并根据所述伏安特性曲线分析所述待测晶闸管的0-20mA反向恢复电压区、反向转折电压和伏安特性一阶导数标称差，并在显示界面上进行显示。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据所述0-20mA反向恢复电压区、所述反向转折电压和所述伏安特性一阶导数标称差分析所述待测晶闸管的阻断特性并生成对应的分析报告。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述0-20mA反向恢复电压区、所述反向转折电压和所述伏安特性一阶导数标称差分析所述待测晶闸管的阻断特性并生成对应的分析报告的步骤包括：

根据标准反向恢复电压区和预设的归一化系数计算所述0-20mA反向恢复电压区的第一权值；

根据标准晶闸管反向转折电压计算所述反向转折电压的第二权值；

根据所述第一权值、所述第二权值在所述上位机上生成晶闸管阻断特性区域分布特性图；

根据所述晶闸管阻断特性区域分布特性图分析所述待测晶闸管的阻断特性。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据所述0-20mA反向恢复电压区、所述反向转折电压和所述伏安特性一阶导数标称差生成对应的分析报告的步骤还包括：

根据标准晶闸管伏安特性一阶导数分析所述伏安特性一阶导数标称差的第三权值；

根据所述第一权值、所述第二权值、所述第三权值所述上位机上生成晶闸管阻断特性区域图；

根据所述晶闸管阻断特性区域图分析所述待测晶闸管的阻断特性特征角，根据预设的数据区间和所述阻断特性特征角分析所述待测晶闸管的阻断特性。

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