电力电子器件特性和驱动实验一
电力电子技术实验指导书
实验一单结晶体管触发电路及示波器使用班级学号姓名同组人员实验任务一．实验目的1．熟悉单结晶体管触发电路的工作原理及各元件的作用。
2．掌握单结晶体管触发电路的调试步骤和方法。
3．详细学习万用表及示波器的使用方法。
二．实验设备及仪器1．教学实验台主控制屏2．NMCL—33组件3．NMCL—05E组件4．MEL—03A组件5．双踪示波器（自备）6．万用表（自备）7. 电脑、投影仪三．实验线路及原理将NMCL—05E面板左上角的同步电压输入接SMCL-02的U、V输出端，触发电路选择单结晶体管触发电路，如图1所示。
图1单结晶体管触发电路图四．注意事项双踪示波器有两个探头，可以同时测量两个信号，但这两个探头的地线都与示波器的外壳相连接，所以两个探头的地线不能同时接在某一电路的不同两点上，否则将使这两点通过示波器发生电气短路。
为此，在实验中可将其中一根探头的地线取下或外包以绝缘，只使用其中一根地线。
当需要同时观察两个信号时，必须在电路上找到这两个被测信号的公共点，将探头的地线接上，两个探头各接至信号处，即能在示波器上同时观察到两个信号，而不致发生意外。
五．实验内容1.实验预习（1）画出晶闸管的电气符号图并标明各个端子的名称。
（2）简述晶闸管导通的条件。
（3）示波器在使用两个探针进行测量时需要注意的问题。
2. 晶闸管特性测试请用万用表测试晶闸管各管脚之间的阻值，填写至下表。
+A K G-AKG3.单结晶体管触发电路调试及各点波形的观察按照实验接线图正确接线，但由单结晶体管触发电路连至晶闸管VT1的脉冲U GK不接（将NMCL—05E面板中G、K接线端悬空），而将触发电路“2”端与脉冲输出“K”端相连，以便观察脉冲的移相范围。
合上主电源，即按下主控制屏绿色“闭合”开关按钮。
这时候NMCL—05E内部的同步变压器原边接有220V，副边输出分别为60V（单结晶触发电路）、30V（正弦波触发电路）、7V（锯齿波触发电路），通过直键开关选择。
电力电子技术实验指导书(1).docx
《电力电子技术》实验指导书电力电子实验室编华北电力大学二00六年十月1. 实验总体目标《电力电子技术》是电气工程及其自动化专业必修的专业基础课。
本实验是《电力电子技术》课程内实验，实验的主要目的是使学生在学习的过程屮通过实验环节进一步加深对电力电子电路工作原理的认识和理解，掌握测试电力电子电路的技能和方法，为后续课程打好基础。
2. 适用专业电气工程及其自动化以及和关各专业本科3・先修课程模拟电子技术基础，数字电子技术基础4.实验课时分配5. 实验环境实验室要求配有电力电子专用实验台，示波器，万用表等实验设备。
6. 实验总体要求掌握电力电子电路的测试和实验方法，拿握双踪示波器的使用方法；通过对实验电路的波形分析加深对电力电子电路工作原理的理解，建立电力电子电路的整体概念。
7. 本实验的重点、难点及教学方法建议《电力电子技术》实验的重点是：熟悉各种电力电子器件的特性和使用方法；掌握常用电力电子电路的拓扑、工作原理、控制方法和实验方法。
《电力电子技术》实验的难点是：电力电子电路的工作原理的理解和示波器的使用方法。
教学方法建议：在开始实验之前，通过多媒体设备对实验原理及实验方法进行讲解，同时对示波器的使用方法进行详细的讲解，对以通过实验演示的形式加深学牛对于实验内容的理解。
实验一、电力电子器件特性实验 (4)实验二、整流电路实验 (8)实验三、直流斩波电路实验（一）11实验四、直流斩波电路实验（二）14实验五、SPWM逆变电路实验17实验一、电力电子器件特性实验一、实验目的1 •熟悉MOSFET主要参数与开关特性的测童方法2.熟悉IGBT主要参数与开关特性的测试方法。
二、实验类型（验证型）木实验为验证型实验，通过实验对MOSFET和IGBT的主要参数和特性的测量，验证其开关特性。
三、实验仪器1 • MCL-07电力电子实验箱中的MOSFET与IGBT器件及英驱动电路部分2.双踪示波器3.毫安表4.电流表5.电压表四.实验原理MOSFET主要参数的测量电路原理图如图所示。
电力电子实验内容
实验一 单相桥式全控整流电路实验一．实验目的1．了解单相桥式全控整流电路的工作原理。
2．研究单相桥式全控整流电路在电阻负载、阻—感性负载及反电势负载时的工作。
3．熟悉NMCL —05锯齿波触发电路的工作。
二．实验线路及原理1、参见图4-7。
2、晶闸管导通条件：承受正向电压、控制极有触发脉冲；3、电阻负载时，输出电压平均值为：21cos 0.9()2d U U θ+=，且0θπ≤≤； 阻感负载时，输出电压平均值为：20.9cos d U U θ=，且02πθ≤≤；4、阻感负载情况下，阻抗角==控制角的时候，负载电流临界连续；因此，调整负载R 的大小、控制角的大小，均可以改变负载电流的连续情况。
三．实验内容1．单相桥式全控整流电路供电给电阻负载。
2．单相桥式全控整流电路供电给电阻—电感性负载。
3．单相桥式全控整流电路供电给反电势负载。
四．实验设备及仪器1．NMCL 系列教学实验台主控制屏。
2．NMCL —18组件（适合NMCL —Ⅱ)或NMCL —31组件（适合NMCL —Ⅲ）。
3．NMCL —33组件或NMCL —53组件（适合NMCL —Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ） 4．NMCL —05组件或NMCL —05A 组件5．NMEL —03三相可调电阻器或自配滑线变阻器。
6．NMCL-35三相变压器。
7．双踪示波器 (自备) 8．万用表 (自备)五．注意事项1．实验开始前，先将NMCL-33组件上脉冲开关关闭（按下去），以免引起误触发；2．调节电阻RP到最大值，以免电流过大烧坏晶闸管；3．电感的值可根据需要选择，需防止过大的电感造成可控硅不能导通。
4．NMCL-05面板的锯齿波触发脉冲需导线连到NMCL-33面板，应注意连线不可接错，否则易造成损坏可控硅。
同时，需要注意同步电压的相位，若出现可控硅移相范围太小（正常范围约30°～180°），可尝试改变同步电压极性。
5．逆变变压器采用NMCL-35三相变压器，原边线电压为220V，低压绕组为110V。
电气传动实验报告模板(黑龙江科技大学)
【实践数据】αUd（V）测量Id（A）测量Ud（v）计算U2(V) Id（A）计算α=78°10 0.1 31.15 64 0.33α=60°66 0.65 70 60 0.76α=30°110 1.05 111.45 55 1.21 βUd(V)测量Id（A）测量Ud（v）计算U2(V)β=90°0 -0.45 0 121β=120°155 -0.25 146.25 125β=150°290 0 253.31 125【数据分析】所用公式：Ud=-2.34*U2*COSα；R=92Ω， Id=Ud/Rα=78° Ud=2.34*64*0.2079=31.15VId=Ud/R=0.33Aα=60° Ud=2.34*60*1/2=70V Id=Ud/R=0.76Aα=30° Ud=2.34*55*0.82=111.45V Id=Ud/R=1.21A【实践结果图】图15 α=30°幅值【三相桥式有源逆变电路】合上主电源。
调节Uct,观察ß=90°,120°,150°时，电路中Ud,Uvt的波形。
R=92Ω。
图19 β=90°时输出波形图此时U=0V I=-0.45A图20 β=120°时输出波形图此时U=155V I=-0.25A图21 β=150°时输出波形此时U=290V I=0A【小结】通过老师的讲解我们了解到，要实现有源逆变，必须满足以下两个要求：其一，要有直流电动势，其极性需和晶闸管的导通方向一致，其值应大于变流器直流侧的平均电压。
其二，要求晶闸管的控制角a>Π/2，使Ud为负值。
我们做的三项有源逆变是由单相有源逆变转化而来的，逆变和整流的区别仅仅是控制角a的不同。
0<a<Π/2时，电路工作在整流状态，Π/2<a<Π时，电路工作在逆变状态。
电力电子实验报告
电力电子实验报告学院名称电气信息学院专业班级电气自动化03班学号学生姓名指导教师实验一电力晶体管(GTR)驱动电路研究一．实验目的1．掌握GTR对基极驱动电路的要求2．掌握一个实用驱动电路的工作原理与调试方法二．实验内容1．连接实验线路组成一个实用驱动电路2．PWM波形发生器频率与占空比测试3．光耦合器输入、输出延时时间与电流传输比测试4．贝克箝位电路性能测试5．过流保护电路性能测试三．实验线路四．实验设备和仪器1．MCL-07电力电子实验箱2．双踪示波器3．万用表4．教学实验台主控制屏五．实验方法1．检查面板上所有开关是否均置于断开位置2．PWM波形发生器频率与占空比测试（1）开关S1、S2打向“通”，将脉冲占空比调节电位器RP顺时针旋到底，用示波器观察1和2点间的PWM波形，即可测量脉冲宽度、幅度与脉冲周期，并计算出频率f与占空比D当S2通，RP右旋时：当S2断，RP右旋时：当S2通，RP左旋时：当S2断，RP左旋时：（2）将电位器RP左旋到底，测出f与D。
（3）将开关S2打向“断”，测出这时的f与D。
（4）电位器RP顺时针旋到底，测出这时的f与D。
（5）将S2打在“断”位置，然后调节RP，使占空比D=0.2左右。
3．光耦合器特性测试（1）输入电阻为R1=1.6K 时的开门，关门延时时间测试a．将GTR单元的输入“1”与“6”分别与PWM波形发生器的输出“1”与“2”相连，再分别连接GTR单元的“3”与“5”，“9”与“7”及“6”与“11”，即按照以下表格的说明连线。
b．GTR单元的开关S1合向“”，用双踪示波器观察输入“1”与“6”及输出“7”与“11”之间波形，记录开门时间ton（含延迟时间td和下降时间tf）以及关门时间toff（含储存时间ts和上升时间tr）对应的图为：（2）输入电阻为R2=150 时的开门，关门延时时间测试将GTR单元的“3”与“5”断开，并连接“4”与“5”，调节电位器RP顺时针旋到底（使RP短接），其余同上，记录开门、关门时间。
电力电子实验指导书
《电力电子技术》实验指导书南阳师范学院物理与电子工程学院编订人：刘红钊实验一GTR、GTO、MOSFET、IGBT的特性与驱动电路研究一．实验目的1．熟悉GTR、GTO、MOSFET、IGBT的开关特性。
2．掌握GTR、GTO、MOSFET、IGBT缓冲电路的工作原理与参数设计要求。
3．掌握GTR、GTO、MOSFET、IGBT对驱动电路的要求。
4．熟悉GTR、GTO、MOSFET、IGBT主要参数的测量方法。
二．实验内容1．GTR的特性与驱动电路研究。
2．GTO的特性与驱动电路研究。
3．MOSFET的特性与驱动电路研究。
4．IGBT的特性与驱动电路研究。
三．实验设备和仪器1．NMCL-07C电力电子实验箱2．双踪示波器3．万用表（自备）4．教学实验台主控制屏四．实验方法1、GTR的特性与驱动电路研究（1）不同负载时GTR的开关特性测试（a）电阻负载时的开关特性测试GTR：将开关S2拨到＋15V，PWM波形发生器的“21”与面板上的“20”相连，“24与“10”、“12”与“13”和“15”、“17”与GTR的“B”端、14”和GTR的“E”端、“18”与主回路的“3”相连、GTR“C”端与主回路的“1”相连。
E用示波器分别观察，基极驱动信号I B(“15”与“18”之间) 的波形及集电极电流I E(“14”与“18”之间) 的波形，记录开通时间ton，关断时间toff。
ton= us，toff= us（b）电阻、电感性负载时的开关特性测试除了将主回器部分由电阻负载改为电阻、电感性负载以外（即将GTR的C端与“1”断开，而与“2”相连)，其余接线与测试方法同上。
ton= us，toff= us（2不同基极电流时的开关特性测试（a）断开“13”与“15”的连接，将基极回路的“12”与“15”相连，其余接线同上，测量并记录基极驱动信号I B（“15”与“18”之间）及集电极电流I E（“14”与“18”之间）波形，记录开通时间ton，关断时间toff。
电力电子实验报告
电力电子实验报告————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：实验一SCR（单向和双向）特性与触发实验一、实验目的1、了解晶闸管的基本特性。
2、熟悉晶闸管的触发与吸收电路。
二、实验内容1、晶闸管的导通与关断条件的验证。
2、晶闸管的触发与吸收电路。
三、实验设备与仪器1、典型器件及驱动挂箱（DSE01）—DE01单元2、触发电路挂箱Ⅰ（DST01）—DT02单元3、触发电路挂箱Ⅰ（DST01）—DT03单元（也可用DG01取代）4、电源及负载挂箱Ⅰ（DSP01）或“电力电子变换技术挂箱Ⅱa（DSE03）”—DP01单元5、逆变变压器配件挂箱（DSM08）—电阻负载单元6、慢扫描双踪示波器、数字万用表等测试仪器四、实验电路的组成及实验操作图1-1 晶闸管及其驱动电路1、晶闸管的导通与关断条件的验证：晶闸管电路面板布置见图1-1，实验单元提供了一个脉冲变压器作为脉冲隔离及功率驱动，脉冲变压器的二次侧有相同的两组输出，使用时可以任选其一；单元中还提供了一个单向晶闸管和一个双向晶闸管供实验时测试，此外还有一个阻容吸收电路，作为实验附件。
打开系统总电源，将系统工作模式设置为“高级应用”。
将主电源电压选择开关置于“3”位置，即将主电源相电压设定为220V；将“DT03”单元的钮子开关“S1”拨向上，用导线连接模拟给定输出端子“K”和信号地与“DE01”单元的晶闸管T1的门极和阴极；取主电源“DSM00”单元的一路输出“U”和输出中线“L01”连接到“DP01”单元的交流输入端子“U”和“L01”，交流主电源输出端“AC15V”和“O”分别接至整流桥输入端“AC1”和“AC2”，整流桥输出接滤波电容（“DC+”、“DC-”端分别接“C1”、“C2”端）；“DP01”单元直流主电源输出正端“DC+”接“DSM08”单元R1的一端，R1的另一端接“DE01”单元单向可控硅T1的阳极，T1的阴极接“DP01”单元直流主电源输出负端“DC-”。
器件仿真实验报告
器件仿真实验报告电力电子仿真仿真实验报告目录实验一：常用电力电子器件特性测试................................................................................... 3 （一）实验目的：................................................................................................ .. (3)掌握几种常用电力电子器件（SCR、GTO、MOSFET、IGBT）的工作特性； (3)掌握各器件的参数设置方法，以及对触发信号的要求。
(3)（二）实验原理.................................................................................................... (3)（三）实验内容.................................................................................................... (3)（四）实验过程与结果分析 (3)1．仿真系统.................................................................................................... (3)2．仿真参数.................................................................................................... .. (4)3．仿真波形与分析.................................................................................................... .. (4)4．结论.................................................................................................... .. (10)实验二：可控整流电路.................................................................................................... .. (11)（一）实验目的.................................................................................................... . (11)（二）实验原理.................................................................................................... . (11)（三）实验内容.................................................................................................... . (11)（四）实验过程与结果分析 (12)1．单相桥式全控整流电路仿真系统，下面先以触发角为0度，负载为纯电阻负载为例.................................................................................................... .. (12)2．仿真参数.................................................................................................... (12)3．仿真波形与分析.................................................................................................... (14)实验三：交流-交流变换电路................................................................................................19（一）实验目的.................................................................................................... . (19)（三）实验过程与结果分析 (19)1）晶闸管单相交流调压电路 (19)实验四：逆变电路.................................................................................................... . (26)（一）实验目的.................................................................................................... . (26)（二）实验内容.................................................................................................... . (26)实验五：单相有源功率校正电路 (38)（一）实验目的.................................................................................................... . (38)（二）实验内容.................................................................................................... . (38)个性化作业：................................................................................................ . (40)（一）实验目的：................................................................................................ . (40)（二）实验原理：................................................................................................ . (40)（三）实验内容.................................................................................................... . (40)（四）结果分析：................................................................................................ . (44)（五）实验总结：................................................................................................ . (45)实验一：常用电力电子器件特性测试（一）实验目的：掌握几种常用电力电子器件（SCR、GTO、MOSFET、IGBT）的工作特性；掌握各器件的参数设置方法，以及对触发信号的要求。
电力电子技术实验要点
实验一、单相半控桥整流电路实验一、主要内容1.实现控制触发脉冲与晶闸管同步；2.观测单相半控桥在纯阻性负载时u d，u VT波形，测量最大移相范围及输入-输出特性；3.单相半控桥在阻-感性负载时，测量最大移相范围，观察失控现象并讨论解决方案；二、方法和要领1.实现同步：◆从三相交流电源进端取线电压Uuw〔约230v〕到降压变压器〔MCL-35〕,输出单相电压〔约124v〕作为整流输入电压u2；◆在〔MCL-33〕两组基于三相全控整流桥的晶闸管阵列〔共12只〕中，选定两只晶闸管，与整流二极管阵列〔共6只〕中的两只二极管组成共阴极方式的半控整流桥，保证控制同步，并外接纯阻性负载。
思考：接通电源和控制信号后，如何判断移相控制是否同步？2.半控桥纯阻性负载实验：◆连续改变控制角α，测量并记录电路实际的最大移相范围，用数码相机记录α最小、最大和90o时的输出电压u d波形〔注意：负载电阻不宜过小，确保当输出电压较大时，Id 不超过0.6A〕；思考：如何利用示波器测定移相控制角的大小？◆在最大移相范围内，调节不同的控制量，测量控制角α、输入交流电压u2、控制信号u ct和整流输出Ud的大小，要求不低于8组数据。
3.半控桥阻-感性负载〔串联L=200mH〕实验：◆断开总电源，将负载电感串入负载回路；◆连续改变控制角α，记录α最小、最大和90o时的输出电压u d波形，观察其特点〔Id 不超过0.6A〕；◆固定控制角α在较大值，调节负载电阻由最大逐步减小〔分别到达电流断续、临界连续和连续A值下测量。
注意Id ≤0.6A〕，并记录电流Id波形，观察负载阻抗角的变化对电流Id的滤波效果；思考：如何在负载回路获取负载电流的波形？◆调整控制角α或负载电阻，使Id≈0.6A，突然断掉两路晶闸管的脉冲信号〔模拟将控制角α快速推到180o〕，制造失控现象，记录失控前后的u d波形，并思考如何判断哪一只晶闸管失控；三、实验报告要求1．实验根本内容〔实验工程名称、条件及实验完成目标〕2．实验条件描述〔主要设备仪器的名称、型号、规格等；小组人员分工：主要操作人、辅助操作人、数据记录人和报告完成人〕3．实验过程描述〔含每个步骤的实验方法、电路原理图、使用仪器名称型号、使用量程等〕；4．实验数据处理〔含原始数据记录单、计算结果及工程特性曲线，〕；5．实验综合评估〔对实验方案、结果进行可信度分析，提出可能的优化改良方案〕；6．思考：◆阐述选择实验面板晶闸管序号构成半控桥的依据。
电力电子技术(含实验)第1章_绪论
1-4
课程内容简介
1-1 电力电子技术概述
电力电子技术（power electronics）：指利用电力 电子器件对电能进行变换和控制，把从电网获取的“ 粗电”变换成负载所需要的“精电”的技术。
电子技术包括：
信息电子技术 和 电力电子技术。
信息电子技术——模拟电子技术和数字电子技术。
电力电子技术主要用于电力变换，而信息电子技术
电力电子器件
①分立器件
②模块
③IGBT单管
④IGBT模块
电力电子器件的发展趋势
高频化：提高开关频率，降低设备体积，节约资源
模块化：功率部分、控制、驱动、保护集成一体
数字化：数字控制技术广泛应用 绿色化：谐波污染小、功率因数高、电磁辐射小
1-3 电力电子技术应用
电力电子技术广泛用于一般工业、交通运输、 电力系统、不间断电源和开关电源、家用电器、以 及新能源的开发及应用领域。在解决全球能源危机、 资源危机和环境污染方面发挥着重要作用。经过至 少一次电力电子装置处理以后使用的电能所占比例 已经成为一个国家经济发展水平的重要指标。
导通和关断控制的有效信号。
3.电力电子技术的研究分支及特点
研究分支:
电 力 电 子 器 件 （ element) 技 术 、 变 流 技 术 (power conversion)和控制技术（Control)三个分支。 特点:
电力电子器件是整个电力电子技术的基础，电力电子技术 的发展集中体现在电力电子器件的发展上，器件一般均工 作在开关状态，这是重要特征； 变流技术是电力电子技术的主体，控制技术是电力电力电 子技术的灵魂；
５.家用电器
照明在家用电器中有十分突出的地位。由于电力电 子照明电源体积小、发光效率高、可节省大量能源， 通常被称为“节能灯”，正逐步取代传统的白炽灯 和日光灯。
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实验三常用电力电子器件的特性和驱动实验、实验目的(1) 掌握常用电力电子器件的工作特性。
(2) 掌握常用器件对触发MOSFET、信号的要求。
(3) 理解各种自关断器件对驱动电路的要求。
(4) 掌握各种自关断器件驱动电路的结构及特点。
(5) 掌握由自关断器件构成的PWM 直流斩波电路原理与方法。
、预习内容(1)了解SCR、GTO、GTR、MOSFET、IGBT 的结构和工作原理。
(2)了解SCR、GTO、GTR、MOSFET、IGBT 有哪些主要参数。
(3)了解SCR、GTO、GTR、MOSFET、IGBT 的静态和动态特性。
(4)阅读实验指导书关于GTO、GTR、MOSFET、IGBT的驱动原理。
三、实验所需设备及挂件序号型号备注1DJK01电源控制屏主电源控制屏(已介绍)2DJK06给定及实验器件包含二极管、开关，正、负15伏直流给定等3DJK07新器件特性试验含SCR、GTO、GTR、MOSFET、IGBT五种器件4DJK09单相调压与可调负载5DJK12功率器件驱动电路实验箱6万用表1 )设备及列表7件2)挂图片*牢辛牛甲耳电用宜盟陌X-2虚框中五种器件的1、2、3标号连接示意图3、GTO 、MOSFET 、GTR 、图X-4 GTO 、MOSFET 、GTR 、IGBT 四种驱动实验的流程框图五、实验内容四、实验电路原理图 图X-1特性实验原理电路图1、SCR 、 GTO 、MOSFET 、 GTR 、IGBT 五种器件特性的测试MOSFET 、GTR 、IGBT 四种驱动实验原理电路框图 图 X-3 GTO 、2、GTO 、MOSFET 、GTR 、IGBT 四种驱动实验原理电路框图如下图X-3所示:IGBT 四种驱动实验的流程框图如图X-42、GTO、MOSFET、GTR、IGBT 驱动电路的研究。
六、注意事项(1 )注意示波器使用的共地问题。
(2)每种器件的实验开始前，必须先加上器件的控制电压，然后再加主回路的电源；实验结束时，必须先切断主回路电源，然后再切断控制电源。
(3)驱动实验中，连接驱动电路时必须注意各器件不同的接地方式。
(4)不同的器件驱动电路需接不同的控制电压，接线时应注意正确选择。
七、实验方法与步骤1、SCR、GTO、MOSFET、GTR、IGBT五种器件特性的测试图X—5实验接线框图c ）负载电阻R,用DJK09中的两个90 Q 串连。
b ）直流电压表V,直流电流表A ，用DJK01电源屏上的直流数字表。
DJK09 电 阻。
将两 个90 Q 电阻串连 且旋在最 大DJK09 整 流输出 Uo=40VDJK09 调 压器输 出，开始 时旋在最 小。
2端 Ja ）部分实验图片如下:J6^ 出给定 Ug ,分别 接器件的3端, （地）DJK01上直 流电压表d）DJK07中各器件图片及接线标号图如下：2）调整直流整流电压输出Uo=40V .接线完毕，并检查无误后（注意调压器输出开始为最小），将DJKO1的电源钥匙拧向开,按启动按钮。
将单相调压器输出由小到大逐步增加，使整流输出Uo=40V .3）各种器件的伏安特性测试a）将DJK06的给定电位器RP1逆时针旋转到底，S1拨向“正给定”，S2拨向“给定”，打开DJK06上的电源开关，DJK06为器件提供触发电压信号。
b）逐步右旋RP1，使给定电压从零开始调节，直至器件触发导通。
记录Ug从小到大的变化过程中Id、Uv的值，从而可测得器件的V/A 特性。
（实验最大可通过电流为1.3A）。
2、GTO、MOSFET、GTR、IGBT 驱动电路的研究。
1）关闭DJK01总电源，按图X —6的框图接线.（注意：实验接线一个个进行）图X — 6 GTO、MOSFET、GTR、IGBT 驱动电路实验a）直流励磁电源和灯泡负载图片b）直流电压和电流表同上。
c）四种电力电子器件均在DJK07挂箱上。
12）观察PWM 波形输出变化规律正常否?a ）检查接线无误后，将DJK01的钥匙拧向开，不按启动按钮。
打开DJK12的电源开关。
b ）将示波器的探头接在驱动电路的输入端。
选择好低频或高频后，分别旋转 W1、W2W1调频率；W2调占空比。
选择低频时，调W1，频率可在200看波形输出变化规律。
FWM T * £GTO 部分TlMl■: iLk%GTR 部分I. _ Ilftk *l本实验板电 源开关PWM 部分MOSFET 部分GTR 里幌严电賠車參件事动电齢实雅箱稳压电源部 分，供各驱动 电路用。
注意： 各直流电压要 对应。
IGBT 部分。
C 端与器件IGBT 的 C连接M0SFET4<£j Fii 両幷GTR 部分。
C 端与器件 GTR 的C 连 接d ）DJK12中图片标注如下:15+ 5 IV出D2T做GTR 、GTO 时, 选低频1000 Hz 。
做 MOSFET 、 IGBT 时选高频8KHz~10KHzPWM 发生器W1调频率 范围W2 调 PWM 的占空比1000Hz变化；选择高频时，调W1 ,频率可在2K〜10K变化•调W2看占空比可调范围。
3)当观察PWM波形及驱动电路正常输出且可调后，将占空比调在最小。
按DJK01的启动按钮，加入励磁电源后，再逐步加大占空比，用示波器观测、记录不同占空比时基极的驱动电压、负载上的波形。
测定并记录不同占空比a时负载的电压平均值Ua于下表中。
不同占空比时负载的电压平均值Ua表:八、实验报告(1) 根据得到的数据，绘出各器件的输出特性Uv=f(ld)。
(2) 整理并画出不同器件的基极(或控制极)驱动电压、元件管压降的波形。
(3) 画出Ua=f (a)的曲线。
(4) 讨论并分析实验中出现的问题。
附：GTO、IGBT、MOSFET、GTR驱动电路原理图。
1、GTO驱动电路如图F-1所示GTO的驱动与保护电路如图F-1所示：电路由土5V直流电源供电，输入端接PWM 发生器输出的PWM 信号，经过光耦隔离后送入驱动电路。
当比较器LM311 输出低电平时，V2、V4截止,V3导通，+5V 的电源经R11、R12、R14和C1加速网络向GTO 提供开通电流，GTO导通；当比较器输出高电平时， V2导通、V3截止、V4导通，-5V 的电源经L1、R13、V4、 R14提供反向关断电流，关断 GTO 后，再给门极提供反向偏置电压。
+5vRl 1图F-2 IGBT 管的驱动与保护电路4、IGBT 驱动与保护电路IGBT 管的驱动与保护电路如图F-2所示，该电路采用富士通公司开发的IGBT 专用集成触发芯片EXB841。
它由信号隔离电路、 驱动放大器、过流检测器、低速过流切断电路和栅极关断 电源等部分组成。
EXB841的“ 6”脚接一高压快恢复二极管 VD1至IGBT 的集电极，以完成IGBT 的过流R1R5IAI3 1 11R7R6 “o co\<2CHZZZV4KE 立 + 20VTP2RIOR8 NI J 1R 1图F-1 GTO 驱动与保护电路原理图1.1V6保护。
正常工作时， RS 触发器输出高电平，输入的 PWM 信号相与后送入EXB841的输入端“ 15 ”脚。
当过流时，驱动电路的保护线路通过 VD1检测到集射极电压升高， 一方面在10us 内 逐步降低栅极电压，使IGBT 进入软关断；另一方面通过“ 5”脚输出过流信号，使 RS 触发器 动作，从而封锁与门，使输入封锁。
5、MOSFET 驱动电路MOSFET 的驱动与保护电路如图1-15所示，该电路由土 15V 电源供电，PWM 控制信号 经光耦隔离后送入驱动电路，当比较器LM311的“2”脚为低电平时，其输出端为高电平，三极管V1导通，使MOSFET 的栅极接+15V 电源，从而使MOSFET 管导通。
当比较器LM311 “2 ”脚为高电平时，其输出端为低电平 -15V ，三极管V1截止，VD1导通，使MOSFET 管 栅极接-15V 电源，迫使MOSFET 关断+ J5V图1-15 MOSFET 管的驱动与保护电路6、GTR 驱动与保护电路GTR 的驱动与保护电路原理框图如图1-16所示：该电路的控制信号经光耦隔离后输入555，555接成施密特触发器形式，其输出信号用于驱动对管 V1和V2，V1和V2分别由正、负电 源供电，推挽输出提供 GTR 基极开通与关断的电流。
C5、C6为加速电容，可向GTR 提供瞬时开关大电流以提高开关速度。
VD1〜VD4接成贝克钳位电路，使GTR 始终处于准饱和状态有利于提高器件的开关速度， 其中VD1、VD2、VD3为抗饱和二极管，VD4为反向基极电流提供回路。
比较器 N2通过监 测GTR 的BE 结电压以判断是否过电流，并通过门电路控制器在过电流时关断GTR 。
当检测到基极过电流时，通过采样电阻 R11得到的电压大于比较器 N2的基准电压，则通过与非门使 74LS38的6脚输出为高电平，从而使 V1管截止，起到关断GTR 的作用。
R6SZV3oIR 1040 00oh LM31 I ZSv DlVIR71 R10TR2+R ： 3 > 0OKlb-3 V O —TP7TP6Y &—I --- .74LS3&图1-16 GTR 的驱动与保护电路原理图555P3TP5mRM R153 LUjIt^(■Q B00 <VD ：曲VD1«VD2 VD31(18。