2025年電力電子器件與驅(qū)動電路設計與實驗研究報告

姓名教師班級學院試驗一二、電力晶體管(GTR)特性研究一.試驗目的一.試驗目的1.熟悉(GTR)的開關特性與二極管的反向恢復特性及其測試措施2.掌握GTR緩沖電路的工作原理與參數(shù)設計規(guī)定二.試驗內(nèi)容二.試驗內(nèi)容1.不一樣負載時的GTR開關特性測試。2.不一樣基極電流時的開關特性測試。3.有與沒有基極反壓時的開關過程比較。4.并聯(lián)沖電路性能測試。5.串聯(lián)沖電路性能測試。6.二極管的反向恢復特性測試。三.試驗線路三.試驗線路m"章9四.試驗設備和儀器四.試驗設備和儀器1.MCL-07電力電子試驗箱中的GTR與PWM波形發(fā)生器部分2.雙蹤示波器3.萬用表4.教學試驗臺主控制屏五.試驗措施五.試驗措施1.不一樣負載時GTR開關特性測試(1)電阻負載時的開關特性測試GTR單元的開關S1合向“L”,將GTR單元的輸入“1”與“6”分別與PWM波形發(fā)生器的輸出“1"與“2”相連，再分別連接GTR單元的“3”與“5”,“9”與“7”,"15"、“16”與"19”,“29”與“21”,以及GTR單元的“8”、“11"、"18”與主回路的“4”,GTR單元的“22”與主回路的"1",即按照如下表格的闡明連線。11

介介介介個個個眾眾介介用示波器觀測，基極驅(qū)動信號ib(“19”與“18”之間)及集電極電流ic(“21”與“18”之間)波形，記錄開通時間ton,存貯時間ts、下降時間tf。tom=1.8us,t.=1.8us,t=1.2us(2)電阻、電感性負載時的開關特性測試除了將主回器部分由電阻負載改為電阻、電感性負載以外(即將“1”與“22”斷開而將“2”與“22”相連),其他接線與測試措施同上。t=2.1us,t.=10.0us,t=2.不一樣基極電流時的開關特性測試(1)基極電流較小時的開關過程斷開GTR單元“16”與“19”的連接，將基極回路的“15”與“19”相連，主回路的“1”與GTR單元的“22”相連，其他接線同上，測量并記錄基極驅(qū)動信號ib(“19”與“18”之間)及集電極電流ic(“21”與“18”之間)波形，記錄開通時間ton,存貯時間ts、下降時間tf。ton=1.9us,t=10.3us,t=(2)基極電流較大時的開關過程將GTR單元的“15”與“19”的連線斷開，再將“14”與“19”相連，其他接線與測試措施同上。to=1.7us,t.=10.9us,t=1.繪出電阻負載與電阻、電感負載時的GTR開關波形，并在圖上標出ton、tS與tf,并分析不一樣負載時開關波形的差異。電阻負載阻感負載分析：相較于電阻負載來說，阻感負載多了電感的儲能與續(xù)流作用，因此開通和關斷時間均長于電阻負載。2.繪出不一樣基極電流時的開關波形并在圖上標出ton、ts與tf,并分析理想基極電流的形狀，探討獲得理想基極電流形的措施?；鶚O電流較小基極電流較大理想電流形狀：開通時間較小，斜率靠近90°形成手段：需要較為理想的驅(qū)動電路，使其開通和關斷時間減少，并且使其幅值在一種較穩(wěn)定并合適的值。七、試驗心得體會七、試驗心得體會理解。619孫亞妮：作為這門課的第一種試驗，在試驗儀器的使用上有麻煩，示波器的波形調(diào)了很久。通過試驗基本對試驗儀器有所接觸和理解通過試驗我理解了不一樣負載時的GTR開關特性及不一樣基極電流時的開關特性。1.MOSFET重要參數(shù)：啟動閥值電壓VGS(th),跨導gFS,導通電阻Rds輸出特性試1.NMCL-07電力電子試驗箱中的MOSFET與PWM波形發(fā)生器部分(1)啟動閥值電壓VGS(th)測試啟動閥值電壓簡稱啟動電壓，是指器件流過一定量的漏極電流時(一般取漏極電流ID=1mA)的最小柵在主回路的“1”端與MOS管的“25”端之間串入毫安表，測量漏極電流ID,將主回路的“3”與“4”Vgs,并將主回路電位器RP左旋究竟，使Vgs=0。將電位器RP逐漸向右旋轉，邊旋轉邊監(jiān)視毫安表的讀數(shù)，當漏極電流ID=1mA時的柵源電壓值即為啟動閥值電壓VGS(th)。讀取6—7組ID、Vgs,其中ID=1mA必測，填入表2—6。H子進W和(2)跨導8Fs測試(3)轉移特性Ip=f(Vcs)柵源電壓Vgs與漏極電流ID的關系曲線稱為轉移特性。根據(jù)表2-6的測量數(shù)值，繪出轉移特性。導通電阻定義為RDS=VDS/ID將電壓表接至MOS管的“25”與“23”兩端，測量UDS,其他接線同上。變化VGS從小到大讀取ID與對應的漏源電壓VDS,測量5-6組數(shù)值，填入表2—7。表2-7(5)ID=f(VSD)測試ID=f(VSD)系指VGS=0時的VDS特性，它是指通過額定電流時，并聯(lián)寄生二極管的正向壓降。a.在主回路的“3”端與MOS管的“23”端之間串入安培表，主回路的“4端與MOS管的“25”端相連，在MOS管的“23”與“25”之間接入電壓表，將RP右旋轉究竟，讀取一組ID與VSD的值。ID=30.2mAVGs=0.617Vb.將主回路的“3”端與MOS管的“23”端斷開，在主回路“1”端與MOS管的“23”端之間串入c.將“I”端與“23”端斷開，在在主回路“2”端與“23”端之間串入安培表，其他接線與測試措2.迅速光耦合62.迅速光耦合6N137輸入與輸出延時時間的測試將MOSFET單元的輸入“1"與“4”分別與PWM波形發(fā)生器的輸出“1與“2”相連，再將MOSFET單元的“2”與“3”、“9”與“4”相連，用雙蹤示波器觀測輸入波形(“1”與“4”)及輸出波形(“5”與“9”之間),記錄開門時間ton、關門時間toff。在上接線基礎上，再將“5”與“8”、“6”與“7”、“10”、“11”與“12”相連，“13”、"14”與“16”相連，用示波器觀測輸入“1”與“4”及驅(qū)動電路輸出“18”與“9”之間波形，記錄延時時間toff。4、4、電阻負載時MOSFET開關特性測試(1)無關聯(lián)緩沖時的開關特性測試在上述接線基礎上，將MOSFET單元的“9”與“4”連線斷開，再將“20”與“24”、“22”與“23”、“21”與“9”以及主回路的“1”與“4”分別和MOSFET單元的“25”與“21”相連。用示波器觀測“22”與“21”以及“24”與“21”之間波形(也可觀測“22”與“21”及“25”與“21”之間的波形),記錄開通時間ton與儲存時間ts。ton=3.4us(2)有并聯(lián)緩沖時的開關特性測試在上述接線基礎上，再將"25"與“27”、“21"與"26”相連，測試措施同上。5、5、電阻、電感負載時的開關特性測試(1)有并聯(lián)緩沖時的開關特性測試將主回路“1”與MOSFET單元的“25”斷開，將主回路的“2”與MOSFET單元的“25”相連，測試措施同上。ton=1.6usts=2.06、6、有柵極反壓時的開關過程。ton=2.8usts=2.61、迅速光耦6N1372、驅(qū)動電路003、電阻負載無并聯(lián)緩沖00ton=3.4ustoff=16us4、電阻負載有并聯(lián)緩沖t0t005、阻感負載00u0動0t七、思索題七、思索題1.增大柵極電阻可消除高頻振蕩，與否柵極電阻越大越好，為何?請你分析一下，增大柵極電阻能答：柵極