實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)1 晶閘管的簡(jiǎn)單測(cè)試和典型電力電子器件的特性實(shí)驗(yàn).doc

實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)1 晶閘管的簡(jiǎn)單測(cè)試和典型電力電子器件的特性實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)目的1觀察晶閘管（SCR）的結(jié)構(gòu)，掌握測(cè)試晶閘管好壞的正確方法。2觀察IGBT和MOSFET的結(jié)構(gòu)，掌握測(cè)試IGBT和MOSFET好壞的正確方法。3研究晶閘管導(dǎo)通與關(guān)斷條件。4掌握各種電力電子器件的工作特性。5掌握各器件對(duì)觸發(fā)信號(hào)的要求。二、實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)設(shè)備、所需掛件及附件 序號(hào)型號(hào)備注1DJK01 電源控制屏該控制屏包含“三相電源輸出”等幾個(gè)模塊。2DJK06 給定及實(shí)驗(yàn)器件該掛件包含“二極管”等幾個(gè)模塊。3DJK07 新器件特性實(shí)驗(yàn)4DJK09 單相調(diào)壓與可調(diào)負(fù)載5萬(wàn)用表6晶閘管7IGBT和MOSFET三、實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)線路及原理1、晶閘管電極的判定和簡(jiǎn)單測(cè)試（1）晶閘管電極的判定若從外觀上判斷，3個(gè)電極形狀各不相同，無(wú)需作任何測(cè)量就可以識(shí)別。小功率晶閘管的門(mén)極比陰極細(xì)，大功率的門(mén)極則用金屬編制套引出，像一根辮子。有的在陰極上另引出一根較細(xì)的引線，以便和觸發(fā)電路連接，這種晶閘管雖有4個(gè)電極，也無(wú)需測(cè)量就能識(shí)別。（2）晶閘管的簡(jiǎn)單測(cè)試在實(shí)際的使用過(guò)程中，很多時(shí)候需要對(duì)晶閘管的好壞進(jìn)行簡(jiǎn)單的判斷，我們常常采用萬(wàn)用表法進(jìn)行判別。1）萬(wàn)用表檔位放至于歐姆檔R100，將紅表筆接在晶閘管的陽(yáng)極，黑表筆接在晶閘管的陰極觀察指針擺動(dòng)情況，如圖1-12所示。阻值無(wú)窮大圖1-12 測(cè)量陽(yáng)極和陰極間反向電阻2）將黑表筆接晶閘管的陽(yáng)極，紅表筆接晶閘管的陰極觀察指針擺動(dòng)情況，如圖1-13所示。阻值無(wú)窮大圖1-13 測(cè)量陽(yáng)極和陰極間正向電阻結(jié)果：正反向阻值均很大原因：晶閘管是四層三端半導(dǎo)體器件，在陽(yáng)極和陰極之間有三個(gè)PN結(jié)，無(wú)論如何加電壓，總有一個(gè)PN結(jié)處于反向阻斷狀態(tài)，因此正反向阻值均很大。3）將紅表筆接晶閘管的陰極，黑表筆接晶閘管的門(mén)極觀察指針擺動(dòng)情況，如圖1-14所示。阻值不大圖1-14 測(cè)量門(mén)極和陰極間正向電阻4）將黑表筆接晶閘管的陰極，紅表筆接晶閘管的門(mén)極觀察指針擺動(dòng)情況，如圖1-15所示。阻值不大圖1-15 測(cè)量門(mén)極和陰極間反向電阻理論結(jié)果：當(dāng)黑表筆接控制極，紅表筆接陰極時(shí)，阻值很??；當(dāng)紅表筆接控制極，黑表筆接陰極時(shí)，阻值較大。實(shí)測(cè)結(jié)果：兩次測(cè)量的阻值均不大原因：在晶閘管內(nèi)部控制極與陰極之間反并聯(lián)了一個(gè)二極管，對(duì)加到控制極與陰極之間的反向電壓進(jìn)行限幅，防止晶閘管控制極與陰極之間的PN結(jié)反向擊穿。2、SCR、GTO、MOSFET、GTR、IGBT特性實(shí)驗(yàn)將電力電子器件(包括SCR、GTO、MOSFET、GTR、IGBT五種)和負(fù)載電阻R串聯(lián)后接至直流電源的兩端，由DJK06上的給定為新器件提供觸發(fā)電壓信號(hào)，給定電壓從零開(kāi)始調(diào)節(jié)，直至器件觸發(fā)導(dǎo)通，從而可測(cè)得在上述過(guò)程中器件的V/A特性；圖中的電阻R用DJK09 上的可調(diào)電阻負(fù)載，將兩個(gè)90的電阻接成串聯(lián)形式，最大可通過(guò)電流為1.3A；直流電壓和電流表可從DJK01電源控制屏上獲得，五種電力電子器件均在DJK07掛箱上；直流電源從電源控制屏的輸出接DJK09上的單相調(diào)壓器，然后調(diào)壓器輸出接DJK09上整流及濾波電路，從而得到一個(gè)輸出可以由調(diào)壓器調(diào)節(jié)的直流電壓源。實(shí)驗(yàn)線路的具體接線如下圖所示：圖1-16 新器件特性實(shí)驗(yàn)原理圖四、實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容及步驟1、鑒別晶閘管的好壞用萬(wàn)用表R1k的電阻檔測(cè)量?jī)芍痪чl管的陽(yáng)極（A）-陰極（K）之間以及用R10或R100檔測(cè)量?jī)芍痪чl管的門(mén)極（G）-陰極（K）之間正反向電阻，并將所測(cè)數(shù)據(jù)填入表1-1，以判斷被測(cè)晶閘管的好壞。被測(cè)晶閘管RAKRKARGKRKG結(jié) 論VT1VT22、各種電力電子器件的特性實(shí)驗(yàn)(1)按圖1-16接線，首先將晶閘管（SCR）接入主電路，在實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，將DJK06上的給定電位器RP1沿逆時(shí)針旋到底，S1撥到“正給定”側(cè)，S2撥到“給定”側(cè)，單相調(diào)壓器逆時(shí)針調(diào)到底，DJK09上的可調(diào)電阻調(diào)到阻值為最大的位置；打開(kāi)DJK06的電源開(kāi)關(guān)，按下控制屏上的“啟動(dòng)”按鈕，然后緩慢調(diào)節(jié)調(diào)壓器，同時(shí)監(jiān)視電壓表的讀數(shù)，當(dāng)直流電壓升到40V時(shí)，停止調(diào)節(jié)單相調(diào)壓器(在以后的其他實(shí)驗(yàn)中，均不用調(diào)節(jié))；調(diào)節(jié)給定電位器RP1，逐步增加給定電壓，監(jiān)視電壓表、電流表的讀數(shù)，當(dāng)電壓表指示接近零（表示管子完全導(dǎo)通），停止調(diào)節(jié)，記錄給定電壓Ug調(diào)節(jié)過(guò)程中回路電流Id以及器件的管壓降Uv。UgIdUv(2)按下控制屏的“停止”按鈕，將晶閘管換成可關(guān)斷晶閘管（GTO），重復(fù)上述步驟，并記錄數(shù)據(jù)。UgIdUv(3)按下控制屏的“停止”按鈕，換成功率場(chǎng)效應(yīng)管（MOSFET），重復(fù)上述步驟，并記錄數(shù)據(jù)。UgIdUv(4)按下控制屏的“停止”按鈕，換成大功率晶體管（GTR），重復(fù)上述步驟，并記錄數(shù)據(jù)。UgIdUv(5)按下控制屏的“停止”按鈕，換成絕緣雙極性晶體管（IGBT），重復(fù)上述步驟，并記錄數(shù)據(jù)。UgIdUv五、注意事項(xiàng)1、為保證功率器件在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中避免功率擊穿，應(yīng)保證管子的功率損耗(即功率器件的管壓降與器件流過(guò)的電流乘積)小于8W。2、為使GTR特性實(shí)驗(yàn)更典型，其電流控制在0.4A以下。3、雙蹤示波器有兩個(gè)探頭，可同時(shí)觀測(cè)兩路信號(hào)，但這兩探頭的地線都與示波器的外殼相連，所以兩個(gè)探頭的地線不能同時(shí)接在同一電路的不同電位的兩個(gè)點(diǎn)上，否則這兩點(diǎn)會(huì)通過(guò)示波器外殼發(fā)生電氣短路。為此，為了保證測(cè)量的順利進(jìn)行，可將其中一根探頭的地線