2025年電力電子器件與驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)研究報(bào)告

姓名教師班級(jí)學(xué)院試驗(yàn)一二、電力晶體管(GTR)特性研究一.試驗(yàn)?zāi)康囊?試驗(yàn)?zāi)康?.熟悉(GTR)的開(kāi)關(guān)特性與二極管的反向恢復(fù)特性及其測(cè)試措施2.掌握GTR緩沖電路的工作原理與參數(shù)設(shè)計(jì)規(guī)定二.試驗(yàn)內(nèi)容二.試驗(yàn)內(nèi)容1.不一樣負(fù)載時(shí)的GTR開(kāi)關(guān)特性測(cè)試。2.不一樣基極電流時(shí)的開(kāi)關(guān)特性測(cè)試。3.有與沒(méi)有基極反壓時(shí)的開(kāi)關(guān)過(guò)程比較。4.并聯(lián)沖電路性能測(cè)試。5.串聯(lián)沖電路性能測(cè)試。6.二極管的反向恢復(fù)特性測(cè)試。三.試驗(yàn)線路三.試驗(yàn)線路m"章9四.試驗(yàn)設(shè)備和儀器四.試驗(yàn)設(shè)備和儀器1.MCL-07電力電子試驗(yàn)箱中的GTR與PWM波形發(fā)生器部分2.雙蹤示波器3.萬(wàn)用表4.教學(xué)試驗(yàn)臺(tái)主控制屏五.試驗(yàn)措施五.試驗(yàn)措施1.不一樣負(fù)載時(shí)GTR開(kāi)關(guān)特性測(cè)試(1)電阻負(fù)載時(shí)的開(kāi)關(guān)特性測(cè)試GTR單元的開(kāi)關(guān)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(gè)個(gè)個(gè)眾眾介介用示波器觀測(cè)，基極驅(qū)動(dòng)信號(hào)ib(“19”與“18”之間)及集電極電流ic(“21”與“18”之間)波形，記錄開(kāi)通時(shí)間ton,存貯時(shí)間ts、下降時(shí)間tf。tom=1.8us,t.=1.8us,t=1.2us(2)電阻、電感性負(fù)載時(shí)的開(kāi)關(guān)特性測(cè)試除了將主回器部分由電阻負(fù)載改為電阻、電感性負(fù)載以外(即將“1”與“22”斷開(kāi)而將“2”與“22”相連),其他接線與測(cè)試措施同上。t=2.1us,t.=10.0us,t=2.不一樣基極電流時(shí)的開(kāi)關(guān)特性測(cè)試(1)基極電流較小時(shí)的開(kāi)關(guān)過(guò)程斷開(kāi)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(cè)量并記錄基極驅(qū)動(dòng)信號(hào)ib(“19”與“18”之間)及集電極電流ic(“21”與“18”之間)波形，記錄開(kāi)通時(shí)間ton,存貯時(shí)間ts、下降時(shí)間tf。ton=1.9us,t=10.3us,t=(2)基極電流較大時(shí)的開(kāi)關(guān)過(guò)程將GTR單元的“15”與“19”的連線斷開(kāi)，再將“14”與“19”相連，其他接線與測(cè)試措施同上。to=1.7us,t.=10.9us,t=1.繪出電阻負(fù)載與電阻、電感負(fù)載時(shí)的GTR開(kāi)關(guān)波形，并在圖上標(biāo)出ton、tS與tf,并分析不一樣負(fù)載時(shí)開(kāi)關(guān)波形的差異。電阻負(fù)載阻感負(fù)載分析：相較于電阻負(fù)載來(lái)說(shuō)，阻感負(fù)載多了電感的儲(chǔ)能與續(xù)流作用，因此開(kāi)通和關(guān)斷時(shí)間均長(zhǎng)于電阻負(fù)載。2.繪出不一樣基極電流時(shí)的開(kāi)關(guān)波形并在圖上標(biāo)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(kāi)通時(shí)間較小，斜率靠近90°形成手段：需要較為理想的驅(qū)動(dòng)電路，使其開(kāi)通和關(guān)斷時(shí)間減少，并且使其幅值在一種較穩(wěn)定并合適的值。七、試驗(yàn)心得體會(huì)七、試驗(yàn)心得體會(huì)理解。619孫亞妮：作為這門(mén)課的第一種試驗(yàn)，在試驗(yàn)儀器的使用上有麻煩，示波器的波形調(diào)了很久。通過(guò)試驗(yàn)基本對(duì)試驗(yàn)儀器有所接觸和理解通過(guò)試驗(yàn)我理解了不一樣負(fù)載時(shí)的GTR開(kāi)關(guān)特性及不一樣基極電流時(shí)的開(kāi)關(guān)特性。1.MOSFET重要參數(shù)：?jiǎn)?dòng)閥值電壓VGS(th),跨導(dǎo)gFS,導(dǎo)通電阻Rds輸出特性試1.NMCL-07電力電子試驗(yàn)箱中的MOSFET與PWM波形發(fā)生器部分(1)啟動(dòng)閥值電壓VGS(th)測(cè)試啟動(dòng)閥值電壓簡(jiǎn)稱(chēng)啟動(dòng)電壓，是指器件流過(guò)一定量的漏極電流時(shí)(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(cè)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(zhuǎn)，邊旋轉(zhuǎn)邊監(jiān)視毫安表的讀數(shù)，當(dāng)漏極電流ID=1mA時(shí)的柵源電壓值即為啟動(dòng)閥值電壓VGS(th)。讀取6—7組ID、Vgs,其中ID=1mA必測(cè)，填入表2—6。H子進(jìn)W和(2)跨導(dǎo)8Fs測(cè)試(3)轉(zhuǎn)移特性Ip=f(Vcs)柵源電壓Vgs與漏極電流ID的關(guān)系曲線稱(chēng)為轉(zhuǎn)移特性。根據(jù)表2-6的測(cè)量數(shù)值，繪出轉(zhuǎn)移特性。導(dǎo)通電阻定義為RDS=VDS/ID將電壓表接至MOS管的“25”與“23”兩端，測(cè)量UDS,其他接線同上。變化VGS從小到大讀取ID與對(duì)應(yīng)的漏源電壓VDS,測(cè)量5-6組數(shù)值，填入表2—7。表2-7(5)ID=f(VSD)測(cè)試ID=f(VSD)系指VGS=0時(shí)的VDS特性，它是指通過(guò)額定電流時(shí)，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(zhuǎn)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(kāi)，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(kāi)，在在主回路“2”端與“23”端之間串入安培表，其他接線與測(cè)試措2.迅速光耦合62.迅速光耦合6N137輸入與輸出延時(shí)時(shí)間的測(cè)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(cè)輸入波形(“1”與“4”)及輸出波形(“5”與“9”之間),記錄開(kāi)門(mén)時(shí)間ton、關(guān)門(mén)時(shí)間toff。在上接線基礎(chǔ)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(cè)輸入“1”與“4”及驅(qū)動(dòng)電路輸出“18”與“9”之間波形，記錄延時(shí)時(shí)間toff。4、4、電阻負(fù)載時(shí)MOSFET開(kāi)關(guān)特性測(cè)試(1)無(wú)關(guān)聯(lián)緩沖時(shí)的開(kāi)關(guān)特性測(cè)試在上述接線基礎(chǔ)上，將MOSFET單元的“9”與“4”連線斷開(kāi)，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(cè)“22”與“21”以及“24”與“21”之間波形(也可觀測(cè)“22”與“21”及“25”與“21”之間的波形),記錄開(kāi)通時(shí)間ton與儲(chǔ)存時(shí)間ts。ton=3.4us(2)有并聯(lián)緩沖時(shí)的開(kāi)關(guān)特性測(cè)試在上述接線基礎(chǔ)上，再將"25"與“27”、“21"與"26”相連，測(cè)試措施同上。5、5、電阻、電感負(fù)載時(shí)的開(kāi)關(guān)特性測(cè)試(1)有并聯(lián)緩沖時(shí)的開(kāi)關(guān)特性測(cè)試將主回路“1”與MOSFET單元的“25”斷開(kāi)，將主回路的“2”與MOSFET單元的“25”相連，測(cè)試措施同上。ton=1.6usts=2.06、6、有柵極反壓時(shí)的開(kāi)關(guān)過(guò)程。ton=2.8usts=2.61、迅速光耦6N1372、驅(qū)動(dòng)電路003、電阻負(fù)載無(wú)并聯(lián)緩沖00ton=3.4ustoff=16us4、電阻負(fù)載有并聯(lián)緩沖t0t005、阻感負(fù)載00u0動(dòng)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(qǐng)你分析一下，增大柵極電阻能答：柵極