电力电子实验报告.doc

实验一GTO晶闸管的测试(实验一 GTO晶闸管的测试预习要求（1）阅读电力电子技术教材中有关晶闸管的内容，弄清GTO晶闸管的结构与工作原理；（2）复习GTO晶闸管基本特征的有关内容，掌握GTO晶闸管正常工作时的特性；一、实验目的（1）了解GTO晶闸管的结构，掌握正确GTO晶闸管的简易测试方法；（2）测试GTO晶闸管的输出特性。二、实验器材1DL-2型电力电子器件实验箱一台2数字万用表一块3GTO晶闸管一只（用实验箱中的GTO晶闸管）4220V/25W灯泡一个三、实验内容及步骤1鉴别GTO晶闸管的好坏（1）用指针式万用表进行判断：将指针式万用表拨至R1档，测量GTO任意两脚间的电阻，仅当黑表笔接G极，红表笔接K极时，电阻呈低阻值（如图1-1所示），对其它情况电阻值均为无穷大。由此可迅速判定G、K极，剩下的就是A极。 （2）用数字万用表进行判断：将数字万用表拨至档，测量GTO任意两脚间的电阻，仅当红表笔接G极，黑表笔接K极时，电阻呈低阻值，对其它情况电阻值均为无穷大。由此可迅速判定G、K极，剩下的就是A极。（3）采用上述方法中的一种，对实验箱中的GTO进行测试，并将结果填表1-1,并鉴别GTO晶闸管的好坏。表1-1 电极阻值万用表类型RAKRKARGARAGRGKRKG结论2GTO晶闸管的特性测试(1)触发电路测试先用插接线将实验箱中的电压表接到DC15V正、负两端，检测15V直流电压是否正常（注意电压表与15V直流电压的极性不要接反），然后按图1-3接线，调节4.7K多圈电位器，电压表读数U应随之变化，否则，电位器有故障，这时可用可调直流稳压电源GP-4303替代触发电路，如图1-4所示(2)GTO特性测试 a按图1-5接线，暂不接通DC110V，打开电源开关，将4.7K电位器输出电压调到0V；b关闭电源，接通DC110V，打开电源开关，然后缓慢调节4.7K电位器(若采用图1-4作为触发电路，则应缓慢调节电压调节旋钮)，逐步增加Ug，同时监视电压表、电流表的读数，当电压表指示值接近0V时(此时GTO完全导通)，停止调节，记录调节过程中不同的Ug下，回路中的Id、管压降Uv，并填入表1-2中表1-2Ug(v)Id(mA)Uv(v)四、注意事项(1)本实验箱采用市电AC220V供电，使用时注意安全,实验过程中千万不可触摸实验箱中的任何金属部分，以防触电!(2)实验接线时，特别是DC110V的接入和断开必须在电源开关关闭的情况下进行。五、实验报告(1) 总结简易判断GTO晶闸管好坏的方法。(2) 根据得到的数据，用铅笔画出器件的输出特性。实验二GTR的测试实验二 GTR的测试预习要求（1）阅读电力电子技术教材中有关晶闸管的内容，弄清GTR的结构与工作原理；（2）复习GTR基本特征的有关内容，掌握GTR正常工作时的特性；一、实验目的（1）了解GTR的结构，掌握正确GTR的简易测试方法；（2）测试GTR的输出特性。二、实验器材1DL-2型电力电子器件实验箱一台2数字万用表一块3GTR一只（用实验箱中的GTR）4220V/25W灯泡一个三、实验内容及步骤1鉴别GTR的好坏（1）用指针式万用表进行判断：将指针式万用表拨至R1档，测量GTR任意两脚间的电阻，仅当黑表笔接B极，红表笔分别接C极和E极时，电阻呈低阻值（如图2-1所示），对其它情况电阻值均为无穷大。由此可迅速判定管子的好坏和B极，剩下的就是C极和E极。（2）用数字万用表进行判断：将数字万用表拨至档，测量GTR任意两脚间的电阻，仅当红表笔接B极，黑表笔分别接C极和E极时，电阻呈低阻值（如图2-2所示），对其它情况电阻值均为无穷大。由此可迅速判定管子的好坏和B极，剩下的就是C极和E极。（3）采用上述方法中的一种，对实验箱中的GTR进行测试，并将结果填表2-1,并鉴别GTR的好坏。表2-1电极阻值 RBCRCBRBEREBRECRCE结论万用表读数2GTR的特性测试(1)触发电路测试 先用插接线将实验箱中的电压表接到DC15V正、负两端，检测15V直流电压是否正常（注意电压表与15V直流电压的极性不要接反），然后按图2-3接线，调节4.7K多圈电位器，电压表读数U应随之变化，否则，电位器有故障，这时可用可调直流稳压电源GP-4303替代触发电路，如图2-4所示(2)GTR特性测试a按图1-5接线，暂不接通DC110V，打开电源开关，将4.7K电位器输出电压调到0V；b关闭电源，接通DC110V，打开电源开关，然后缓慢调节4.7K电位器(若采用图2-4作为触发电路，则应缓慢调节电压调节旋钮)，逐步增加Ug，同时监视电压表、电流表的读数，当电压表指示值接近0V时(此时GTR完全导通)，停止调节，记录调节过程中不同的Ub下，回路中的Id、管压降Uv，并填入表2-2中。表1-2Ub(V)Id(mA)Uv(V)四、注意事项(1)本实验箱采用市电AC220V供电，使用时注意安全,实验过程中千万不可触摸实验箱中的任何金属部分，以防触电!(2)实验接线时，特别是DC110V的接入和断开必须在电源开关关闭的情况下进行。五、实验报告(1) 总结简易判断GTR好坏的方法。(2) 根据得到的数据，用铅笔画出器件的输出特性实验三GTR的驱动、保护电路实验三 GTR的驱动、保护电路一、实验目的(1)理解GTR自关断器件对驱动与保护电路的要求。(2)熟悉GTR自关断器件的驱动与保护电路的结构及特点。(3)掌握GTR自关断器件构成PWM直流斩波电路原理与方法。二、实验器材1DL-2型电力电子器件实验箱2数字万用表一块、示波器OS-5040A3GTR一只（用实验箱中的GTR）、220V/25W灯泡一个三、实验原理及电路GTR的驱动电路和保护电路如图3-1所示，PWM发生电路产生的PWM脉冲经R1、C1及光耦U1隔离后进入驱动电路输入端(或门U2的一个输入端)；Q1、R3、R4、Q2、Q3、R5、R6、D2-D5构成GTR驱动电路；U2、运放A、R8、R9、R10、D6、D7、R11、R13构成GTR保护电路。保护器工作原理：R8、R9、R10构成分压器，为比较器A反相输入端提供一个参考电压U-，比较器A的同相输入端经R7与GTR发射极相连，当GTR的IE在正常范围内时，IE在1电阻上的电压降经R7加到比较器的同相输入端，此时U+U-，比较器输出一个低电平，该低电平经D7、R13送至或门U2的一个输入端，此时或门的输出状态与另一输入端所加的PWM脉冲保持相同，与此同时LED熄灭，表明电路工作正常；当GTR的IE大于正常值时，该电流在1电阻上的电压降经R7加到比较器的同相输入端，此时U+U-，比较器输出由低电平翻转为高电平，该高电平经D7、R13送至或门U2的一个输入端，或门的输出状态与该输入端保持相同，也为高电平，此高电平使Q1饱和导通，Q2、Q3构成的推挽驱动输入端被Q1短接到地，驱动电路工作停止，GTR失去驱动信号，也及时停止工作，从而避免因过流而烧毁。与此同时比较器输出的高电平经R12限流后将LED点亮，提示电路处于保护状态。实验接线及原理图如图3-2所示。GTR的实验接线及原理图如图3-2所示，图中直流电源由DC110V提供 四、实验内容及步骤 1将实验箱中的频率选择开关拨至“低频”。驱动与保护电路接线时，要注意电源的正负极及接地的正确性。 2将PWM发生器的CP端与GTR驱动电路的CP端相连，保护电路的开关置于“断”位置，驱动电路的输出端B、E分别于GTR的B、E端相接。 3先不接DC110V，打开电源开关，用示波器观察驱动电路中的各点波形，调节PWM波形发生器的占空比，观测PWM波形的变化规律。 4在驱动电路正常工作后，将占空比调小，然后关闭电源开关，接通DC110电源，打开电源开关，再调节占空比，用示波器观测、记录不同占空比时负载上的波形、负载电压平均值U1、GTR管压降填入表3-2中。注意：在使用示波器观测负载波形之前，探头衰减开关应置于”X10”档，时基扫描开关(A TIME/DIV)置于”50S/DIV”，垂直衰减开关置于”5V/DIV”。5关闭电源开关，将驱动电阻开关打到另一端，重复上一步，观察驱动效果的变化。6电路工作过程中将保护电路处的开关Kp打到“通”模拟过流保护，观察电路的保护情况，观测P1、P2、P3各点的波形，将结果填入表3-1中。注意：在使用示波器观测P1、P2、P3及负载波形之前，探头衰减开关应置于”X10”档，时基扫描开关(A TIME/DIV)置于”50S/DIV”；测量P1点波形时，垂直衰减开关(VOLTS/DIV)置于”0.5V/DIV”(若此时观测到的波形幅值较小可适当将垂直衰减开关切换到稍小一档的量程在进行观测)；测量P2、P3点波形时，垂直衰减开关置于”0.5V/DIV”；表3-1P1点波形(有/无)P2点波形(有/无)P3点波形(有/无)Kp通Kp断表3-20.20.40.60.70.80.9U1(V)管压降(V)五、注意事项(1)本实验箱采用市电AC220V供电，使用时注意安全,实验过程中千万不可触摸实验箱中的任何金属部分，以防触电!(2)实验接线时，特别是DC110V的接入和断开必须在电源开关