电力电子技术实验二之IGBT特性及驱动电路

1、IGBT特性及驱动电路电力电子技术实验二之 一一. .实验目的实验目的n掌握EXB840集成驱动电路的工作原理与调试方法。 n研究IGBT阻性、阻感性负载的开关特性。 nEXB840集成驱动电路性能测试。 n过流保护动作性能测试。 n阻性、阻感性负载的IGBT开关特性测试。 二二. .实验内容实验内容IGBT特性及驱动电路三三. .实验电路实验电路2C2C1R1S2R2RP61255557834PWMR31+5VS1R14321VD1L1RPR3R2V+S主回路S23+5V35+&195+13R51221&IGBT+5VR2R14S142667EXB84014R3159C110

2、VD1R411C2R61516172014VD2+18V1819R7nMCL-电力电子技术及运动控制系统实验台。nMCL-07挂件-电力电子器件特性及驱动电路。nTDS1001B数字双踪示波器。n数字万用表。 四四. .实验设备实验设备nMCL-电力电子技术实验台MCL-072C2C1电力电子器件特性及驱动电路R1S2R2RP61255557834PWMR31+5VS1R14321VD1L1RPR3R2V+S主回路S23+5V35+&195+13R51221&IGBT+5VR2R14S142667EXB84014R3159C110VD1R411C2R61516172014VD2

3、+18V1819R7VD1431R12+5VMOSFETS1S21412R49VT2155867+-+8R2R3VT111131610R5262118C1VD217R92523222019R7R6+15V24C2VD3R1027+C12+5VS161S1+5VGTRR51538471112R3R1RP9R2+15VS2R41013VSTC217R614C316R7158+18R819VD12023-C5R102831272629213230C4VD3252224R934R1433R11R1335VD4S3+37L1VD2L236R12R15S4VSTnMCL-07电力电子器件特性及驱动电路。n

4、TDS1001B数字双踪示波器。n数字万用表。n依次打开实验台左侧的自动开关。n主控制屏左下方的中央锁控开关、 低压直流开关。此时设备应有正常的控制电压LED指示。 五五. .实验步骤实验步骤nMCL-电力电子技术实验台复位过流IfRP1TA3TA2TA1FBC+FA(电流反馈及过流保护)IZ电流互感器FUSEFUSEFUSEU1V1W1U2V2W2NTA2TA1TA3隔离变压器KMKSFUSEFUSEFUSE3A3AL1L2L3断开闭合MCL-32T电源控制屏关开FUSE+-直流电机励磁电源ONOFF+15V-15V低压直流电源ONOFFn自动开关复位过流IfRP1TA3TA2TA1FBC+

5、FA(电流反馈及过流保护)IZ电流互感器FUSEFUSEFUSEU1V1W1U2V2W2NTA2TA1TA3隔离变压器KMKSFUSEFUSEFUSE3A3AL1L2L3断开闭合MCL-32T电源控制屏关开FUSE+-直流电机励磁电源ONOFF+15V-15V低压直流电源ONOFFn中央锁控开关复位过流IfRP1TA3TA2TA1FBC+FA(电流反馈及过流保护)IZ电流互感器FUSEFUSEFUSEU1V1W1U2V2W2NTA2TA1TA3隔离变压器KMKSFUSEFUSEFUSE3A3AL1L2L3断开闭合MCL-32T电源控制屏关开FUSE+-直流电机励磁电源ONOFF+15V-15V

6、低压直流电源ONOFFn低压直流开关复位过流IfRP1TA3TA2TA1FBC+FA(电流反馈及过流保护)IZ电流互感器FUSEFUSEFUSEU1V1W1U2V2W2NTA2TA1TA3隔离变压器KMKSFUSEFUSEFUSE3A3AL1L2L3断开闭合MCL-32T电源控制屏关开FUSE+-直流电机励磁电源ONOFF+15V-15V低压直流电源ONOFFn控制电压LED指示u1. . EXB840集成驱动电路性能测试 1.1nPWM单元的开关S1打向“通”，S2打向“断”。nIGBT单元的开关S1、S2打向“通”。n主回路单元的开关S打向“通” 。MCL-072C2C1电力电子器件特性及

7、驱动电路R1S2R2RP61255557834PWMR31+5VS1R14321VD1L1RPR3R2V+S主回路S23+5V35+&195+13R51221&IGBT+5VR2R14S142667EXB84014R3159C110VD1R411C2R61516172014VD2+18V1819R7VD1431R12+5VMOSFETS1S21412R49VT2155867+-+8R2R3VT111131610R5262118C1VD217R92523222019R7R6+15V24C2VD3R1027+C12+5VS161S1+5VGTRR51538471112R3R1RP9

8、R2+15VS2R41013VSTC217R614C316R7158+18R819VD12023-C5R102831272629213230C4VD3252224R934R1433R11R1335VD4S3+37L1VD2L236R12R15S4VSTMCL-072C2C1电力电子器件特性及驱动电路R1S2R2RP61255557834PWMR31+5VS1R14321VD1L1RPR3R2V+S主回路S23+5V35+&195+13R51221&IGBT+5VR2R14S142667EXB84014R3159C110VD1R411C2R61516172014VD2+18V18

9、19R7VD1431R12+5VMOSFETS1S21412R49VT2155867+-+8R2R3VT111131610R5262118C1VD217R92523222019R7R6+15V24C2VD3R1027+C12+5VS161S1+5VGTRR51538471112R3R1RP9R2+15VS2R41013VSTC217R614C316R7158+18R819VD12023-C5R102831272629213230C4VD3252224R934R1433R11R1335VD4S3+37L1VD2L236R12R15S4VSTnPWM单元的开关S1打向“通”，S2打向“断”。2C2

10、C1R1S2R2RP61255557834PWMR31+5VS1R14321VD1L1RPR3R2V+S主回路S23+5V35+&195+13R51221&IGBT+5VR2R14S142667EXB84014R3159C110VD1R411C2R61516172014VD2+18V1819R72C2C1R1S2R2RP61255557834PWMR31+5VS1R14321VD1L1RPR3R2V+S主回路S23+5V35+&195+13R51221&IGBT+5VR2R14S142667EXB84014R3159C110VD1R411C2R615161720

11、14VD2+18V1819R7nIGBT单元的开关S1、S2打向“通”。2C2C1R1S2R2RP61255557834PWMR31+5VS1R14321VD1L1RPR3R2V+S主回路S23+5V35+&195+13R51221&IGBT+5VR2R14S142667EXB84014R3159C110VD1R411C2R61516172014VD2+18V1819R7n主回路单元的开关S打向“通” 。示波器直流输入方式，（1-5）V/div量程，探头衰减开关位于10X处。n示波器直流输入方式，5V/div量程，探头衰减开关位于10X处。n示波器探头衰减开关位于10X处。1.

12、2nIGBT单元的输入“1”、“2”端相连，过流检测输入“10”端与地“13”端相连。nPWM单元的输出“1”、“2”端分别与IGBT单元的输入“1”、“13”端相连。n示波器测量输入CH1、CH2分别接至EXB840的输入“1”、“13”端及输出“12”、“13”端。 2C2C1R1S2R2RP61255557834PWMR31+5VS1R14321VD1L1RPR3R2V+S主回路S23+5V35+&195+13R51221&IGBT+5VR2R14S142667EXB84014R3159C110VD1R411C2R61516172014VD2+18V1819R7nIGBT

13、单元的输入“1”、“2”端相连，过流检测输入“10”端与地“13”端相连。2C2C1R1S2R2RP61255557834PWMR31+5VS1R14321VD1L1RPR3R2V+S主回路S23+5V35+&195+13R51221&IGBT+5VR2R14S142667EXB84014R3159C110VD1R411C2R61516172014VD2+18V1819R7nPWM单元的输出“1”、“2”端分别与IGBT单元的输入“1”、“13”端相连。2C2C1R1S2R2RP61255557834PWMR31+5VS1R14321VD1L1RPR3R2V+S主回路S23+5

14、V35+&195+13R51221&IGBT+5VR2R14S142667EXB84014R3159C110VD1R411C2R61516172014VD2+18V1819R7n示波器测量输入CH1、CH2分别接至EXB840的输入“1”、“13”端及输出“12”、“13”端。 n调节PWM单元的RP电位器，使其输出波形占空比约为50%。n观测EXB840集成驱动电路输入、输出波形。2C2C1R1S2R2RP61255557834PWMR31+5VS1R14321VD1L1RPR3R2V+S主回路S23+5V35+&195+13R51221&IGBT+5VR2R

15、14S142667EXB84014R3159C110VD1R411C2R61516172014VD2+18V1819R7n调节PWM单元的RP电位器，使其输出波形占空比约为50%。 n占空比约为50%。 n观测EXB840集成驱动电路输入、输出波形。1.3n 断开IGBT单元“10”、“13”端之间的连接。n示波器测量输入CH2接至EXB840的输出“12”、“17”端。n观测驱动电路输出的关断负栅电压值。2C2C1R1S2R2RP61255557834PWMR31+5VS1R14321VD1L1RPR3R2V+S主回路S23+5V35+&195+13R51221&IGBT+5

16、VR2R14S142667EXB84014R3159C110VD1R411C2R61516172014VD2+18V1819R7n断开IGBT单元“10”、“13”端之间的连接 。2C2C1R1S2R2RP61255557834PWMR31+5VS1R14321VD1L1RPR3R2V+S主回路S23+5V35+&195+13R51221&IGBT+5VR2R14S142667EXB84014R3159C110VD1R411C2R61516172014VD2+18V1819R7n示波器测量输入CH2接至EXB840的输出“12”、“17”端。 1.4n 断开IGBT单元“1”、

17、“2”端之间的连接。n IGBT单元的过流检测输出光耦原边“6”、“7”端相连，光耦付边“4”、“5”端相连，过流保护控制“2”、 “3”端相连。nIGBT单元的“10”、“17”端分别与主回路单元的电压调节RP电位器 “3”、“4”端相连。2C2C1R1S2R2RP61255557834PWMR31+5VS1R14321VD1L1RPR3R2V+S主回路S23+5V35+&195+13R51221&IGBT+5VR2R14S142667EXB84014R3159C110VD1R411C2R61516172014VD2+18V1819R7n断开IGBT单元“1”、“2”端之间的

18、连接 。2C2C1R1S2R2RP61255557834PWMR31+5VS1R14321VD1L1RPR3R2V+S主回路S23+5V35+&195+13R51221&IGBT+5VR2R14S142667EXB84014R3159C110VD1R411C2R61516172014VD2+18V1819R7nIGBT单元的过流检测输出光耦原边“6”、“7”端相连，光耦付边“4”、“5”端相连，过流保护控制“2”、 “3”端相连。2C2C1R1S2R2RP61255557834PWMR31+5VS1R14321VD1L1RPR3R2V+S主回路S23+5V35+&195

19、+13R51221&IGBT+5VR2R14S142667EXB84014R3159C110VD1R411C2R61516172014VD2+18V1819R7nIGBT单元的“10”、“17”端分别与主回路单元的电压调节RP电位器 “3”、“4”端相连。n示波器测量输入CH2仍然接至EXB840的输出“12”、“17”端。n主回路RP电位器左旋到底。 n主回路RP逐渐右旋，同时观察输出波形变化，一旦该波形消失立即停止旋转。2C2C1R1S2R2RP61255557834PWMR31+5VS1R14321VD1L1RPR3R2V+S主回路S23+5V35+&195+13R512

20、21&IGBT+5VR2R14S142667EXB84014R3159C110VD1R411C2R61516172014VD2+18V1819R7n示波器测量输入CH2仍然接至EXB840的输出“12”、“17”端。 2C2C1R1S2R2RP61255557834PWMR31+5VS1R14321VD1L1RPR3R2V+S主回路S23+5V35+&195+13R51221&IGBT+5VR2R14S142667EXB84014R3159C110VD1R411C2R61516172014VD2+18V1819R7n主回路RP左旋到底。2C2C1R1S2R2RP6125

21、5557834PWMR31+5VS1R14321VD1L1RPR3R2V+S主回路S23+5V35+&195+13R51221&IGBT+5VR2R14S142667EXB84014R3159C110VD1R411C2R61516172014VD2+18V1819R7n主回路RP逐渐右旋，同时观察输出波形变化，一旦该波形消失立即停止旋转。n用万用表测出主回路单元“3”、“4”端之间的电压值，此即为其过流保护阀值电压值。 过流保护发生后，过流指示灯变亮，驱动电路输出信号消失。排除过流因素后，按下过流复位开关，驱动电路输出信号恢复正常。2C2C1R1S2R2RP6125555783

22、4PWMR31+5VS1R14321VD1L1RPR3R2V+S主回路S23+5V35+&195+13R51221&IGBT+5VR2R14S142667EXB84014R3159C110VD1R411C2R61516172014VD2+18V1819R7n用万用表测出主回路单元“3”、“4”端之间的电压值，此即为其过流保护阀值电压值。2C2C1R1S2R2RP61255557834PWMR31+5VS1R14321VD1L1RPR3R2V+S主回路S23+5V35+&195+13R51221&IGBT+5VR2R14S142667EXB84014R3159C1

23、10VD1R411C2R61516172014VD2+18V1819R7n过流保护发生后，过流指示灯变亮，驱动电路输出信号消失。2C2C1R1S2R2RP61255557834PWMR31+5VS1R14321VD1L1RPR3R2V+S主回路S23+5V35+&195+13R51221&IGBT+5VR2R14S142667EXB84014R3159C110VD1R411C2R61516172014VD2+18V1819R7n排除过流因素后，按下过流复位开关，驱动电路输出信号恢复正常。u 2. .阻性负载的IGBT开关特性 n在上述基础上，断开主回路单元“3”、“4”端与IG

24、BT单元之间的连接。nIGBT单元的12”、“14”端相连，“10”、“18”端相连， “17”、“16”端相连。n主回路单元的“1”、“4”端分别与IGBT单元的“18”、“15” 端相连。 2C2C1R1S2R2RP61255557834PWMR31+5VS1R14321VD1L1RPR3R2V+S主回路S23+5V35+&195+13R51221&IGBT+5VR2R14S142667EXB84014R3159C110VD1R411C2R61516172014VD2+18V1819R7n在上述基础上，断开主回路单元“3”、“4”端与IGBT单元之间的连接。2C2C1R1S

25、2R2RP61255557834PWMR31+5VS1R14321VD1L1RPR3R2V+S主回路S23+5V35+&195+13R51221&IGBT+5VR2R14S142667EXB84014R3159C110VD1R411C2R61516172014VD2+18V1819R7nIGBT单元的12”、“14”端相连，“10”、“18”端相连， “17”、“16”端相连。2C2C1R1S2R2RP61255557834PWMR31+5VS1R14321VD1L1RPR3R2V+S主回路S23+5V35+&195+13R51221&IGBT+5VR2R14S142667EXB84014R3159C110VD1R411C2R61516172014VD2+18V1819R7n主回路单元的“1”、“4”端分别与IGBT单元的“18”、“15” 端相连。n示波器测量输入CH1、CH2分别接至IGBT的输入“14”、“17”端及输出“18”、“17”端。n观测阻性负载的IGBT输入、输出波形。 2C2C1R1S2R2RP61255557834PWMR31+5VS1R14321VD1L1RPR3R2V+S主回路S23+5V35+&195+13R51221&IGBT+5VR2R14S142667EXB84014R3159C110VD