2025年电力电子器件与驱动电路设计与实验研究报告

姓名教师班级学院试验一二、电力晶体管(GTR)特性研究一.试验目的一.试验目的1.熟悉(GTR)的开关特性与二极管的反向恢复特性及其测试措施2.掌握GTR缓冲电路的工作原理与参数设计规定二.试验内容二.试验内容1.不一样负载时的GTR开关特性测试。2.不一样基极电流时的开关特性测试。3.有与没有基极反压时的开关过程比较。4.并联冲电路性能测试。5.串联冲电路性能测试。6.二极管的反向恢复特性测试。三.试验线路三.试验线路m"章9四.试验设备和仪器四.试验设备和仪器1.MCL-07电力电子试验箱中的GTR与PWM波形发生器部分2.双踪示波器3.万用表4.教学试验台主控制屏五.试验措施五.试验措施1.不一样负载时GTR开关特性测试(1)电阻负载时的开关特性测试GTR单元的开关S1合向“L”,将GTR单元的输入“1”与“6”分别与PWM波形发生器的输出“1"与“2”相连，再分别连接GTR单元的“3”与“5”,“9”与“7”,"15"、“16”与"19”,“29”与“21”,以及GTR单元的“8”、“11"、"18”与主回路的“4”,GTR单元的“22”与主回路的"1",即按照如下表格的阐明连线。11

介介介介个个个众众介介用示波器观测，基极驱动信号ib(“19”与“18”之间)及集电极电流ic(“21”与“18”之间)波形，记录开通时间ton,存贮时间ts、下降时间tf。tom=1.8us,t.=1.8us,t=1.2us(2)电阻、电感性负载时的开关特性测试除了将主回器部分由电阻负载改为电阻、电感性负载以外(即将“1”与“22”断开而将“2”与“22”相连),其他接线与测试措施同上。t=2.1us,t.=10.0us,t=2.不一样基极电流时的开关特性测试(1)基极电流较小时的开关过程断开GTR单元“16”与“19”的连接，将基极回路的“15”与“19”相连，主回路的“1”与GTR单元的“22”相连，其他接线同上，测量并记录基极驱动信号ib(“19”与“18”之间)及集电极电流ic(“21”与“18”之间)波形，记录开通时间ton,存贮时间ts、下降时间tf。ton=1.9us,t=10.3us,t=(2)基极电流较大时的开关过程将GTR单元的“15”与“19”的连线断开，再将“14”与“19”相连，其他接线与测试措施同上。to=1.7us,t.=10.9us,t=1.绘出电阻负载与电阻、电感负载时的GTR开关波形，并在图上标出ton、tS与tf,并分析不一样负载时开关波形的差异。电阻负载阻感负载分析：相较于电阻负载来说，阻感负载多了电感的储能与续流作用，因此开通和关断时间均长于电阻负载。2.绘出不一样基极电流时的开关波形并在图上标出ton、ts与tf,并分析理想基极电流的形状，探讨获得理想基极电流形的措施。基极电流较小基极电流较大理想电流形状：开通时间较小，斜率靠近90°形成手段：需要较为理想的驱动电路，使其开通和关断时间减少，并且使其幅值在一种较稳定并合适的值。七、试验心得体会七、试验心得体会理解。619孙亚妮：作为这门课的第一种试验，在试验仪器的使用上有麻烦，示波器的波形调了很久。通过试验基本对试验仪器有所接触和理解通过试验我理解了不一样负载时的GTR开关特性及不一样基极电流时的开关特性。1.MOSFET重要参数：启动阀值电压VGS(th),跨导gFS,导通电阻Rds输出特性试1.NMCL-07电力电子试验箱中的MOSFET与PWM波形发生器部分(1)启动阀值电压VGS(th)测试启动阀值电压简称启动电压，是指器件流过一定量的漏极电流时(一般取漏极电流ID=1mA)的最小栅在主回路的“1”端与MOS管的“25”端之间串入毫安表，测量漏极电流ID,将主回路的“3”与“4”Vgs,并将主回路电位器RP左旋究竟，使Vgs=0。将电位器RP逐渐向右旋转，边旋转边监视毫安表的读数，当漏极电流ID=1mA时的栅源电压值即为启动阀值电压VGS(th)。读取6—7组ID、Vgs,其中ID=1mA必测，填入表2—6。H子进W和(2)跨导8Fs测试(3)转移特性Ip=f(Vcs)栅源电压Vgs与漏极电流ID的关系曲线称为转移特性。根据表2-6的测量数值，绘出转移特性。导通电阻定义为RDS=VDS/ID将电压表接至MOS管的“25”与“23”两端，测量UDS,其他接线同上。变化VGS从小到大读取ID与对应的漏源电压VDS,测量5-6组数值，填入表2—7。表2-7(5)ID=f(VSD)测试ID=f(VSD)系指VGS=0时的VDS特性，它是指通过额定电流时，并联寄生二极管的正向压降。a.在主回路的“3”端与MOS管的“23”端之间串入安培表，主回路的“4端与MOS管的“25”端相连，在MOS管的“23”与“25”之间接入电压表，将RP右旋转究竟，读取一组ID与VSD的值。ID=30.2mAVGs=0.617Vb.将主回路的“3”端与MOS管的“23”端断开，在主回路“1”端与MOS管的“23”端之间串入c.将“I”端与“23”端断开，在在主回路“2”端与“23”端之间串入安培表，其他接线与测试措2.迅速光耦合62.迅速光耦合6N137输入与输出延时时间的测试将MOSFET单元的输入“1"与“4”分别与PWM波形发生器的输出“1与“2”相连，再将MOSFET单元的“2”与“3”、“9”与“4”相连，用双踪示波器观测输入波形(“1”与“4”)及输出波形(“5”与“9”之间),记录开门时间ton、关门时间toff。在上接线基础上，再将“5”与“8”、“6”与“7”、“10”、“11”与“12”相连，“13”、"14”与“16”相连，用示波器观测输入“1”与“4”及驱动电路输出“18”与“9”之间波形，记录延时时间toff。4、4、电阻负载时MOSFET开关特性测试(1)无关联缓冲时的开关特性测试在上述接线基础上，将MOSFET单元的“9”与“4”连线断开，再将“20”与“24”、“22”与“23”、“21”与“9”以及主回路的“1”与“4”分别和MOSFET单元的“25”与“21”相连。用示波器观测“22”与“21”以及“24”与“21”之间波形(也可观测“22”与“21”及“25”与“21”之间的波形),记录开通时间ton与储存时间ts。ton=3.4us(2)有并联缓冲时的开关特性测试在上述接线基础上，再将"25"与“27”、“21"与"26”相连，测试措施同上。5、5、电阻、电感负载时的开关特性测试(1)有并联缓冲时的开关特性测试将主回路“1”与MOSFET单元的“25”断开，将主回路的“2”与MOSFET单元的“25”相连，测试措施同上。ton=1.6usts=2.06、6、有栅极反压时的开关过程。ton=2.8usts=2.61、迅速光耦6N1372、驱动电路003、电阻负载无并联缓冲00ton=3.4ustoff=16us4、电阻负载有并联缓冲t0t005、阻感负载00u0动0t七、思索题七、思索题1.增大栅极电阻可消除高频振荡，与否栅极电阻越大越好，为何?请你分析一下，增大栅极电阻能答：栅极