电力电子技术实验指导书

目录实验一锯齿波同步移相触发电路及单相半波可控实验 (3)实验二单相桥式半控整流电路实验 (6)实验三单相桥式全控整流电路实验 (8)实验四基于SG3525的PWM脉宽调制研究 (10)实验五DC-DC变换路实验 (16)实验六SPWM变换实验 (18)实验七六种直流斩波电路实验 (19)实验八GTR、MOSFET、IGBT的特性与驱动电路研究 (21)实验安全及注意事项本实验箱需双通道示波器配合来完成实验，双踪示波器两个测试通道的地线内部是连通的，并且与示波器的外壳相连接，所以两个通道不能同时观察同一电路中的两个不同电位的波形，否则将使这两点通过示波器发生电气短路。

因此，在实验过程中应将其中一各通道探头的地线取下或不使用，只能使用其中一个通道探头的地线。

需要同时观察两个信号时，应需在电路中找到这两个被测信号的公共点，将探头的地线接上，两个探头各接至信号处，即能在示波器上同时观察到两个信号，而不会导致事故意外。

为更好的完成实验，在电路中设置了很多观察点，实验时应严格按照实验操作步骤，否则将无法完成实验，甚至烧坏设备。

在实验过程中应始终遵守先接线并检查电路后再通电的原则，实验过程中不得带电更改接线。

实验发生意外时，应立即切断外部电源，防止造成设备大面积损坏或触电事故。

实验一 锯齿波同步移相触发电路及单相半波可控实验一．实验目的1．加深理解锯齿波同步移相触发电路的工作原理及各元件的作用。

2．掌握锯齿波同步触发电路的调试方法。

二．实验内容1．锯齿波同步触发电路的调试。

2．锯齿波同步触发电路各点波形观察，分析。

三．实验线路及原理锯齿波同步移相触发电路主要由脉冲形成和放大，锯齿波形成，同步移相等环节组成，其工作原理可参见“电力电子技术”有关教材。

四．实验设备及仪器1．EPE-IIII 实验箱 2．双踪示波器（自备） 3．万用表（自备）五．实验方法1．将插板JMCL-36-05插入实验箱上的插板区，用示波器观察各观察孔的电压波形，示波器的地线接于“7”端。

同时观察“1”、“2”孔的波形，了解锯齿波宽度和“1”点波形的关系。

观察“3”~“5”孔波形及输出电压U G1K1的波形，调整电位器RP1，使“3”的锯齿波刚出现平顶，了解各波形的幅值与宽度。

2．调节脉冲移相范围将实验箱上的“Ug ”输出电压调至0V ，即将控制电压Uct 调至零，用示波器观察U 2电压（即“1”孔）及U 6的波形，调节偏移电压U b （即调RP1），使α=180O 。

调节实验箱上的给定电位器RP ，增加U ct ，观察脉冲的移动情况，要求Uct=0时，α=180O ，Uct=U max 时，α=30O ，以满足移相范围α=30O ~180O 的要求。

调节U ct ，使α=60O ，观察并记录U 1~U 5及输出脉冲电压U G1K1，U G2K2的波形，并标出其幅值与宽度。

用导线连接“K1”和“K3”端，用双踪示波器观察U G1K1和U G3K3的波形，调节电位器RP2，使U G1K1和U G3K3间隔1800。

3．单相半波可控整流电路带电阻性负载按照图1-1接线，调节电位器RP1，分别用示波器观察α=30°、60°、90°、120°时负载电压U d ，晶闸管VT1的阳极、阴极电压波形U Vt 。

并测定U d 及电源电压U 2，验证2cos 1245.0α+=U U dα30°60°90°120°U2,u dU dU24．单相桥式半控整流电路供电给电机负载将主电路两端接至灯泡两端的线断开，接至直流电机两端。

（a）调节U g，使α=90°，测取输出电压U d=f（t），整流电路输出电流i d=f（t）波形，并分析两者的关系。

（b）调节U g，使α分别等于60°、90°时，测取U d，i d，i VD波形。

六．实验报告1．整理，描绘实验中记录的各点波形，并标出幅值与宽度。

2．总结锯齿波同步触发电路移相范围的调试方法，移相范围的大小与哪些参数有关？3．如果要求U ct=0时， =90O，应如何调整？4．画出电阻性负载，α=90°时，U d=f（t），U vt=f（t），i d=f（t）波形。

七．注意事项1．双踪示波器有两个探头，可以同时测量两个信号，但这两个探头的地线都与示波器的外壳相连接，所以两个探头的地线不能同时接在某一电路的不同两点上，否则将使这两点通过示波器发生电气短路。

为此，在实验中可将其中一根探头的地线取下或外包以绝缘，只使用其中一根地线。

当需要同时观察两个信号时，必须在电路上找到这两个被测信号的公共点，将探头的地线接上，两个探头各接至信号处，即能在示波器上同时观察到两个信号，而不致发生意外。

2．为保护整流元件不受损坏，需注意实验步骤：（1）在主电路不接通电源时，调试触发电路，使之正常工作。

（2）在控制电压U ct=0时，接通主电路电源，然后逐渐加大U ct，使整流电路投入工作。

（3）正确选择负载电阻或电感，须注意防止过流。

在不能确定的情况下，尽可能选择较大的电阻或电感，然后根据电流值来调整。

（4）晶闸管具有一定的维持电流I H，只有流过晶闸管的电流大于I H，晶闸管才可靠导通。

实验中，若负载电流太小，可能出现晶闸管时通时断，所以实验中，应保持负载电流不小于100mA。

实验二 单相桥式半控整流电路实验一．实验目的1．了解单相桥式全控整流电路的工作原理。

2．单相桥式半控整流电路在灯泡负载和电机负载时的两种工作状态。

二．实验内容1．单相桥式半控整流电路供电给灯泡负载。

2．单相桥式半控整流电路供电给电机负载。

三．实验设备及仪器1．EPE-II 实验箱 2．双踪示波器（自备） 3．万用表（自备）四．实验方法1．在实验箱没有接通电源时，将插板JMCL-36-05插入实验箱的插板区，按图2-1将所有线连接上，并检查线连接是否正确，并且将触发电路的G1、K1及G3、K3接至主电路可控硅的G1、K1及G3、K3。

将锯齿波触发电路中RP1旋钮顺时针调节到底；给定部分的RP 逆时针调到底，开关拨至正给定，然后接通电源。

2．单相桥式半控整流电路供电给灯泡负载调节给定电位器RP ，使α=90°，测取此时整流电路的输出电压（灯泡负载两端）U d =f （t ），输出电流i d =f （t ）以及晶闸管端电压U VT =f （t ）波形，并测定交流输入电压U 2、整流输出电压U d ，验证 2co s 19.02α+=U U d分别测取α=60°，α=30°时的U d 、i d 、U vt 波形。

3．单相桥式半控整流电路供电给电机负载将主电路两端接至灯泡两端的线断开，接至直流电机两端。

（a ）调节U g ，使α=90°，测取输出电压U d =f （t ），整流电路输出电流i d =f （t ）波形，并分析两者的关系。

（b ）调节U g ，使α分别等于60°、90°时，测取U d ， i d ，i VD 波形。

五．实验报告1．绘出单相桥式半控整流电路供电给灯泡负载和电机负载情况下，当α=90°时的U d 、i d 、U VT 、i VD 等波形图并加以分析。

2．作出实验整流电路的输入—输出特性U d =f （U ct ），触发电路特性U ct =f （α）及U d /U 2=f （α）曲线。

实验三单相桥式全控整流电路实验一．实验目的1．了解单相桥式全控整流电路的工作原理。

2．研究单相桥式全控整流电路在灯泡负载、电机负载时的工作状态。

二．实验内容1．单相桥式全控整流电路供电给电阻负载。

2．单相桥式全控整流电路供电给电阻—电感性负载。

三．实验设备及仪器1．EPE-II实验箱2．双踪示波器（自备）3．万用表（自备）四．实验方法1．在实验箱没有接通电源时，将插板JMCL-36-05插入实验箱的插板区，按图3-1将所有线连接上，并检查线连接是否正确，并且将触发电路的G1、K1；G2、K2；G3、K3及G4、K4接至主电路可控硅的G1、K1；G2、K2；G3、K3及G4、K4。

将锯齿波触发电路中RP1旋钮顺时针调节到底；给定部分的RP逆时针调到底，开关拨至正给定，然后接通电源。

2．单相桥式全控整流电路供电给灯泡负载。

调节U g，求取在不同α角（30°、60°、90°）时整流电路的输出电压U d=f（t），晶闸管的端电压U VT=f（t）的波形，并记录相应α时的U ct、U d和交流输入电压U2值。

3．单相桥式全控整流电路供电给电机负载。

在不同控制电压U ct时的输出电压U d=f（t），负载电流i d=f（t）以及晶闸管端电压U VT=f（t）波形并记录相应U ct时的U d、U2值。

五．实验报告1．绘出单相桥式晶闸管全控整流电路供电给灯泡负载情况下，当α=60°，90°时的U d、U VT波形，并加以分析。

2．绘出单相桥式晶闸管全控整流电路供电给电机负载情况下，当α=90°时的U d、i d、U VT波形，并加以分析。

3．作出实验整流电路的输入—输出特性U d=f（U ct），触发电路特性U ct=f（α）及U d/U2=f（α）。

实验四基于SG3525的PWM脉宽调制研究一．实验目的1．了解SG3525芯片的内部结构及外围电路。

2．熟悉SG3525芯片的工作原理。

二．实验内容1．SG3525芯片的工作频率测试。

2．测试SG3525芯片发生PWM波形的占空比变化范围。

三．实验设备及仪表1．EPE-II实验箱2．双踪示波器（自备）3．万用表（自备）四．芯片简介1．SG3525A系列脉宽调制器控制电路可以改进为各种类型的开关电源的控制性能和使用较少的外部零件。

在芯片上的5.1V基准电压调定在±1％，误差放大器有一个输入共模电压范围。

它包括基准电压，这样就不需要外接的分压电阻器了。

一个到振荡器的同步输入可以使多个单元成为从电路或一个单元和外部系统时钟同步。

在C T和放电脚之间用单个电阻器连接即可对死区时间进行大范围的编程。

在这些器件内部还有软起动电路，它只需要一个外部的定时电容器。

一只断路脚同时控制软起动电路和输出级。

只要用脉冲关断，通过PWM（脉宽调制）锁存器瞬时切断和具有较长关断命令的软起动再循环。

当V CC低于标称值时欠电压锁定禁止输出和改变软起动电容器。

输出级是推挽式的可以提供超过200mA的源和漏电流。

SG3525A系列的NOR（或非）逻辑在断开状态时输出为低。

·工作范围为8.0V到35V·5.1V±1.0％调定的基准电压·100Hz到400KHz振荡器频率·分立的振荡器同步脚2．SG3525A内部结构和工作特性（1）基准电压调整器基准电压调整器是输出为5.1V，50mA，有短路电流保护的电压调整器。