实验一、电力电子器件的驱动与保护电路实验

实验一电力电子器件的驱动与保护电路实验

一、实验目的

(1)理解各种自关断器件对驱动与保护电路的要求。

(2)熟悉各种自关断器件的驱动与保护电路的结构及特点。

(3)掌握由自关断器件构成PWM 直流斩波电路原理与方法。

二、实验设备及仪器

1．THPE-1 型实验箱

2．双踪示波器

三、GTR实验线路及实验方法

1、实验线路

自关断器件GTR驱动和保护实验的实验接线及实验原理图如图2所示。主回路由GTR、灯泡负载组成，为了测量主回路电流，在主回路中还应串入直流电流表。主回路由实验箱上的直流220V电压供电，接线时，应从直流电源的正极出发，经过主回路各串联器件回到直流电源负端。

GTR驱动和保护电路的输入信号为PWM发生器的输出信号，GTR驱动和保护电路的三个输出端子则分别连接到GTR器件的相应端子。GTR驱动和保护电路的由实验箱的+5V和-5V供电。

2、实验方法及步骤

（1）断开主回路，把PWM模块的频率选择开关拨至“低频档”，并使用示波器在输出端观察输出波形，调节频率按钮，使PWM波输出频率在“1KHz”左右。

（2）检查驱动电路的工作情况。在未接通主电路的情况下，接通驱动模块的电源并按图2所示将输入端与PWM模块的输出端相连接。使用示波器在驱动模块的输出端观察驱动电路输出波形，调节PWM 波形发生器的频率及占空比，观测PWM 波形的变化规律。

（3）驱动电路正常工作后，将占空比调小，然后合上主电路电源开关，再调节占空比，用示波器观测、记录不同占空比时GTR基极的驱动电压、GTR 管压降及负载上的波形。

（4）测定并记录不同占空比α时负载的电压平均值U a于下表中：

表1 GTR实验结果

3、注意事项

驱动与保护电路接线时，要注意控制电源及接地的正确连接。对于GTR 器件，采用±5V 电源驱动。

四、GTO实验线路及实验方法

GTO实验方法与GTR的实验方法相同。

表2 GTO实验结果

五、MOSFET实验线路及实验方法

除了应该将PWM的频率选择开关拨至“高频档”，使方波的输出频率在

“8KHz～10KHz”范围内之外，其实验方法与GTR的实验方法相同。

表3 MOSFET实验结果

六、IGBT实验线路及实验方法

除了应该将PWM的频率选择开关拨至“高频档”，使方波的输出频率在

“8KHz～10KHz”范围内之外，其实验方法与GTR的实验方法相同。

表4 IGBT实验结果

七、实验报告要求

1、整理并画出不同自关断器件的基极（或控制极）驱动电压、驱动电流、元件管压降的波形。

2、画出U a=f(α)的曲线。

3、讨论并分析实验中出现的问题。

八、注意事项

1、连接驱动电路时必须注意各器件不同的接地方式。

2、不同的自关断器件需接不同的控制电压，接线时应注意正确选择。

3、实验开始前，必须先加上自关断器件的控制电压，然后再加主回路的电源；实验结束时，必须先切断主回路电源，然后再切断控制电源。