電力電子實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書

電力電子技術(shù)實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書

蔡型楊鈞編

廣東工業(yè)大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院

目錄

電力電子技術(shù)實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書總體要求--------------------------------------2實(shí)訓(xùn)1雙向晶閘管交流調(diào)壓電路--------------------------------------3實(shí)訓(xùn)2同步信號(hào)為鋸齒波觸發(fā)電路------------------------------------6實(shí)訓(xùn)3單相全橋逆變電路-------------------------------------------12實(shí)訓(xùn)4同步信號(hào)為正弦波觸發(fā)電路-----------------------------------151

電力電子技術(shù)實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書總體要求

電力電子技術(shù)實(shí)訓(xùn)課程是理論聯(lián)系實(shí)際，對(duì)學(xué)生進(jìn)行基本技能訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生解決工程實(shí)際問題的能力，激發(fā)學(xué)生的主動(dòng)性和創(chuàng)新意識(shí)的重要實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。教師的講解和學(xué)生的學(xué)習(xí)基本停留在書本上，理論多于實(shí)踐，使得學(xué)習(xí)者未真正透徹掌握所學(xué)的知識(shí)。通過實(shí)踐教學(xué)，學(xué)生親自動(dòng)手裝配、調(diào)試、動(dòng)手實(shí)踐，更易掌握電力電子技術(shù)的理論，掌握的知識(shí)、技術(shù)也更適合于實(shí)際應(yīng)用。電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展和光輝前景必將給我們提供巨大的用武之地和廣闊的歷史舞臺(tái)。一.適用專業(yè)

自動(dòng)化、電氣工程及其自動(dòng)化、電子技術(shù)、應(yīng)用電子技術(shù)、電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化等（本科、�？疲�。根據(jù)不同層次的專業(yè)和按排的學(xué)時(shí)數(shù)。實(shí)訓(xùn)的內(nèi)容、要求可以有所不同。鼓勵(lì)和支持學(xué)生多做實(shí)用、創(chuàng)新和具有挑戰(zhàn)性的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。二、基本要求

1.綜合運(yùn)用電力電子技術(shù)課程中所學(xué)到的理論知識(shí)去獨(dú)立完成一個(gè)實(shí)訓(xùn)課題。2.通過查閱手冊(cè)和文獻(xiàn)資料，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析問題和解決實(shí)際問題的能力。3.進(jìn)一步熟悉電力電子器件的類型和特性，并掌握合理選用的原則。4.學(xué)會(huì)電力電子電路的安裝與調(diào)試技能。5.進(jìn)一步熟悉電子儀器的正確使用方法。6.學(xué)會(huì)撰寫實(shí)訓(xùn)總結(jié)報(bào)告。

7.培養(yǎng)嚴(yán)肅認(rèn)真的工作作風(fēng)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。

8.遵守紀(jì)律，注意用電安全。站在電工橡膠絕緣墊上做實(shí)驗(yàn)，防止事故尤其是重大事故發(fā)生。

三、基本做法

1．實(shí)訓(xùn)期間，按上課時(shí)間到自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)室報(bào)到。2．領(lǐng)取工具、元件、材料、儀表。3．設(shè)計(jì)印刷電路板圖。4．焊、裝電路

5．審查同意后，通電調(diào)試。6．觀察、分析、記錄波形。7．撰寫實(shí)訓(xùn)總結(jié)報(bào)告。

8．上交實(shí)訓(xùn)實(shí)物、實(shí)訓(xùn)總結(jié)報(bào)告，清還工具、儀表。搞好清潔衛(wèi)生。四、評(píng)定成績(jī)

1．對(duì)實(shí)訓(xùn)電路熟悉和掌握的程度。

2.現(xiàn)場(chǎng)考核：動(dòng)手能力；安裝工藝水平、調(diào)試中分析解決問題能力、以及創(chuàng)新精神等。3.實(shí)訓(xùn)總結(jié)報(bào)告。

4.遵守紀(jì)律、學(xué)習(xí)態(tài)度、工作作風(fēng)和科學(xué)精神等。2

實(shí)訓(xùn)1雙向晶閘管交流調(diào)壓電路

1．實(shí)踐目的

設(shè)計(jì)、裝配、調(diào)試、觀察、分析電路中各工作點(diǎn)的波形。使學(xué)生有一定的感性認(rèn)識(shí)，并鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力。2．實(shí)踐內(nèi)容及步驟

（1）復(fù)習(xí)教材、到圖書館查找資料，了解、熟悉實(shí)踐電路，元件的性能及其工作原理。實(shí)踐工作原理：

在圖1－1中，當(dāng)電源未接通時(shí)，C1電容上的電壓為零。電源接通后，C1經(jīng)R9、V2集射極充電。C1的電壓逐升高，達(dá)到單結(jié)晶體管的峰點(diǎn)電壓Up時(shí)，單結(jié)晶體管導(dǎo)通。C1電容經(jīng)e、b1極向T2脈沖變壓器原邊繞組放電。T2脈沖變壓器輸出一個(gè)脈沖電壓觸發(fā)雙向晶閘管導(dǎo)通。當(dāng)C1電容放電到谷點(diǎn)電壓Uv，并趨向更低時(shí)，單結(jié)晶體管截止。T2脈沖變壓器上的脈沖電壓結(jié)束。之后，C1電容從Uv值又開始充電。充電到Up時(shí)，單結(jié)晶體管又導(dǎo)通，不斷重復(fù)。雙向晶閘管由第一個(gè)脈沖觸發(fā)導(dǎo)通，后面的脈沖不起作用。改變R9及V2集射極的等效電阻，就可以改變電容的充電速度，達(dá)到改變?chǔ)两堑哪康�。�?shí)現(xiàn)自由移相。

雙向晶閘管交流調(diào)壓電路有關(guān)工作點(diǎn)的波形：（2）裝配。

1）手工或計(jì)算機(jī)（自備）設(shè)計(jì)印刷電路板圖。要求元件排列均勻，印刷電路板大小適中，不留空余面積。一般控制信號(hào)從左流到右，強(qiáng)電信號(hào)從上流到下。~220V不能與印刷電路板連接，~220V的引線要用絕緣膠布牢固扎住。

2）為了避免干擾，繪制印刷電路板圖，布置地線時(shí)應(yīng)注意各級(jí)電路采用一點(diǎn)接地原則。加粗、縮短地線。同時(shí)，寫上設(shè)計(jì)者的班級(jí)、學(xué)號(hào)、姓名以便評(píng)分。

3）所有元件相互平衡或垂直。元件引腳、極性正確。同種元件距離印刷電路板的高度一致，注意變壓器的同名端。布局合理，美觀實(shí)用。~220V不能與印刷電路板連接，~220V的引線要用絕緣膠布牢固扎住。

4）繪制的印刷電路板圖，經(jīng)審定后，制作印刷電路板。要求印刷電路板沖洗干凈，不含任何腐蝕物。鉆孔準(zhǔn)確，兩面無(wú)損。

5）對(duì)焊接的要求是：凈化元件引線和焊點(diǎn)表面，焊接牢固，無(wú)虛焊，焊點(diǎn)光亮、圓滑、飽滿、無(wú)裂紋、大小適中且一致。做到能免維護(hù)。（3）調(diào)試、檢測(cè)

1）根據(jù)電氣原理圖反復(fù)核對(duì)裝配好的電路。經(jīng)審查，同意后，站在電工橡膠絕緣墊上才能通電調(diào)試。確保人身安全，防止事故尤其是重大事故發(fā)生。

2）檢查各類電源的電壓幅值。如整流、穩(wěn)壓、集成電路插座、三相電壓型逆變電路的供電電壓幅值。

3．觀察、記錄電路中TP1～TP7各點(diǎn)的電壓波形。3

圖1－1雙向晶閘管交流調(diào)壓電路

4

4．實(shí)踐說(shuō)明及注意問題

(1）注意雙線示波器的地線只用一根，免造成電路短路。(2）遵守紀(jì)律，無(wú)曠課現(xiàn)象，注意用電安全。(3）根據(jù)需要教師可以更改或撒換實(shí)踐電路。

按時(shí)完成實(shí)踐，交還實(shí)物、工具、搞好清潔衛(wèi)生。5．實(shí)踐總結(jié)報(bào)告的內(nèi)容。

(1）實(shí)踐任務(wù)和要求。

(2)實(shí)踐電路的工作原理、印刷電板布線圖以及它們的說(shuō)明。

(3)電路調(diào)試。對(duì)調(diào)試中出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析，并說(shuō)明解決的措施；測(cè)試、記錄整理的波形與結(jié)果分析。各種波形中其高、低電平表示的意義。

(4)收獲體會(huì)，存在問題及進(jìn)一步的改進(jìn)意見等。

(5)實(shí)踐總結(jié)報(bào)告抄寫在課程設(shè)計(jì)報(bào)告本上�；蛴糜�(jì)算機(jī)打�。ㄗ詡洌�。不少于201*字，復(fù)印件、抄襲件、代做的無(wú)效。5

實(shí)訓(xùn)2同步信號(hào)為鋸齒波觸發(fā)電路

1．實(shí)訓(xùn)目的

通過裝配、調(diào)試一種晶閘管觸發(fā)電路，觀察、記錄、分析電路中各點(diǎn)電壓波形。熟悉、掌握電路的工作原理，提高設(shè)計(jì)、裝配、調(diào)試能力。2．實(shí)訓(xùn)線路：見圖2-1。3．實(shí)訓(xùn)內(nèi)容及步驟

（1）復(fù)習(xí)有關(guān)教材、到圖書館查找有關(guān)資料，了解、熟悉晶閘管觸發(fā)電路的要求和工作原理。(2)看懂晶閘管觸發(fā)電路圖，分析電路中各點(diǎn)的電壓波形。

(3)手工或計(jì)算機(jī)（自備）設(shè)計(jì)印刷電路板圖。要求元件排列均勻，印刷電路板大小適中。一般控制信號(hào)從左流到右，強(qiáng)電信號(hào)從上流到下。~220V不能與印刷電路板連接，~220V的引線要用絕緣膠布牢固扎住。

(4）為了避免干擾，繪制印刷電路板圖，布置地線時(shí)應(yīng)注意各級(jí)電路采用一點(diǎn)接地原則。加粗、縮短地線。

(5)所有元件相互平衡或垂直。元件引腳、極性正確。同種元件距離印刷電路板的高度一致，布局合理，美觀實(shí)用。

(6)繪制的印刷電路板圖，經(jīng)審定后，制作印刷電路板。要求印刷電路板沖洗干凈，不含任何腐蝕物。鉆孔準(zhǔn)確，兩面無(wú)損。

(7）對(duì)焊接的要求是：凈化元件引線和焊點(diǎn)表面，焊接牢固，無(wú)虛焊，焊點(diǎn)光亮、圓滑、飽滿、無(wú)裂紋、大小適中且一致。做到能免維護(hù)。

(8)根據(jù)電氣原理圖反復(fù)核對(duì)裝配好的電路。經(jīng)審查，同意后，站在電工橡膠絕緣墊上才能通電調(diào)試。確保人身安全，防止事故尤其是重大事故發(fā)生。

（9)整定移相控制電壓UCO=0V，偏移電壓UP=-4V。調(diào)鈄率電位器RP3，改變鋸齒波的上升斜率。使測(cè)檢點(diǎn)TP7的脈沖前沿落在測(cè)檢點(diǎn)TP3的鋸齒波形中央，見圖2-2。以后偏移電位器RP2,、鈄率電位器RP3不用再調(diào)整。

00

（10)以圖2-1中的“O”點(diǎn)為參考點(diǎn)。改變移相控制電壓UCO=0+8V,脈沖的移相范圍D=090。（11)以圖2-1中的“O”點(diǎn)為參考點(diǎn)。用雙線示波器觀察測(cè)檢點(diǎn)TP1-TP7在一個(gè)工作周期中的波形，測(cè)量波形的正、負(fù)電壓值（V）；波形的周期(μS、mS)；對(duì)齊相位，全部記錄在圖2-2中。

（12）測(cè)繪移相控制特性：用萬(wàn)用表直流電壓檔測(cè)量圖2-1中移相控制電壓UCO。用示波器觀察測(cè)檢點(diǎn)TP7的脈沖,記錄在表2-1中。作出α=(UCO)移相控制特性的函數(shù)曲線。繪制在圖2-4中。6

圖2-1同步信號(hào)為鋸齒波觸發(fā)電路

7

10101010101010

89α

UCOUco

30600901201*0180oooooαo

性α=(Uco)

105

(1)脈沖變壓器T可按圖2

(2）注意雙線示波器的地線只用一根，免造成電路短路。(3)遵守紀(jì)律，無(wú)曠課現(xiàn)象，注意用電安全。(4）根據(jù)需要教師可以更改或撒換圖2-1的電路

(5）按時(shí)完成實(shí)訓(xùn)，交還實(shí)物、工具、搞好清潔衛(wèi)生6實(shí)訓(xùn)總結(jié)報(bào)告的內(nèi)容(1)課題名稱。(2)實(shí)訓(xùn)任務(wù)和要

(3)實(shí)訓(xùn)電路工作原理、

(4)電路調(diào)試。對(duì)調(diào)試中出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析，并說(shuō)明解決的措施

整理的波形與結(jié)果分析，并指出各種波形中其高、低電平表示的意義。(5)改變圖2-1中R1的參數(shù)，有什么影響?

(6）收獲體會(huì)，存在問題及進(jìn)一步的改進(jìn)意見

(7）實(shí)訓(xùn)總結(jié)報(bào)告抄寫在實(shí)驗(yàn)報(bào)告紙上�；蛴糜�(jì)算機(jī)字，復(fù)印件無(wú)效。按時(shí)上交實(shí)訓(xùn)總結(jié)報(bào)告。

11實(shí)訓(xùn)3單相全橋逆變電路點(diǎn)的波形。使學(xué)生有一定的計(jì)算機(jī)（自備）設(shè)計(jì)印刷電路板圖。要求元件排列均勻，印刷電路板空余面積。一般控制信號(hào)從左流到右，強(qiáng)電信號(hào)從上流到下。~220V以便評(píng)分。免維護(hù)。，站在電工橡膠絕。確保人身安全，防止事故尤其是重大事故發(fā)生。1．實(shí)踐目的

設(shè)計(jì)、裝配、調(diào)試、觀察、分析電路中各工作感性認(rèn)識(shí)，并鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力。

2．實(shí)踐內(nèi)容及步驟

（1）復(fù)習(xí)教材、到圖書館查找資料，了解、熟悉實(shí)踐電路，元件的性能及其工作原理。（2）裝配。1）手工或大小適中，不留

不能與印刷電路板連接，~220V的引線要用絕緣膠布牢固扎住。2）為了避免干擾，繪制印刷電路板圖，布置地線時(shí)應(yīng)注意各級(jí)電路采用一點(diǎn)接地原則。加粗、縮短地線。同時(shí)，寫上設(shè)計(jì)者的班級(jí)、學(xué)號(hào)、姓名

3）所有元件相互平衡或垂直。元件引腳、極性正確。同種元件距離印刷電路板的高度一致，注意變壓器的同名端。布局合理，美觀實(shí)用。

4）繪制的印刷電路板圖，經(jīng)審定后，制作印刷電路板。要求印刷電路板沖洗干凈，不含任何腐蝕物。鉆孔準(zhǔn)確，兩面無(wú)損。

5）對(duì)焊接的要求是：凈化元件引線和焊點(diǎn)表面，焊接牢固，無(wú)虛焊，焊點(diǎn)光亮、圓滑、飽滿、無(wú)裂紋、大小適中且一致。做到能

（3）調(diào)試、檢測(cè)1）根據(jù)電氣原理圖反復(fù)核對(duì)裝配好的電路。經(jīng)審查，同意后緣墊上才能通電調(diào)試

2）檢查各類電源的電壓幅值。如整流、穩(wěn)壓、插座、供電電壓幅值。3．觀察、記錄圖3－1電路中TP～TP7各點(diǎn)的電壓波形。1213

4．實(shí)踐說(shuō)明及注意問題

(1）注意雙線示波器的地線只

(2）遵守紀(jì)律，無(wú)曠課現(xiàn)象，注意用電安全。(3）根據(jù)需要教師可以更改或撒換實(shí)踐電路。按時(shí)完成實(shí)踐，交還實(shí)物、工具、搞好清潔6．實(shí)踐總結(jié)報(bào)告的內(nèi)容。(1）實(shí)踐任務(wù)和要求。

(2)實(shí)踐電路的工作原理

(3)電路調(diào)試。對(duì)調(diào)試中出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析，并說(shuō)明解決的措施

整理的波形與結(jié)果分析。各種波形中其高、低電平表示的意義。(4)收獲體會(huì)，存在問題及進(jìn)一步的改進(jìn)意見等。

(5)實(shí)踐總結(jié)報(bào)告抄寫在課程設(shè)計(jì)報(bào)告本上�；蛴糜�(jì)201*字，復(fù)印件、抄襲件、代做的無(wú)效。

14實(shí)訓(xùn)4同步信號(hào)為正弦波觸發(fā)電路1．實(shí)踐目的點(diǎn)的波形。使學(xué)生有一定的感性作原理：導(dǎo)通時(shí)。C2通過電源VD2充電+15V，C4通過T2原邊繞組設(shè)計(jì)、裝配、調(diào)試、觀察、分析電路中各工作

認(rèn)識(shí)，并鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力。2．實(shí)踐內(nèi)容及步驟

（1）復(fù)習(xí)教材、到圖書館查找資料，了解、熟悉實(shí)踐電路，元件的性能及其工作原理。實(shí)踐電路工當(dāng)V1、V3截止，V2

→R10→R8→2的b、e極充電到+15V，同步信號(hào)UT與移相控制電壓UCO迭加大于+0.7V后，V1導(dǎo)通→C2通過V1的c、e極→C4反向充電完畢。V2恢復(fù)導(dǎo)通。V3截止。改變UCO的大小，脈沖的移相范圍可達(dá)75�！鶹D4放電→V2截止→V3導(dǎo)通→發(fā)出脈沖→C4反向充電使脈沖維持一段時(shí)間（2）裝配。1）手工或計(jì)算

大小適中，不留空余面積。一般控制信號(hào)從左流到右，強(qiáng)電信號(hào)從上流到下。~220V不能與印刷電路板連接，~220V的引線要用絕緣膠布牢固扎住。2）為了避免干擾，繪制印刷電路板圖，布置地線時(shí)應(yīng)注意各級(jí)電

地原則。加粗、縮短地線。同時(shí)，寫上設(shè)計(jì)者的班級(jí)、學(xué)號(hào)、姓名以便評(píng)分。3）所有元件相互平衡或垂直。元件引腳、極性正確。同種元件距離印刷電路板

的高度一致，注意變壓器的同名端。布局合理，美觀實(shí)用。4）繪制的印刷電路板圖，經(jīng)審定后，制作印刷電路板。要求印

凈，不含任何腐蝕物。鉆孔準(zhǔn)確，兩面無(wú)損。5）對(duì)焊接的要求是：凈化元件引線和焊點(diǎn)表面，圓滑、飽滿、無(wú)裂紋、大小適中且一致。做到能免維護(hù)。（3）調(diào)試、檢測(cè)1）根據(jù)電氣原理圖墊上才能通電調(diào)試。確保人身安全，防止事故尤其是重大事故發(fā)生。2）檢查各類電源的電壓幅值。如整流、穩(wěn)壓、插座、供電電壓幅值。4－1TP～TP7各點(diǎn)的電壓波形。15416

(1）注意雙線示波器的地線只用一根，免造成電路短路。(2）遵守紀(jì)律，無(wú)曠課現(xiàn)象，注意用電安全。(3）根據(jù)需要教師可以更改或撒換實(shí)踐電路。

按時(shí)完成實(shí)踐，交還實(shí)物、工具、搞好清潔衛(wèi)生。7．實(shí)踐總結(jié)報(bào)告的內(nèi)容。

(1）實(shí)踐任務(wù)和要求。

(2)實(shí)踐電路的工作原理、印刷電板布線圖以及它們的說(shuō)明。

(3)電路調(diào)試。對(duì)調(diào)試中出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析，并說(shuō)明解決的措施；測(cè)試、記錄整理的波形與結(jié)果分析。各種波形中其高、低電平表示的意義。

(4)收獲體會(huì)，存在問題及進(jìn)一步的改進(jìn)意見等。

(5)實(shí)踐總結(jié)報(bào)告抄寫在課程設(shè)計(jì)報(bào)告本上�；蛴糜�(jì)算機(jī)打�。ㄗ詡洌�。不少于201*字，復(fù)印件、抄

襲件、代做的無(wú)效。1718

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實(shí)驗(yàn)一單結(jié)晶體管觸發(fā)電路實(shí)驗(yàn)

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1熟悉單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的工作原理及電路中各元件的作用。2掌握單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的調(diào)試步驟和方法。二、實(shí)驗(yàn)所需掛件及附件序號(hào)型號(hào)123DJK01電源控制屏DJK03-1晶閘管觸發(fā)電路雙蹤示波器備注該控制屏包含“三相電源輸出”等幾個(gè)模塊。該掛件包含“單結(jié)晶體管觸發(fā)電路”等模塊。自備三、實(shí)驗(yàn)線路及原理利用單結(jié)晶體管(又稱雙基極二極管)的負(fù)阻特性和RC的充放電特性，可組成頻率可

調(diào)的自激振蕩電路，如圖3-1所示。

圖中V6為單結(jié)晶體管，其常用的型號(hào)有BT33和BT35兩種，由等效電阻V5和C1組成組成RC充電回路，由C1-V6-脈沖變壓器組成電容放電回路，調(diào)節(jié)RP1即可改變C1充電回路中的等效電阻。

圖3-1單結(jié)晶體管觸發(fā)電路原理圖

工作原理簡(jiǎn)述如下：

由同步變壓器副邊輸出60V的交流同步電壓，經(jīng)VD1半波整流，再由穩(wěn)壓管V1、V2進(jìn)行削波，從而得到梯形波電壓，其過零點(diǎn)與電源電壓的過零點(diǎn)同步，梯形波通過R7及等效可變電阻V5向電容C1充電，當(dāng)充電電壓達(dá)到單結(jié)晶體管的峰值電壓UP時(shí)，單結(jié)晶體管V6導(dǎo)通，電容通過脈沖變壓器原邊放電，脈沖變壓器副邊輸出脈沖。同時(shí)由于放電時(shí)間常數(shù)很小，C1兩端的電壓很快下降到單結(jié)晶體管的谷點(diǎn)電壓Uv，使V6關(guān)斷，C1再次充電，周而復(fù)始，在電容C1兩端呈現(xiàn)鋸齒波形，在脈沖變壓器副邊輸出尖脈沖。在一個(gè)梯形波周期內(nèi)，V6可能導(dǎo)通、關(guān)斷多次，但只有輸出的第一個(gè)觸發(fā)脈沖對(duì)晶閘管的觸發(fā)時(shí)刻起作用。充電時(shí)間常數(shù)由電容C1和等效電阻等決定，調(diào)節(jié)RP1改變C1的充電的時(shí)間，控制第一個(gè)尖脈沖的出現(xiàn)時(shí)刻，實(shí)現(xiàn)脈沖的移相控制。單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的各點(diǎn)波形如圖3-2所示。

電位器RP1已裝在面板上，同步信號(hào)已在內(nèi)部接好，所有的測(cè)試信號(hào)都在面板上引出。

圖3-2單結(jié)晶體管觸發(fā)電路各點(diǎn)的電壓波形(α=90)

四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

1單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的調(diào)試。

2單結(jié)晶體管觸發(fā)電路各點(diǎn)電壓波形的觀察。五、預(yù)習(xí)要求

閱讀本教材1-3節(jié)及電力電子技術(shù)教材中有關(guān)單結(jié)晶體管的內(nèi)容，弄清單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的工作原理。六、思考題

1單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的振蕩頻率與電路中C1的數(shù)值有什么關(guān)系?2單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的移相范圍能否達(dá)到180°?七、實(shí)驗(yàn)方法

1單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的觀測(cè)。

將DJK01電源控制屏的電源選擇開關(guān)打到“直流調(diào)速”側(cè),使輸出線電壓為200V（不能打到“交流調(diào)速”側(cè)工作，因?yàn)镈JK03-1的正常工作電源電壓為220V±10%，而“交流調(diào)速”側(cè)輸出的線電壓為240V。如果輸入電壓超出其標(biāo)準(zhǔn)工作范圍，掛件的使用壽命將減少，甚至?xí)��?dǎo)致掛件的損壞。在“DZSZ-1型電機(jī)及自動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)裝置”上使用時(shí)，通過操作控制屏左側(cè)的自藕調(diào)壓器，將輸出的線電壓調(diào)到220V左右，然后才能將電源接入掛件），用兩根導(dǎo)線將200V交流電壓接到DJK03-1的“外接220V”端，按下“啟動(dòng)”按鈕，打開DJK03-1電源開關(guān)，這時(shí)掛件中所有的觸發(fā)電路都開始工作，用雙蹤示波器觀察單結(jié)晶體管觸發(fā)電路，經(jīng)半波整流后“1”點(diǎn)的波形，經(jīng)穩(wěn)壓管削波得到“2”點(diǎn)的波形，調(diào)節(jié)移相電位器RP1，觀察“4”點(diǎn)鋸齒波的周期變化及“5”點(diǎn)的觸發(fā)脈沖波形；最后觀測(cè)輸出的“G、K”觸發(fā)電壓波形，其能否在30°～170°范圍內(nèi)移相?

2單結(jié)晶體管觸發(fā)電路各點(diǎn)波形的記錄當(dāng)α＝30°、60°、90°、120°時(shí)，將單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的各觀測(cè)點(diǎn)波形描繪下來(lái)，并與圖3-2的各波形進(jìn)行比較。八、實(shí)驗(yàn)報(bào)告

畫出α=60°時(shí)，單結(jié)晶體管觸發(fā)電路各點(diǎn)輸出的波形及其幅值。九、注意事項(xiàng)

雙蹤示波器有兩個(gè)探頭，可同時(shí)觀測(cè)兩路信號(hào)，但這兩探頭的地線都與示波器的外殼相連，所以兩個(gè)探頭的地線不能同時(shí)接在同一電路的不同電位的兩個(gè)點(diǎn)上，否則這兩點(diǎn)會(huì)通過示波器外殼發(fā)生電氣短路。為此，為了保證測(cè)量的順利進(jìn)行，可將其中一根探頭的地線取下或外包絕緣，只使用其中一路的地線，這樣從根本上解決了這個(gè)問題。當(dāng)需要同時(shí)觀察兩個(gè)信號(hào)時(shí)，必須在被測(cè)電路上找到這兩個(gè)信號(hào)的公共點(diǎn)，將探頭的地線接于此處，探頭各接至被測(cè)信號(hào)，只有這樣才能在示波器上同時(shí)觀察到兩個(gè)信號(hào)，而不發(fā)生意外。

實(shí)驗(yàn)二單相半波可控整流電路實(shí)驗(yàn)

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1掌握單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的調(diào)試步驟和方法。

2掌握單相半波可控整流電路在電阻負(fù)載及電阻電感性負(fù)載時(shí)的工作。3了解續(xù)流二極管的作用。二、實(shí)驗(yàn)所需掛件及附件序號(hào)1234567型號(hào)DJK01電源控制屏DJK02晶閘管主電路DJK03-1晶閘管觸發(fā)電路DJK06給定及實(shí)驗(yàn)器件D42三相可調(diào)電阻雙蹤示波器萬(wàn)用表備注該控制屏包含“三相電源輸出”，“勵(lì)磁電源”等幾個(gè)模塊。該掛件包含“晶閘管”，以及“電感”等幾個(gè)模塊。該掛件包含“單結(jié)晶體管觸發(fā)電路”模塊。該掛件包含“二極管”等幾個(gè)模塊。自備自備三、實(shí)驗(yàn)線路及原理單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的工作原理及線路圖已在上節(jié)中作過介紹。將DJK03-1掛件上的單

結(jié)晶體管觸發(fā)電路的輸出端“G”和“K”接到DJK02掛件面板上的反橋中的任意一個(gè)晶閘管的門極和陰極，并將相應(yīng)的觸發(fā)脈沖的鈕子開關(guān)關(guān)閉（防止誤觸發(fā)），圖中的R負(fù)載用D42三相可調(diào)電阻，將兩個(gè)900Ω接成并聯(lián)形式。二極管VD1和開關(guān)S1均在DJK06掛件上，電感Ld在DJK02面板上，有100mH、200mH、700mH三檔可供選擇，本實(shí)驗(yàn)中選用700mH。直流電壓表及直流電流表從DJK02掛件上得到。

四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

1單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的調(diào)試。

2單結(jié)晶體管觸發(fā)電路各點(diǎn)電壓波形的觀察并記錄。

3f(α)特性的測(cè)定。

4單相半波整流電路帶電阻電感性負(fù)載時(shí)續(xù)流二極管作用的觀察。

五、預(yù)習(xí)要求

1閱讀電力電子技術(shù)教材中有關(guān)單結(jié)晶體管的內(nèi)容，弄清單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的工作原理。2復(fù)習(xí)單相半波可控整流電路的有關(guān)內(nèi)容，掌握單相半波可控整流電路接電阻性負(fù)載和電阻電感性負(fù)載時(shí)的工作波形。

掌握單相半波可控整流電路接不同負(fù)載時(shí)Ud、Id的計(jì)算方法。六、思考題

1單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的振蕩頻率與電路中電容C1的數(shù)值有什么關(guān)系?

2單相半波可控整流電路接電感性負(fù)載時(shí)會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象?如何解決?七、實(shí)驗(yàn)方法

1單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的調(diào)試

將DJK01電源控制屏的電源選擇開關(guān)打到“直流調(diào)速”側(cè)，使輸出線電壓為200V，用兩根導(dǎo)線將200V交流電壓接到DJK03-1的“外接220V”端，按下“啟動(dòng)”按鈕，打開DJK03-1電源開關(guān)，用雙蹤示波器觀察單結(jié)晶體管觸發(fā)電路中整流輸出的梯形波電壓、鋸齒波電壓及單結(jié)晶體管觸發(fā)電路輸出電壓等波形。調(diào)節(jié)移相電位器RP1，觀察鋸齒波的周期變化及輸出脈沖波形的移相范圍能否在30°～170°范圍內(nèi)移動(dòng)?

圖3-3單相半波可控整流電路

2單相半波可控整流電路接電阻性負(fù)載觸發(fā)電路調(diào)試正常后，按圖3-3電路圖接線。將電阻器調(diào)在最大阻值位置，按下“啟動(dòng)”按鈕，用示波器觀察負(fù)載電壓Ud、晶閘管VT兩端電壓UVT的波形，調(diào)節(jié)電位器RP1，觀察α=30°、60°、90°、120°、150°時(shí)Ud、UVT的波形，并測(cè)量直流輸出電壓Ud和電源電壓U2，記錄于下表中。

αU2Ud（記錄值）Ud/U2Ud（計(jì)算值）30°60°90°120°150°Ud=0.45U2(1+cosα)/23單相半波可控整流電路接電阻電感性負(fù)載

將負(fù)載電阻R改成電阻電感性負(fù)載（由電阻器與平波電抗器Ld串聯(lián)而成）。暫不接續(xù)流二極管VD1，在不同阻抗角[阻抗角φ=tg-1(ωL/R)，保持電感量不變，改變R的電阻值,注意電流不要超過1A的情況下，觀察并記錄α=30°、60°、90°、120°時(shí)的直流輸出電壓值Ud及UVT的波形。計(jì)算公式:Ud=0.45U2(l十cosα)/2αU2Ud(記錄值）Ud/U2Ud（計(jì)算值）αU2Ud（記錄值）Ud/U2Ud（計(jì)算值）八、實(shí)驗(yàn)報(bào)告

畫出α=90°時(shí)，電阻性負(fù)載和電阻電感性負(fù)載的Ud、UVT波形。

畫出電阻性負(fù)載時(shí)Ud/U2=f(α)的實(shí)驗(yàn)曲線，并與計(jì)算值Ud的對(duì)應(yīng)曲線相比較。分析實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的現(xiàn)象，寫出體會(huì)。

九、注意事項(xiàng)

1參照實(shí)驗(yàn)一的注意事項(xiàng)。

2在本實(shí)驗(yàn)中觸發(fā)電路選用的是單結(jié)晶體管觸發(fā)電路，同樣也可以用鋸齒波同步移相觸發(fā)電路來(lái)完成實(shí)驗(yàn)。

3在實(shí)驗(yàn)中，觸發(fā)脈沖是從外部接入DJKO2面板上晶閘管的門極和陰極，此時(shí),應(yīng)將所用晶閘管對(duì)應(yīng)的正橋觸發(fā)脈沖或反橋觸發(fā)脈沖的開關(guān)撥向“斷”的位置，避免誤觸發(fā)。為避免晶閘管意外損壞，實(shí)驗(yàn)時(shí)要注意以下幾點(diǎn)：

①在主電路未接通時(shí)，首先要調(diào)試觸發(fā)電路，只有觸發(fā)電路工作正常后，才可以接通主電路。

②在接通主電路前，必須先將控制電壓Uct調(diào)到零，且將負(fù)載電阻調(diào)到最大阻值處；接通主電路后，才可逐漸加大控制電壓Uct，避免過流。

③要選擇合適的負(fù)載電阻和電感，避免過流。在無(wú)法確定的情況下，應(yīng)盡可能選用大的電阻值。

由于晶閘管持續(xù)工作時(shí)，需要有一定的維持電流，故要使晶閘管主電路可靠工作，其通過的電流不能太小，否則可能會(huì)造成晶閘管時(shí)斷時(shí)續(xù)，工作不可靠。在本實(shí)驗(yàn)裝置中，要保證晶閘管正常工作，負(fù)載電流必須大于50mA以上。在實(shí)驗(yàn)中要注意同步電壓與觸發(fā)相位的關(guān)系，例如在單結(jié)晶體管觸發(fā)電路中，觸發(fā)脈沖產(chǎn)生的位置是在同步電壓的上半周，而在鋸齒波觸發(fā)電路中，觸發(fā)脈沖產(chǎn)生的位置是在同步電壓的下半周，所以在主電路接線時(shí)應(yīng)充分考慮到這個(gè)問題，否則實(shí)驗(yàn)就無(wú)法順利完成。

4使用電抗器時(shí)要注意其通過的電流不要超過1A，保證線性。

30°30°60°60°90°90°120°120°150°150°接入續(xù)流二極管VD1，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，觀察續(xù)流二極管的作用,以及UVD1波形的變化。

計(jì)算公式:Ud=0.45UU2(l十cosα)/2實(shí)驗(yàn)三單相橋式全控整流及有源逆變電路實(shí)驗(yàn)

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1加深理解單相橋式全控整流及逆變電路的工作原理。2研究單相橋式變流電路整流的全過程。3研究單相橋式變流電路逆變的全過程，掌握實(shí)現(xiàn)有源逆變的條件。4掌握產(chǎn)生逆變顛覆的原因及預(yù)防方法。二、實(shí)驗(yàn)所需掛件及附件序號(hào)型號(hào)1234567DJK01電源控制屏DJK02晶閘管主電路備注該控制屏包含“三相電源輸出”，“勵(lì)磁電源”等幾個(gè)模塊。該掛件包含“晶閘管”以及“電感”等幾個(gè)模塊。該掛件包含“逆變變壓器”以及“三相不控整流”等模塊。自備自備DJK03-1晶閘管觸發(fā)電路該掛件包含“鋸齒波同步觸發(fā)電路”模塊。DJK10變壓器實(shí)驗(yàn)D42三相可調(diào)電阻雙蹤示波器萬(wàn)用表三、實(shí)驗(yàn)線路及原理圖3-4為單相橋式整流帶電阻電感性負(fù)載，其輸出負(fù)載R用D42三相可調(diào)電阻器，將兩個(gè)900Ω接成并聯(lián)形式，電抗Ld用DJK02面板上的700mH，直流電壓、電流表均在DJK02面板上。觸發(fā)電路采用DJK03-1組件掛箱上的“鋸齒波同步移相觸發(fā)電路Ⅰ”和“Ⅱ”。

圖3-5為單相橋式有源逆變?cè)�理圖，三相電源經(jīng)三相不控整流，得到一個(gè)上負(fù)下正的直流電源，供逆變橋路使用，逆變橋路逆變出的交流電壓經(jīng)升壓變壓器反饋回電網(wǎng)�！叭�相不控整流”是DJK10上的一個(gè)模塊，其“心式變壓器”在此做為升壓變壓器用，從晶閘管逆變出的電壓接“心式變壓器”的中壓端Am、Bm，返回電網(wǎng)的電壓從其高壓端A、B輸出，為了避免輸出的逆變電壓過高而損壞心式變壓器，故將變壓器接成Y/Y接法。圖中的電阻R、電抗Ld和觸發(fā)電路與整流所用相同。

有關(guān)實(shí)現(xiàn)有源逆變的必要條件等內(nèi)容可參見電力電子技術(shù)教材的有關(guān)內(nèi)容。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

1單相橋式全控整流電路帶電阻電感負(fù)載。2單相橋式有源逆變電路帶電阻電感負(fù)載。3有源逆變電路逆變顛覆現(xiàn)象的觀察。五、預(yù)習(xí)要求

1閱讀電力電子技術(shù)教材中有關(guān)單相橋式全控整流電路的有關(guān)內(nèi)容。

2閱讀電力電子技術(shù)教材中有關(guān)有源逆變電路的內(nèi)容，掌握實(shí)現(xiàn)有源逆變的基本條件。

六、思考題

實(shí)現(xiàn)有源逆變的條件是什么?在本實(shí)驗(yàn)中是如何保證能滿足這些條件?七、實(shí)驗(yàn)方法1觸發(fā)電路的調(diào)試

將DJK01電源控制屏的電源選擇開關(guān)打到“直流調(diào)速”側(cè)使輸出線電壓為200V，用兩根導(dǎo)線將200V交流電壓接到DJK03-1的“外接220V”端，按下“啟動(dòng)”按鈕，打開DJK03-1電源開關(guān)，用示波器觀察鋸齒波同步觸發(fā)電路各觀察孔的電壓波形。

將控制電壓Uct調(diào)至零(將電位器RP2順時(shí)針旋到底)，觀察同步電壓信號(hào)和“6”點(diǎn)U6的波形，調(diào)節(jié)偏移電壓Ub(即調(diào)RP3電位器)，使α=180°。將鋸齒波觸發(fā)電路的輸出脈沖端分別接至全控橋中相應(yīng)晶閘管的門極和陰極，注意不要把相序接反了，否則無(wú)法進(jìn)行整流和逆變。將DJKO2上的正橋和反橋觸發(fā)脈沖開關(guān)都打到“斷”的位置,并使Ulf和Ulr懸空，確保晶閘管不被誤觸發(fā)。

圖3-4單相橋式整流實(shí)驗(yàn)原理圖

圖3-5單相橋式有源逆變電路實(shí)驗(yàn)原理圖

2單相橋式全控整流

按圖3-4接線，將電阻器放在最大阻值處，按下“啟動(dòng)”按鈕，保持Ub偏移電壓不變(即RP3固定)，逐漸增加Uct（調(diào)節(jié)RP2），在α=0°、30°、60°、90°、120°時(shí)，用示波器觀察、記錄整流電壓Ud和晶閘管兩端電壓Uvt的波形，并記錄電源電壓U2和負(fù)載電壓Ud的數(shù)值于下表中。αU2Ud（記錄值）30°60°90°120°Ud（計(jì)算值）計(jì)算公式:Ud＝O.9UU2(1+cosα)/23單相橋式有源逆變電路實(shí)驗(yàn)

按圖3-5接線，將電阻器放在最大阻值處，按下“啟動(dòng)”按鈕，保持Ub偏移電壓不變(即RP3固定)，逐漸增加Uct（調(diào)節(jié)RP2），在β=30°、60°、90°時(shí)，觀察、記錄逆變電流Id和晶閘管兩端電壓Uvt的波形，并記錄負(fù)載電壓Ud的數(shù)值于下表中。

βU2Ud（記錄值）Ud（計(jì)算值）30°60°90°3逆變顛覆現(xiàn)象的觀察調(diào)節(jié)Uct,使α=150°，觀察Ud波形。突然關(guān)斷觸發(fā)脈沖（可

將觸發(fā)信號(hào)拆去），用雙蹤慢掃描示波器觀察逆變顛覆現(xiàn)象，記錄逆變顛覆時(shí)的Ud波形。

八、實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1畫出α=30°、60°、90°、120°、150°時(shí)Ud和UVT的波形。2畫出電路的移相特性Ud=f(α)曲線。

3分析逆變顛覆的原因及逆變顛覆后會(huì)產(chǎn)生的后果。九、注意事項(xiàng)

1參照實(shí)驗(yàn)四的注意事項(xiàng)

2在本實(shí)驗(yàn)中，觸發(fā)脈沖是從外部接入DJKO2面板上晶閘管的門極和陰極，此時(shí),應(yīng)將所用晶閘管對(duì)應(yīng)的正橋觸發(fā)脈沖或反橋觸發(fā)脈沖的開關(guān)撥向“斷”的位置，并將Ulf及Ulr懸空，避免誤觸發(fā)。為了保證從逆變到整流不發(fā)生過流，其回路的電阻R應(yīng)取比較大的值，但也要考慮到晶閘管的維持電流，保證可靠導(dǎo)通。

實(shí)驗(yàn)四三相半波可控整流電路實(shí)驗(yàn)

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

了解三相半波可控整流電路的工作原理，研究可控整流電路在電阻負(fù)載和電阻電感性負(fù)載時(shí)的工作情況。二、實(shí)驗(yàn)所需掛件及附件序號(hào)型號(hào)1234567DJK01電源控制屏DJK02晶閘管主電路DJK02-1三相晶閘管觸發(fā)電路DJK06給定及實(shí)驗(yàn)器件D42三相可調(diào)電阻雙蹤示波器萬(wàn)用表三、實(shí)驗(yàn)線路及原理備注該控制屏包含“三相電源輸出”等幾個(gè)模塊。該掛件包含“觸發(fā)電路”,“正反橋功放”等幾個(gè)模塊。該掛件包含“給定”等模塊。自備自備三相半波可控整流電路用了三只晶閘管，與單相電路比較，其輸出電壓脈動(dòng)小，輸出功率大。不足之處是晶閘管電流即變壓器的副邊電流在一個(gè)周期內(nèi)只有1/3時(shí)間有電流流過，變壓器利用率較低。圖3-6中晶閘管用DJK02正橋組的三個(gè)，電阻R用D42三相可調(diào)電阻，將兩個(gè)900Ω接成并聯(lián)形式，Ld電感用DJK02面板上的700mH，其三相觸發(fā)信號(hào)由DJK02-1內(nèi)部提供，只需在其外加一個(gè)給定電壓接到Uct端即可。直流電壓、電流表由DJK02獲得。

圖3-6三相半波可控整流電路實(shí)驗(yàn)原理圖

四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

1研究三相半波可控整流電路帶電阻性負(fù)載。

2研究三相半波可控整流電路帶電阻電感性負(fù)載。五、預(yù)習(xí)要求

閱讀電力電子技術(shù)教材中有關(guān)三相半波整流電路的內(nèi)容。

六、思考題

1如何確定三相觸發(fā)脈沖的相序，主電路輸出的三相相序能任意改變嗎？2根據(jù)所用晶閘管的定額，如何確定整流電路的最大輸出電流？七、實(shí)驗(yàn)方法

1DJK02和DJK02-1上的“觸發(fā)電路”調(diào)試

①打開DJK01總電源開關(guān)，操作“電源控制屏”上的“三相電網(wǎng)電壓指示”開關(guān)，觀察輸入的三相電網(wǎng)電壓是否平衡。

②將DJK01“電源控制屏”上“調(diào)速電源選擇開關(guān)”撥至“直流調(diào)速”側(cè)。

③用10芯的扁平電纜，將DJK02的“三相同步信號(hào)輸出”端和DJK02-1“三相同步信號(hào)輸入”端相連,打開DJK02-1電源開關(guān)，撥動(dòng)“觸發(fā)脈沖指示”鈕子開關(guān)，使“窄”的發(fā)光管亮。

④觀察A、B、C三相的鋸齒波，并調(diào)節(jié)A、B、C三相鋸齒波斜率調(diào)節(jié)電位器（在各觀測(cè)孔左側(cè)），使三相鋸齒波斜率盡可能一致。

⑤將DJK06上的“給定”輸出Ug直接與DJK02-1上的移相控制電壓Uct相接，將給定開關(guān)S2撥到接地位置（即Uct=0），調(diào)節(jié)DJK02-1上的偏移電壓電位器，用雙蹤示波器觀察A相同步電壓信號(hào)和“雙脈沖觀察孔”VT1的輸出波形，使α=150°(注意此處的α表示三相晶閘管電路中的移相角，它的0°是從自然換流點(diǎn)開始計(jì)算，前面實(shí)驗(yàn)中的單相晶閘管電路的0°移相角表示從同步信號(hào)過零點(diǎn)開始計(jì)算，兩者存在相位差，前者比后者滯后30°)。⑥適當(dāng)增加給定Ug的正電壓輸出，觀測(cè)DJK02-1上“脈沖觀察孔”的波形，此時(shí)應(yīng)觀測(cè)到單窄脈沖和雙窄脈沖。

⑦用8芯的扁平電纜，將DJK02-1面板上“觸發(fā)脈沖輸出”和“觸發(fā)脈沖輸入”相連，使得觸發(fā)脈沖加到正反橋功放的輸入端。

⑧將DJK02-1面板上的Ulf端接地，用20芯的扁平電纜，將DJK02-1的“正橋觸發(fā)脈沖輸出”端和DJK02“正橋觸發(fā)脈沖輸入”端相連，并將DJK02“正橋觸發(fā)脈沖”的六個(gè)開關(guān)撥至“通”，觀察正橋VT1～VT6晶閘管門極和陰極之間的觸發(fā)脈沖是否正常。

2三相半波可控整流電路帶電阻性負(fù)載

按圖1-5接線，將電阻器放在最大阻值處，按下“啟動(dòng)”按鈕，DJK06上的“給定”從零開始，慢慢增加移相電壓，使α能從30°到180°范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，用示波器觀察并紀(jì)錄三相電路中α=30°、60°、90°、120°、150°時(shí)整流輸出電壓Ud和晶閘管兩端電壓UVT的波形，并紀(jì)錄相應(yīng)的電源電壓U2及Ud的數(shù)值于下表中

αU2Ud（記錄值）Ud/U2Ud（計(jì)算值）30°60°90°計(jì)算公式:Ud＝1.17U2cosα(0～30)°π

Ud=0.675U2[1+cos(a+)](30°～150°)

3三相半波整流帶電阻電感性負(fù)載

將DJK02上700mH的電抗器與負(fù)載電阻R串聯(lián)后接入主電路，觀察不同移相角α?xí)rUd、Id的輸出波形，并記錄相應(yīng)的電源電壓U2及Ud、Id值，畫出α＝90°時(shí)的Ud及Id波形圖。

αU2Ud（記錄值）Ud/U2Ud（計(jì)算值）30°60°90°120°120°150°八、實(shí)驗(yàn)報(bào)告繪出當(dāng)α＝90o時(shí)，整流電路供電給電阻性負(fù)載、電阻電感性負(fù)載時(shí)的Ud及Id的波形，并進(jìn)行分析討論。

九、注意事項(xiàng)

整流電路與三相電源連接時(shí)，一定要注意相序，必須一一對(duì)應(yīng)。

實(shí)驗(yàn)五單相橋式全控整流及有源逆變電路實(shí)驗(yàn)

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1加深理解單相橋式全控整流及逆變電路的工作原理。

2研究單相橋式變流電路整流的全過程。

3研究單相橋式變流電路逆變的全過程，掌握實(shí)現(xiàn)有源逆變的條件。4掌握產(chǎn)生逆變顛覆的原因及預(yù)防方法。二、實(shí)驗(yàn)所需掛件及附件序號(hào)型號(hào)1234567DJK01電源控制屏DJK02晶閘管主電路備注該控制屏包含“三相電源輸出”，“勵(lì)磁電源”等幾個(gè)模塊。該掛件包含“晶閘管”以及“電感”等幾個(gè)模塊。該掛件包含“逆變變壓器”以及“三相不控整流”等模塊。自備自備DJK03-1晶閘管觸發(fā)電路該掛件包含“鋸齒波同步觸發(fā)電路”模塊。DJK10變壓器實(shí)驗(yàn)D42三相可調(diào)電阻雙蹤示波器萬(wàn)用表三、實(shí)驗(yàn)線路及原理圖3-7為單相橋式整流帶電阻電感性負(fù)載，其輸出負(fù)載R用D42三相可調(diào)電阻器，將兩個(gè)900Ω接成并聯(lián)形式，電抗Ld用DJK02面板上的700mH，直流電壓、電流表均在DJK02面板上。觸發(fā)電路采用DJK03-1組件掛箱上的“鋸齒波同步移相觸發(fā)電路Ⅰ”和“Ⅱ”。圖1-7為單相橋式有源逆變?cè)�理圖，三相電源經(jīng)三相不控整流，得到一個(gè)上負(fù)下正的直流電源，供逆變橋路使用，逆變橋路逆變出的交流電壓經(jīng)升壓變壓器反饋回電網(wǎng)�！叭�相不控整流”是DJK10上的一個(gè)模塊，其“心式變壓器”在此做為升壓變壓器用，從晶閘管逆變出的電壓接“心式變壓器”的中壓端Am、Bm，返回電網(wǎng)的電壓從其高壓端A、B輸出，為了避免輸出的逆變電壓過高而損壞心式變壓器，故將變壓器接成Y/Y接法。圖中的電阻R、電抗Ld和觸發(fā)電路與整流所用相同。

有關(guān)實(shí)現(xiàn)有源逆變的必要條件等內(nèi)容可參見電力電子技術(shù)教材的有關(guān)內(nèi)容。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

單相橋式全控整流電路帶電阻電感負(fù)載。

單相橋式有源逆變電路帶電阻電感負(fù)載。有源逆變電路逆變顛覆現(xiàn)象的觀察。

五、預(yù)習(xí)要求

1閱讀電力電子技術(shù)教材中有關(guān)單相橋式全控整流電路的有關(guān)內(nèi)容。

2閱讀電力電子技術(shù)教材中有關(guān)有源逆變電路的內(nèi)容，掌握實(shí)現(xiàn)有源逆變的基本條件。六、思考題

實(shí)現(xiàn)有源逆變的條件是什么?在本實(shí)驗(yàn)中是如何保證能滿足這些條件?七、實(shí)驗(yàn)方法1觸發(fā)電路的調(diào)試

將DJK01電源控制屏的電源選擇開關(guān)打到“直流調(diào)速”側(cè)使輸出線電壓為200V，用兩根導(dǎo)線將200V交流電壓接到DJK03-1的“外接220V”端，按下“啟動(dòng)”按鈕，打開DJK03-1電源開關(guān)，用示波器觀察鋸齒波同步觸發(fā)電路各觀察孔的電壓波形。

將控制電壓Uct調(diào)至零(將電位器RP2順時(shí)針旋到底)，觀察同步電壓信號(hào)和“6”點(diǎn)U6的波形，調(diào)節(jié)偏移電壓Ub(即調(diào)RP3電位器)，使α=180°。

將鋸齒波觸發(fā)電路的輸出脈沖端分別接至全控橋中相應(yīng)晶閘管的門極和陰極，注意不要把相序接反了，否則無(wú)法進(jìn)行整流和逆變。將DJKO2上的正橋和反橋觸發(fā)脈沖開關(guān)都打到“斷”的位置,并使Ulf和Ulr懸空，確保晶閘管不被誤觸發(fā)。

圖3-7單相橋式整流實(shí)驗(yàn)原理圖

圖3-8單相橋式有源逆變電路實(shí)驗(yàn)原理圖

2單相橋式全控整流按圖3-8接線，將電阻器放在最大阻值處，按下“啟動(dòng)”按鈕，保持Ub偏移電壓不變(即RP3固定)，逐漸增加Uct（調(diào)節(jié)RP2），在α=0°、30°、60°、90°、120°時(shí)，用示波器觀察、記錄整流電壓Ud和晶閘管兩端電壓Uvt的波形，并記錄電源電壓U2和負(fù)載電壓Ud的數(shù)值于下表中。

αU2Ud（記錄值）Ud（計(jì)算值）30°60°計(jì)算公式:Ud＝O.9U2(1+cosα)/23單相橋式有源逆變電路實(shí)驗(yàn)

按圖3-7接線，將電阻器放在最大阻值處，按下“啟動(dòng)”按鈕，保持Ub偏移電壓不變(即RP3固定)，逐漸增加Uct（調(diào)節(jié)RP2），在β=30°、60°、90°時(shí)，觀察、記錄逆變電流Id和晶閘管兩端電壓Uvt的波形，并記錄負(fù)載電壓Ud的數(shù)值于下表中。

βU2Ud（記錄值）30°60°90°90°120°Ud（計(jì)算值）4逆變顛覆現(xiàn)象的觀察調(diào)節(jié)Uct,使α=150°，觀察Ud波形。突然關(guān)斷觸發(fā)脈沖（可將觸發(fā)信號(hào)拆去），用雙蹤慢掃描示波器觀察逆變顛覆現(xiàn)象，記錄逆變顛覆時(shí)的Ud波形。

八、實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1畫出α=30°、60°、90°、120°、150°時(shí)Ud和UVT的波形。2畫出電路的移相特性Ud=f(α)曲線。

3分析逆變顛覆的原因及逆變顛覆后會(huì)產(chǎn)生的后果。九、注意事項(xiàng)

在本實(shí)驗(yàn)中，觸發(fā)脈沖是從外部接入DJKO2面板上晶閘管的門極和陰極，此時(shí),應(yīng)將所用晶閘管對(duì)應(yīng)的正橋觸發(fā)脈沖或反橋觸發(fā)脈沖的開關(guān)撥向“斷”的位置，并將Ulf及Ulr懸空，避免誤觸發(fā)。

為了保證從逆變到整流不發(fā)生過流，其回路的電阻R應(yīng)取比較大的值，但也要考慮到晶閘管的維持電流，保證可靠導(dǎo)通。

實(shí)驗(yàn)六直流斬波電路原理實(shí)驗(yàn)

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1加深理解斬波器電路的工作原理。

2掌握斬波器主電路、觸發(fā)電路的調(diào)試步驟和方法。3熟悉斬波器電路各點(diǎn)的電壓波形。二、實(shí)驗(yàn)所需掛件及附件序號(hào)型號(hào)123456DJK01電源控制屏DJK05直流斬波電路DJK06給定及實(shí)驗(yàn)器件D42三相可調(diào)電阻雙蹤示波器萬(wàn)用表備注該控制屏包含“三相電源輸出”等幾個(gè)模塊。該掛件包含觸發(fā)電路及主電路兩個(gè)部分。該掛件包含“給定”等模塊。自備自備三、實(shí)驗(yàn)線路及原理本實(shí)驗(yàn)采用脈寬可調(diào)的晶閘管斬波器，主電路如圖3-9所示。其中VT1為主晶閘管，VT2為輔助晶閘管,C和L1構(gòu)成振蕩電路,它們與VD2、VD1、L2組成VT1的換流關(guān)斷電路。當(dāng)接通電源時(shí)，C經(jīng)L1、VD1、L2及負(fù)載充電至+Ud0，此時(shí)VT1、VT2均不導(dǎo)通，當(dāng)主脈沖到來(lái)時(shí)，VT1導(dǎo)通，電源電壓將通過該晶閘管加到負(fù)載上。當(dāng)輔助脈沖到來(lái)時(shí)，VT2導(dǎo)通，C通過VT2、L1放電，然后反向充電，其電容的極性從+Ud0變?yōu)?Ud0，當(dāng)充電電流下降到零時(shí)，VT2自行關(guān)斷，此時(shí)VT1繼續(xù)導(dǎo)通。VT2關(guān)斷后，電容C通過VD1及VT1反向放電，流過VT1的電流開始減小，當(dāng)流過VT1的反向放電電流與負(fù)載電流相同的時(shí)候，VT1關(guān)斷；此時(shí)，電容C繼續(xù)通過VD1、L2、VD2放電，然后經(jīng)L1、VD1、L2及負(fù)載充電至+Ud0，電源停止輸出電流，等待下一個(gè)周期的觸發(fā)脈沖到來(lái)。VD3為續(xù)流二極管，為反電勢(shì)負(fù)載提供放電回路。

圖3-9斬波主電路原理圖

從以上斬波器工作過程可知，控制VT2脈沖出現(xiàn)的時(shí)刻即可調(diào)節(jié)輸出電壓的脈寬,從而可達(dá)到調(diào)節(jié)輸出直流電壓的目的。VT1、VT2的觸發(fā)脈沖間隔由觸發(fā)電路確定。斬波器觸發(fā)電路如圖1-27所示，其原理可參見1-3節(jié)內(nèi)容。

實(shí)驗(yàn)接線如圖3-10所示，電阻R用D42三相可調(diào)電阻，用其中一個(gè)900Ω的電阻；勵(lì)磁電源和直流電壓、電流表均在控制屏上。

圖3-10直流斬波器實(shí)驗(yàn)線路圖

四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

1直流斬波器觸發(fā)電路調(diào)試。2直流斬波器接電阻性負(fù)載。

3直流斬波器接電阻電感性負(fù)載（選做）。五、預(yù)習(xí)要求

1閱讀電力電子技術(shù)教材中有關(guān)斬波器的內(nèi)容，弄清脈寬可調(diào)斬波器的工作原理。2學(xué)習(xí)本教材1-3節(jié)中有關(guān)斬波器及其觸發(fā)電路的內(nèi)容，掌握斬波器及其觸發(fā)電路的工作原理及調(diào)試方法。六、思考題

1直流斬波器有哪幾種調(diào)制方式?本實(shí)驗(yàn)中的斬波器為何種調(diào)制方式?2本實(shí)驗(yàn)采用的斬波器主電路中電容C起什么作用?七、實(shí)驗(yàn)方法

1斬波器觸發(fā)電路調(diào)試調(diào)節(jié)DJK05面板上的電位器RP1、RP2，RP1調(diào)節(jié)鋸齒波的上下電平位置，而RP2為調(diào)節(jié)鋸齒波的頻率。先調(diào)節(jié)RP2，將頻率調(diào)節(jié)到200Hz300Hz之間，然后在保證三角波不失真的情況下，調(diào)節(jié)RP1為三角波提供一個(gè)偏置電壓（接近電源電壓），使斬波主電路工作的時(shí)候有一定的起始直流電壓，供晶閘管一定的維持電流，保證系統(tǒng)能可靠工作，將DJK06上的給定接入，觀察觸發(fā)電路的第二點(diǎn)波形，增加給定，使占空比從0.3調(diào)到0.9。

2斬波器帶電阻性負(fù)載①按圖1-9實(shí)驗(yàn)線路接線，直流電源由電源控制屏上的勵(lì)磁電源提供，接斬波主電路（要注意極性），斬波器主電路接電阻負(fù)載，將觸發(fā)電路的輸出“G1”、“K1”、“G2”、“K2”分別接至VT1、VT2的門極和陰極。

②用示波器觀察并記錄觸發(fā)電路的“G1”、“K1”、“G2”、“K2”、波形，并記錄輸出電壓才及晶閘管兩端電壓UVT1的波形，注意觀測(cè)各波形間的相對(duì)相位關(guān)系。

③調(diào)節(jié)DJK06上的“給定”值，觀察在不同τ（即主脈沖和輔助脈沖的間隔時(shí)間）時(shí)Ud的波形，并記錄相應(yīng)的Ud和τ，從而畫出Ud=f(τ/T)的關(guān)系曲線，其中τ/T為占空比。τUd3斬波器帶電阻電感性負(fù)載（選做）要完成該實(shí)驗(yàn)，需加一電感。關(guān)斷主電源后，將負(fù)載改接成電阻電感性負(fù)載，重復(fù)上述電阻性負(fù)載時(shí)的實(shí)驗(yàn)步驟。

八、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1關(guān)系曲線。

2討論、分析實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的各種現(xiàn)象。九、注意事項(xiàng)

1觸發(fā)電路調(diào)試好后，才能接主電路實(shí)驗(yàn)。

將DJK06上的“給定”與DJK05的公共端相連，以使電路正常工作。

負(fù)載電流不要超過0.5A，否則容易造成電路失控現(xiàn)象。2當(dāng)斬波器出現(xiàn)失控現(xiàn)象時(shí)，請(qǐng)首先檢查觸發(fā)電路參數(shù)設(shè)置是否正確，確保無(wú)誤后將直流電源的開關(guān)重新打開。

實(shí)驗(yàn)七三相正弦波脈寬調(diào)制SPWM變頻原理實(shí)驗(yàn)

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1掌握SPWM的基本原理和實(shí)現(xiàn)方法。SPWM控制有關(guān)的信號(hào)波形。

二、實(shí)驗(yàn)所需掛件及附件2熟悉與

序號(hào)型號(hào)1234DJK01電源控制屏DJK13三相異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速控制雙蹤示波器萬(wàn)用表備注該掛件包含“三相電源輸出”等幾個(gè)模塊。SPWM方式下（將控制部分S、V、P

三、實(shí)驗(yàn)方法1接通掛件電源，關(guān)閉電機(jī)開關(guān)，調(diào)制方式設(shè)定在

的三個(gè)端子都懸空），然后開啟電源開關(guān)。2點(diǎn)動(dòng)“增速”按鍵，將頻率設(shè)定在0.5Hz，在SPWM部分觀測(cè)三相正弦波信號(hào)（在測(cè)

試點(diǎn)“2、3、4”），觀測(cè)三角載波信號(hào)（在測(cè)試點(diǎn)“5”），三相SPWM調(diào)制信號(hào)（在測(cè)試點(diǎn)“6、7、8”）；再點(diǎn)動(dòng)“轉(zhuǎn)向”按鍵，改變轉(zhuǎn)動(dòng)方向，觀測(cè)上述各信號(hào)的相位關(guān)系變化。3逐步升高頻率，直至到達(dá)50Hz處，重復(fù)以上的步驟。

4將頻率設(shè)置為0.5HZ～60HZ的范圍內(nèi)改變，在測(cè)試點(diǎn)“2、3、4”中觀測(cè)正弦波信號(hào)的頻率和幅值的關(guān)系。四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告

SPWM調(diào)制有關(guān)信號(hào)波形，說(shuō)明SPWM的基本原理。

2分析在0.5HZ～50Hz范圍內(nèi)正弦波信號(hào)的幅值與頻率的關(guān)系。

1畫出與3分析在

50HZ～60Hz范圍內(nèi)正弦波信號(hào)的幅值與頻率的關(guān)系。

實(shí)驗(yàn)八三相交流調(diào)壓電路實(shí)驗(yàn)

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1了解三相交流調(diào)壓觸發(fā)電路的工作原理。2加深理解三相交流調(diào)壓電路的工作原理。

3了解三相交流調(diào)壓電路帶不同負(fù)載時(shí)的工作特性。二、實(shí)驗(yàn)所需掛件及附件序號(hào)型號(hào)1234567DJK01電源控制屏DJK02晶閘管主電路DJK02-1三相晶閘管觸發(fā)電路DJK06給定及實(shí)驗(yàn)器件D42三相可調(diào)電阻雙蹤示波器萬(wàn)用表三、實(shí)驗(yàn)線路及原理交流調(diào)壓器應(yīng)采用寬脈沖或雙窄脈沖進(jìn)行觸發(fā)。實(shí)驗(yàn)裝置中使用雙窄脈沖。實(shí)驗(yàn)線路如圖3-11所示。圖中晶閘管均在DJK02上，用其正橋，將D42三相可調(diào)電阻接成三相負(fù)載，其所用的交流表均在DJK01控制屏的面板上。

備注該控制屏包含“三相電源輸出”等幾個(gè)模塊。該掛件包含“觸發(fā)電路”,“正反橋功放”等幾個(gè)模塊。該掛件包含“給定”等模塊。自備自備

圖3-11三相交流調(diào)壓實(shí)驗(yàn)線路圖

四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

1三相交流調(diào)壓器觸發(fā)電路的調(diào)試。2三相交流調(diào)壓電路帶電阻性負(fù)載。

4三相交流調(diào)壓電路帶電阻電感性負(fù)載（選做）。五、預(yù)習(xí)要求

1閱讀電力電子技術(shù)教材中有關(guān)交流調(diào)壓的內(nèi)容，掌握三相交流調(diào)壓的工作原理。2如何使三相可控整流的觸發(fā)電路用于三相交流調(diào)壓電路。六、實(shí)驗(yàn)方法

1DJK02和DJK02-1上的“觸發(fā)電路”調(diào)試

①打開DJK01總電源開關(guān)，操作“電源控制屏”上的“三相電網(wǎng)電壓指示”開關(guān)，觀察輸入的三相電網(wǎng)電壓是否平衡。

②將DJK01“電源控制屏”上“調(diào)速電源選擇開關(guān)”撥至“直流調(diào)速”側(cè)。

③用10芯的扁平電纜，將DJK02的“三相同步信號(hào)輸出”端和DJK02-1“三相同步信號(hào)輸入”端相連,打開DJK02-1電源開關(guān)，撥動(dòng)“觸發(fā)脈沖指示”鈕子開關(guān)，使“窄”的發(fā)光管亮。

④觀察A、B、C三相的鋸齒波，并調(diào)節(jié)A、B、C三相鋸齒波斜率調(diào)節(jié)電位器（在各觀測(cè)孔左側(cè)），使三相鋸齒波斜率盡可能一致。

⑤將DJK06上的“給定”輸出Ug直接與DJK02-1上的移相控制電壓Uct相接，將給定開關(guān)S2撥到接地位置（即Uct=0），調(diào)節(jié)DJK02-1上的偏移電壓電位器，用雙蹤示波器觀察A相同步電壓信號(hào)和“雙脈沖觀察孔”VT1的輸出波形，使α=180°。

⑥適當(dāng)增加給定Ug的正電壓輸出，觀測(cè)DJK02-1上“脈沖觀察孔”的波形，此時(shí)應(yīng)觀測(cè)到單窄脈沖和雙窄脈沖。

⑦用8芯的扁平電纜，將DJK02-1面板上“觸發(fā)脈沖輸出”和“觸發(fā)脈沖輸入”相連，使得觸發(fā)脈沖加到正反橋功放的輸入端。

⑧將DJK02-1面板上的Ulf端接地，用20芯的扁平電纜，將DJK02-1的“正橋觸發(fā)脈沖輸出”端和DJK02“正橋觸發(fā)脈沖輸入”端相連，并將DJK02“正橋觸發(fā)脈沖”的六個(gè)開關(guān)撥至“通”，觀察正橋VT1～VT6晶閘管門極和陰極之間的觸發(fā)脈沖是否正常。

2三相交流調(diào)壓器帶電阻性負(fù)載使用正橋晶閘管VT1～VT6，按圖3-23連成三相交流調(diào)壓主電路，其觸發(fā)脈沖己通過內(nèi)部連線接好，只要將正橋脈沖的6個(gè)開關(guān)撥至“接通”，“Ulf”端接地即可。接上三相平衡電阻負(fù)載，接通電源，用示波器觀察并記錄α=30°、60°、90°、120°、150°及180°時(shí)的輸出電壓波形，并記錄相應(yīng)的輸出電壓有效值，填入下表:

αU30°60°90°120°150°180°3三相交流調(diào)壓器接電阻電感性負(fù)載（選做）要完成該實(shí)驗(yàn)，需加上三個(gè)電抗器。切斷電源輸出，將三相電抗器接入。接通電源，調(diào)節(jié)三相負(fù)載的阻抗角（調(diào)節(jié)電阻阻值即可），使φ=60°,用示波器觀察并記錄α=30°、60°、90°及120°時(shí)的波形，并記錄輸出電壓U1、電流I1的波形及輸出電壓有效值U，記于下表:

αU30°60°90°120°七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1整理并畫出實(shí)驗(yàn)中記錄的波形，作不同負(fù)載時(shí)的U=f(α)的曲線。

2討論、分析實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的各種問題。八、注意事項(xiàng)可參考實(shí)驗(yàn)六的注意事項(xiàng)(1)、(2)。

實(shí)驗(yàn)九PS-ZVS-PWM軟開關(guān)技術(shù)實(shí)驗(yàn)

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1熟悉移相控制零電壓開關(guān)PWM(PS-ZVS-PWM)的結(jié)構(gòu)與工作原理。2了解全橋軟開關(guān)電源移相PWM控制芯片的使用方法和工作原理。二、實(shí)驗(yàn)所需掛件及附件序號(hào)1234三、實(shí)驗(yàn)線路及原理型號(hào)DJK01電源控制屏DJK24PS-ZVS-PWM軟開關(guān)技術(shù)雙蹤示波器萬(wàn)用表備注自備自備圖3-12實(shí)驗(yàn)線路圖

實(shí)驗(yàn)線路主要有控制電路、驅(qū)動(dòng)電路、移相控制零電壓開關(guān)PWM(PS-ZVS-PWM)變換器和穩(wěn)壓反饋電路組成。

1PS-ZVS-PWM變換器簡(jiǎn)介PS-ZVS-PWM變換器利用變壓器的漏感或原邊串聯(lián)電感和功率管的寄生電容或外接電容來(lái)實(shí)現(xiàn)零電壓開關(guān)，它的電路結(jié)構(gòu)及主要波形如圖3-13所示。

圖3-13電路結(jié)構(gòu)和主要波形

其中，D1∽D4分別是Q1∽Q4的內(nèi)部寄生二極管，C1∽C4分別是Q1∽Q4的寄生電容或外接電容。Lr是諧振電感，它包括了變壓器的漏感。每個(gè)橋臂的兩個(gè)功率管(Q1、Q3和Q4、Q2)成180°互補(bǔ)導(dǎo)通，兩個(gè)橋臂的導(dǎo)通角相差一個(gè)相位，即移相角，通過調(diào)節(jié)移相角的大小來(lái)調(diào)節(jié)輸出電壓。Q1和Q3分別超前于Q4和Q2一個(gè)相位，稱Q1和Q3組成的橋臂為超前橋臂，Q4和Q2組成的橋臂為滯后橋臂。

在一個(gè)開關(guān)周期中，PS-ZVS-PWM全橋變換器有12種開關(guān)狀態(tài)。假設(shè)：

①所有元器件均為理想器件；②C1=C3=Clead，C2=C4=Clag；③Lf》Lr/K2，K是變壓器原副邊匝比,Lf為輸出電感。圖3-14到圖4-20給出了該變換器在不同開關(guān)狀態(tài)下的等效電路。各開關(guān)狀態(tài)的工作情況描述如下。

1開關(guān)模態(tài)0在t0時(shí)刻，對(duì)應(yīng)于圖4-33。Q1和Q4導(dǎo)通。原邊電流由電源正經(jīng)Q1、變壓器原邊繞組、諧振電感Lr以及Q4，最后回到電源負(fù)。副邊電流回路由副邊繞組Ls1的正端，經(jīng)整流管DR1、輸出濾波電感Lf、輸出濾波電容Cf與負(fù)載RL，回到Ls1的負(fù)端。

2開關(guān)模態(tài)1[t0∽t1],對(duì)應(yīng)于圖3-15。在t0時(shí)刻關(guān)斷Q1，原邊電流從Q1中轉(zhuǎn)移到C3和C1支路中，C1充電，C3放電。由于C1的存在，Q1是零電壓關(guān)斷。在這個(gè)時(shí)段里，諧振電感Lr和濾波電感Lf是串聯(lián)的，而且Lf很大，因此可以認(rèn)為原邊電流ip近似不變，類似于一個(gè)恒流源。

在t1時(shí)刻，C3的電壓下降到零，Q3的反并二極管D3自然導(dǎo)通，從而結(jié)束開關(guān)模態(tài)1。

圖3-14開關(guān)模態(tài)0圖3-15開關(guān)模態(tài)1

3開關(guān)模態(tài)2

[t1∽t2],對(duì)應(yīng)于圖4-35。D3導(dǎo)通后，開通Q3。雖然這時(shí)候Q3被開通，但并沒有電流流過，原邊電流由D3流通。由于是在D3導(dǎo)通時(shí)開通Q3，所以Q3是零電壓開通。Q3&Q1驅(qū)動(dòng)信號(hào)之間的死區(qū)時(shí)間td(lead)>to1。在這段時(shí)間里，原邊電流等于折算到原邊的濾波電感電流。在t2時(shí)刻，原邊電流下降到I2。

RL

圖3-16開關(guān)模態(tài)2

4開關(guān)模態(tài)3

[t2∽t3],對(duì)應(yīng)于圖4-36。在t2時(shí)刻，關(guān)斷Q4，原邊電流ip由C2和C4兩條路徑提供，也就是說(shuō)，原邊電流ip用來(lái)抽走C2上的電荷，同時(shí)又給C4充電。由于C4的存在，Q4是零電壓關(guān)斷。此時(shí)，VAB=-VC4,VAB的極性自零變?yōu)樨?fù)，變壓器副邊繞組電勢(shì)下正上負(fù)，整流二極管DR2導(dǎo)通，副邊繞組Ls2中開始流過電流。整流管DR1和DR2同時(shí)導(dǎo)通，將變壓器副邊繞組短接，這樣變壓器副邊繞組電壓為零，原邊繞組電壓也為零，VAB直接加在諧振電感Lr上。因此在這段時(shí)間里實(shí)際上諧振電感和C2、C4在諧振工作。

圖3-17開關(guān)模態(tài)3

在t3時(shí)刻，當(dāng)C4的電壓上升到VIN，D2自然導(dǎo)通，結(jié)束這一開關(guān)模態(tài)。5開關(guān)模態(tài)4

[t3∽t4],對(duì)應(yīng)于圖3-18。在t3時(shí)刻，D2自然導(dǎo)通，將Q2的電壓箝位在零電位，此時(shí)就可以開通Q2，Q2是零電壓開通。Q2&Q4驅(qū)動(dòng)信號(hào)之間的死區(qū)時(shí)間td(lag)>t23，雖然此時(shí)Q2已開通，但Q2不流過電流，原邊電流由D2流通。原邊諧振電感的儲(chǔ)能回饋給輸入電源。由于副邊兩個(gè)整流管同時(shí)導(dǎo)通，因此變壓器副邊繞組電壓為零，原邊繞組電壓也為零，這樣電源電壓VIN加在諧振電感兩端，原邊電流線性下降。

圖3-18開關(guān)模態(tài)4

到t4時(shí)刻，原邊電流從Ip（t3）下降到零，二極管D2和D3自然關(guān)斷，Q2和Q3中將流過電流。

6開關(guān)模態(tài)5

[t4∽t5]，對(duì)應(yīng)于圖3-19。在t4時(shí)刻，原邊電流由正值過零，并且向負(fù)方向增加，此時(shí)Q2和Q3為原邊電流提供通路。由于原邊電流仍不足以提供負(fù)載電流，負(fù)載電流仍由兩個(gè)整流管提供回路，因此原邊繞組電壓仍然為零，加在諧振電感兩端的電壓為電源電壓VIN，原邊電流反向增加。

到t5時(shí)刻，原邊電流達(dá)到折算到原邊負(fù)載電流-ILf(t5)/K值，該開關(guān)模態(tài)結(jié)束。此時(shí)，整流管DR1關(guān)斷，DR2流過全部負(fù)載電流。

圖3-19開關(guān)模態(tài)5

7開關(guān)模態(tài)6

[t5∽t6]，對(duì)應(yīng)于圖4-39，在這段時(shí)間里，電源給負(fù)載供電。在t6時(shí)刻，Q3關(guān)斷，變換器開始另一半個(gè)周期的工作，其工作情況類似于上述的半個(gè)周期。

圖3-20開關(guān)模態(tài)6

(2)UCC3895簡(jiǎn)介

圖3-21UCC3895引腳排列圖

圖3-22UCC3895內(nèi)部功

能框圖UCC3895的各引腳功能(引腳排列見圖4-21)

ADS：自適應(yīng)延遲時(shí)間設(shè)置端。其功能是設(shè)置輸出延遲死區(qū)時(shí)間的可編程最大與最小值之比。當(dāng)ADS腳直接連接到CS腳時(shí)，沒有延遲出現(xiàn)。當(dāng)ADS接地時(shí)，有最大的延遲輸出。在這種情況下，CS=0時(shí)的延遲時(shí)間是CS=2V（峰值電流門限電平）時(shí)的4倍，ADS按如下公式改變延遲腳DELAB和DELCD上的輸出電壓：

VDEL=[0.75×(VCSVADS)]+0.5V

式中VCS和VADS單位是伏特。ADS應(yīng)限制在0∽2.5V之間，并且它必須小于或者等于CS。DELAB和DELCD引腳也將被箝位在最小值0.5V。

EAOUT：是誤差放大器的輸出端。它在IC內(nèi)部與PWM比較器和空載比較器的同相輸入端連接。EAOUT在內(nèi)部被箝位到一個(gè)緩啟動(dòng)的電壓。當(dāng)EAOUT下降到低于500mV時(shí)，空載比較器關(guān)閉輸出級(jí)，而當(dāng)EAOUT上升到高于600mV時(shí)，它又讓輸出級(jí)再次開通。

CT：振蕩器的定時(shí)電容器端。UCC3895的振蕩器對(duì)CT充電，其充電電流可編程調(diào)節(jié)。CT上的波形是一個(gè)鋸齒波，它的峰值電壓為2.35V。振蕩周期由下式近似計(jì)算：

5×RT×CTt=+120ns

各變量的單位是，CT用法拉，RT用歐姆，tosc用秒。CT的范圍可從100∽880pF。請(qǐng)注意大的CT與小的RT組合將引起CT波形下降時(shí)間延長(zhǎng)。該增加的下降時(shí)間將增大同步信號(hào)SYNC的脈寬，從而限制了OUTA、OUTB和OUTC、OUTD輸出脈沖之間的最大相移，因此限制了變換器的最大占空比。CS：電流傳感端。它是電流測(cè)量比較器的反相輸入端，又是過流比較器和ADS放大器的同相輸入端。電流傳感信號(hào)用于逐周電流限制（在峰值電流模式控制下），并用于所有情況下的過流保護(hù)，帶有一個(gè)第二級(jí)閥值的輸出封鎖。過流故障時(shí)使輸出禁止，同時(shí)也激活了一個(gè)稱為“軟停止”的周期，其過程十分平緩。

DELAB、DELCD：是互補(bǔ)輸出之間的死區(qū)調(diào)節(jié)。其中DELAB調(diào)節(jié)OUTA與OUTB開關(guān)之間的死區(qū)時(shí)間，DELCD調(diào)節(jié)OUTC與OUTD之間的死區(qū)時(shí)間。這個(gè)功能使外部同相橋臂的互補(bǔ)輸出之間引入死區(qū)時(shí)間。這個(gè)死區(qū)時(shí)間就是外部諧振開通或關(guān)斷發(fā)生的時(shí)刻。對(duì)兩個(gè)半橋電路提供各自的死區(qū)，以適應(yīng)不同的諧振電容器的充電需要。每級(jí)的死區(qū)時(shí)間可按下式來(lái)設(shè)置：

12

(25×10)×RDEL

tDELAY=+25nsVDEL

式中，VDEL用伏特，RDEL用歐姆，tDELAY用納秒。DELAB和DELCD的最大電流約1mA。選擇延遲

電阻器可限制電流不超過該最大值。當(dāng)DELAB、DELCD同時(shí)或其中之一接基準(zhǔn)電壓REF時(shí)，會(huì)導(dǎo)

致可調(diào)節(jié)的輸出死區(qū)為零。為了優(yōu)化性能，需使這兩腳的雜散電容小于10pF。

EAP：誤差放大器的同相輸入端。

EAN：誤差放大器的反相輸入端。

GND：除了輸出級(jí)之外，是IC所有電路的接地端。

OUTA、OUTB、OUTC、OUTD：這四個(gè)是具有100mA的互補(bǔ)MOS驅(qū)動(dòng)的輸出端，適用于FET的驅(qū)動(dòng)。OUTA和OUTB是完全互補(bǔ)的（假定無(wú)可調(diào)延遲時(shí)）。它們工作在接近50%的占空比和一半的振蕩頻率。OUTA和OUTB用于驅(qū)動(dòng)一個(gè)半橋電路。OUTC和OUTD將驅(qū)動(dòng)另一個(gè)半橋電路。它們與OUTA和OUTB具有相同的特性。OUTC是相對(duì)于OUTA移相，而OUTD則是相對(duì)于OUTB移相。

PGND：IC輸出級(jí)的接地端。為了抑制來(lái)自開關(guān)噪音對(duì)模擬電路的影響，UCC3895有兩個(gè)不同的接地端。PGND是為大電流輸出級(jí)設(shè)置的接地點(diǎn)。GND和PGND兩者應(yīng)在電路板上緊密聯(lián)結(jié)在一起靠近IC。而且因PGND攜帶大電流，所以電路板的布線應(yīng)是低阻抗的。

RAMP：是脈寬調(diào)制PWM比較器的反相輸入端。該腳在平均電流模式控制下接收CT腳上電壓波形，或者在峰值電流模式下接收電流信號(hào)（正的斜率補(bǔ)償）。在振蕩器的死區(qū)時(shí)間里，IC內(nèi)部一只放電晶體管接通RAMP。

RT：振蕩器的定時(shí)電阻器端。外部電容CT，是一個(gè)取決于RT大小的固定電流充電，從而使UCC3895的振蕩器工作。RT中的電流按下式計(jì)算：

IRT=3.0VRT

式中，RT用歐姆，IRT用安培。RT范圍為40∽120KΩ。軟啟動(dòng)充電電流和放電電流由IRT調(diào)節(jié)。SS/DISB：軟啟動(dòng)或禁止端。該腳組合了這兩個(gè)獨(dú)立的功能。

①禁止模式：芯片的快速關(guān)閉是由如下任一種方法來(lái)實(shí)現(xiàn)的：在外部迫使SS/DISB低于0.5V；在外部強(qiáng)迫VREF低于4V；VDD降到低于UVLO欠壓鎖定門限電平；或者檢測(cè)到過流故障信號(hào)（CS=2.5V）。

在VREF被拉到低于4V或UVLO條件下，SS/DISB經(jīng)內(nèi)部一個(gè)MOSFET開關(guān)被有效地拉到地電平。如果檢測(cè)到過流信號(hào)，SS/DISB將灌入一個(gè)10×IRT的電流，直到SS/DISB低于0.5V。

②軟啟動(dòng)模式：在故障之后或禁止條件過去后，VDD高于啟動(dòng)門限電平，或者在軟停止期間SS/DISB降到低于0.5V,SS/DISB將轉(zhuǎn)變到軟啟動(dòng)模式。該腳輸出一個(gè)電流IRT。在SS/DISB腳由用戶選擇的一只電容器，確定了軟啟動(dòng)的時(shí)間。另外，可用一只電阻器與電容器并聯(lián)，以限制SS/DISB腳的最大電壓。注意，在軟啟動(dòng)、軟停止和禁止條件下，SS/DISB將有效地箝位EAOUT腳電壓，使之近似為SS/DISB腳的電壓。

SYNC：振蕩器的同步端。該腳是雙向的。當(dāng)用作輸出腳時(shí)，SYNC能作時(shí)鐘信號(hào)，它與芯片內(nèi)部的時(shí)鐘脈沖相同。當(dāng)用作輸入腳時(shí)，SYNC將使芯片內(nèi)部的振蕩器無(wú)效，并充當(dāng)它的時(shí)鐘信號(hào)。該雙向特性允許多個(gè)電源同步。SYNC信號(hào)也將在IC內(nèi)部使CT電容器放電，并使接在RAMP腳的濾波電容器放電。

IC內(nèi)部的SYNC電路是電平響應(yīng)型的，它有一個(gè)1.9V的輸入端低門限電平，并有一個(gè)2.1V的輸入端高門限電平。一只小的3.9k電阻器可接在SYNC與GND之間，以縮小同步脈沖的寬度。

VDD：電源供電端。VDD應(yīng)采用一只最小容量為1.0uF的旁路電容器接地，它具有低的等效串聯(lián)電阻ESR和低的等效串聯(lián)電感ESL。

REF：是5V±1.2%的電壓參考基準(zhǔn)。該基準(zhǔn)電源向內(nèi)部電路供電，也可向外部負(fù)載提供達(dá)5mA的電流。在欠壓鎖定期間基準(zhǔn)電壓關(guān)閉，而在所有其他失效狀態(tài)時(shí)仍然工作。為使性能最佳，該腳對(duì)地應(yīng)接一只0.1uF的低ESR和低ESL的旁路電容器。

(3)HIP4081簡(jiǎn)介

圖3-23HIP4081引腳排列圖

圖3-24HIP4081內(nèi)部功能框圖

HIP4081的各引腳功能(引腳排列見圖3-23)BHB：B路高端自舉供電。要求外接自舉二極管和自舉電容。自舉二極管的負(fù)極和自舉電容的正極接這個(gè)引腳。由于引腳內(nèi)部電荷泵提供30uA電流，以保持自舉電壓。內(nèi)部電路將自舉電壓鉗位到12.8V。

BHI：B路高端輸入�？刂艬路BHO驅(qū)動(dòng)的邏輯電平輸入。BLI高電平輸入時(shí)，可以禁止BHI的高電平輸入，以防止半橋直通。DIS高電平輸入時(shí)可禁止B路BHI高電平輸入，這個(gè)引腳能被0－15V（不高于VDD）信號(hào)驅(qū)動(dòng)。接到VDD的上拉電流100uA，就能保持B路BHI為高電平。當(dāng)?shù)投溯斎肟刂茣r(shí)，不必將高端輸出和低端輸出連接。

DIS：禁止輸入端。邏輯電平輸入。當(dāng)該端置高時(shí)，4路輸出置低，并屏蔽所有其它輸入端。當(dāng)DIS為低時(shí)，各輸出端受其他輸入端控制。這個(gè)引腳能被0－15V（不高于VDD）信號(hào)驅(qū)動(dòng)。接到VDD的上拉電流100uA，能使該端在浮空時(shí)保持高電平。

VSS：芯片負(fù)電源。一般接地。

BLI：B路低端輸入�？刂艬路BLO驅(qū)動(dòng)的邏輯電平輸入。如果B路BHI是高或者外部沒連接，B路BLI將控制B路BHO和B路BLO的驅(qū)動(dòng)，并具有由HDEL和LDEL設(shè)定死區(qū)時(shí)間。DIS高電平輸入將屏蔽B路BLI高電平輸入，這個(gè)引腳能被0－15V（不高于VDD）信號(hào)驅(qū)動(dòng)。如果這個(gè)腳沒被驅(qū)動(dòng)，接到VDD的上拉電流100uA，就能保持B路BHI為高電平。

ALI：A路低端輸入�？刂艫路ALO驅(qū)動(dòng)的邏輯電平輸入。如果A路AHI是高或者外部沒聯(lián)接，BL1控制BHO和BLO的驅(qū)動(dòng)，并具有由HDEL和LDEL設(shè)定死區(qū)時(shí)間。DIS高電平輸入將屏蔽ALI高電平輸入，這個(gè)引腳能被0－15V（不高于VDD）信號(hào)驅(qū)動(dòng)。如果這個(gè)腳沒被驅(qū)動(dòng)，接到VDD的上拉電流100uA，就能保持ALI為高電平。

AHI：A路高端輸入。控制A路AHO驅(qū)動(dòng)的邏輯電平輸入。AL1高電平輸入時(shí)，可以禁止AHI的高電平輸入，以防止半橋直通。DIS高電平輸入時(shí)，禁止A路AHI高電平輸入，這個(gè)引腳能被0－15V（不高于VDD）信號(hào)驅(qū)動(dòng)。接到VDD的上拉電流100uA，就能保持A路AHI為高電平。當(dāng)?shù)投溯斎肟刂茣r(shí)，不必將高端輸出和低端輸出聯(lián)接。

HDEL：高端開通延時(shí)。連接下拉電阻，設(shè)定兩個(gè)高端驅(qū)動(dòng)開通延時(shí)的延時(shí)電流。低端驅(qū)動(dòng)關(guān)斷時(shí)不帶可調(diào)延時(shí)。保證了高端不會(huì)直通。HDEL的參考電壓是5.1V。

LDEL：低端開通延時(shí)。連接下拉電阻，設(shè)定兩個(gè)低端驅(qū)動(dòng)開通延時(shí)時(shí)間。高端驅(qū)動(dòng)關(guān)斷時(shí)不帶可調(diào)延時(shí)。保證了低端不會(huì)直通。HDEL的參考電壓是5.1V。

AHB：A路高端自舉供電。要求外接自舉二極管和自舉電容。自舉二極管的負(fù)極和自舉電容的正極接這個(gè)引腳。由于引腳內(nèi)部電荷泵提供30uA電流，以保持自舉電壓。內(nèi)部電路將自舉電壓鉗位到12.8V。

AHO：A路高端輸出。接到A路高端功率MOS管的門極。

AHS：A路高端源極連接。接到A路高端功率MOS管的源極，將自舉電容的負(fù)極接到這個(gè)腳。

ALO：A路低端輸出。接到A路低端功率MOS管的門極。

ALS：A路低端源極連接。接到A路低端功率MOS管的源極。

VCC：門極驅(qū)動(dòng)的供電電源的正極。必須和VDD相同。將兩個(gè)自舉二極管的陽(yáng)極接到這個(gè)腳。

VDD：門極驅(qū)動(dòng)的供電電源的正極。必須和VCC相同。這個(gè)腳和VSS之間應(yīng)去耦。BLS：B路高端源極連接。接到A路高端功率MOS管的源極，將自舉電容的負(fù)極接到這個(gè)腳。

BLO：B路低端輸出。接到A路低端功率MOS管的門極

BHS：B路低端源極連接。接到A路低端功率MOS管的源極,將自舉電容的負(fù)極接到這個(gè)腳。

BHO：B路高端輸出。接到B路高端功率MOS管的門極。(4)穩(wěn)壓反饋電路簡(jiǎn)介

輸出電壓經(jīng)電阻分壓后通過一并聯(lián)調(diào)壓器TL431加以調(diào)整，再通過一光耦耦合至控制芯片UCC3895的電壓誤差比較器輸入端，在這里，芯片內(nèi)部的電壓誤差比較器接成射極跟隨器的形式。放大器輸出信號(hào)再跟鋸齒波相比較產(chǎn)生相移控制PWM波，從而產(chǎn)生主電路所需的四路脈沖波控制信號(hào)來(lái)控制主電路開關(guān)管的開通與關(guān)斷時(shí)刻，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定輸出電壓的目的。D7、D8、R23和D11組成穩(wěn)壓電路，給光耦提供電源。

四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

1控制電路的波形測(cè)試，UGS和UDS的波形測(cè)試。2調(diào)節(jié)輸入電壓，觀察控制電路的波形變化情況。五、思考題

1PS-ZVS-PWM軟開關(guān)的工作原理是什么？主要有幾部分組成？2PS-ZVS-PWM的控制方式有什么特點(diǎn)？

六、實(shí)驗(yàn)方法

1控制電路的波形測(cè)試，UGS和UDS的波形測(cè)試。。

①將開關(guān)K打在關(guān)狀態(tài)，開啟電源開關(guān)，用雙蹤示波器同時(shí)觀察OUTA、OUTB、OUTC、OUTD的波形，并記錄，注意波形的相位關(guān)系。

②將開關(guān)K打在開狀態(tài)，用雙蹤示波器同時(shí)觀察Q3和Q4的UGS和UDS信號(hào)和UAB的波形，并記錄，觀察UGS和UDS信號(hào)的波形是否滿足零電壓開通關(guān)斷的時(shí)序條件？

2調(diào)節(jié)輸入電壓，觀察控制電路的波形變化情況。

調(diào)節(jié)輸入電壓，用萬(wàn)用表測(cè)量輸出電壓值。填入下表；VinVout七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1按實(shí)驗(yàn)方法的要求，分別繪出電路各測(cè)試點(diǎn)波形和數(shù)據(jù)表格，并分析之。2總結(jié)PS-ZVS-PWM軟開關(guān)的工作原理和結(jié)構(gòu)。八、注意事項(xiàng)

雙蹤示波器有兩個(gè)探頭，可同時(shí)觀測(cè)兩路信號(hào)，但這兩探頭的地線都與示波器的外殼相連，所以兩個(gè)探頭的地線不能同時(shí)接在同一電路的不同電位的兩個(gè)點(diǎn)上，否則這兩點(diǎn)會(huì)通過示波器外殼發(fā)生電氣短路。為此，為了保證測(cè)量的順利進(jìn)行，可將其中一根探頭的地線取下或外包絕緣，只使用其中一路的地線，這樣從根本上解決了這個(gè)問題。當(dāng)需要同時(shí)觀察兩個(gè)信號(hào)時(shí)，必須在被測(cè)電路上找到這兩個(gè)信號(hào)的公共點(diǎn)，將探頭的地線接于此處，探頭各接至被測(cè)信號(hào)，只有這樣才能在示波器上同時(shí)觀察到兩個(gè)信號(hào)，而不發(fā)生意外。

實(shí)驗(yàn)十GTO、MOSFET、GTR、IGBT驅(qū)動(dòng)與保護(hù)電路實(shí)驗(yàn)

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1理解各種自關(guān)斷器件對(duì)驅(qū)動(dòng)與保護(hù)電路的要求。

2熟悉各種自關(guān)斷器件的驅(qū)動(dòng)與保護(hù)電路的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)。3掌握由自關(guān)斷器件構(gòu)成PWM直流斬波電路原理與方法。二、實(shí)驗(yàn)所需掛件及附件序號(hào)型號(hào)12DJK01電源控制屏DJK06給定及實(shí)驗(yàn)器件備注該控制屏包含“三相電源輸出”等幾個(gè)模塊。該掛件包括“負(fù)載”等幾個(gè)模塊345DJK07新器件特性實(shí)驗(yàn)雙蹤示波器該掛件包括“IGBT”、“GTR”等幾個(gè)模塊自備DJK12功率器件驅(qū)動(dòng)電路實(shí)驗(yàn)箱該掛件包括“PWM發(fā)生電路”等幾個(gè)模塊三、實(shí)驗(yàn)線路及原理自關(guān)斷器件的實(shí)驗(yàn)接線及實(shí)驗(yàn)原理圖如圖3-27所示，圖中直流電源可由控制屏上的勵(lì)磁電壓提供，或由控制屏上三相電源中的兩相經(jīng)整流濾波后輸出，接線時(shí)，應(yīng)從直流電源的正極出發(fā)，經(jīng)過限流電阻、自關(guān)斷器件及保護(hù)電路、直流電流表、再回到直流電源的負(fù)端，構(gòu)成實(shí)驗(yàn)主電路。

圖3-25自關(guān)斷器件的實(shí)驗(yàn)接線及原理圖

四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

自關(guān)斷器件及其驅(qū)動(dòng)、保護(hù)電路的研究（可根據(jù)需要選擇一種或幾種自關(guān)斷器件）。五、實(shí)驗(yàn)方法

1GTR的驅(qū)動(dòng)與保護(hù)電路實(shí)驗(yàn)在本實(shí)驗(yàn)中，把DJK12實(shí)驗(yàn)掛箱中的頻率選擇開關(guān)撥至“低頻檔”。然后調(diào)節(jié)頻率按鈕，使PWM波輸出頻率在“1KHz”左右。在主電路中，直流電源由控制屏上的勵(lì)磁電源輸出，負(fù)載電阻R用DJK06上的燈泡負(fù)載，直流電壓、電流表均在控制屏上。

驅(qū)動(dòng)與保護(hù)電路接線時(shí)，要注意控制電源及接地的正確連接。對(duì)于GTR器件，采用±5V電源驅(qū)動(dòng)。接線時(shí)，PWM波形的輸出端接GTR驅(qū)動(dòng)模塊的輸入端，±5V電源分別接GTR電源的輸入端。

實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先檢查驅(qū)動(dòng)電路的工作情況。在未接通主電路的情況下，接通驅(qū)動(dòng)模塊的電源，此時(shí)可在驅(qū)動(dòng)模塊的輸出端觀察到相應(yīng)的波形，調(diào)節(jié)PWM波形發(fā)生器的頻率及占空比，觀測(cè)PWM波形的變化規(guī)律。

在驅(qū)動(dòng)電路正常工作后，將占空比調(diào)小，然后合上主電路電源開關(guān)，再調(diào)節(jié)占空比，用示波器觀測(cè)、記錄不同占空比時(shí)基極的驅(qū)動(dòng)電壓、GTR管壓降及負(fù)載上的波形。

測(cè)定并記錄不同占空比α?xí)r負(fù)載的電壓平均值Ua于下表中：

αUa2GTO的驅(qū)動(dòng)與保護(hù)電路實(shí)驗(yàn)將DJK12實(shí)驗(yàn)掛箱上的頻率選擇開關(guān)撥至“低頻檔”，調(diào)節(jié)頻率調(diào)節(jié)電位器，使方波的輸出頻率在“1KHz”左右，然后再按實(shí)驗(yàn)原理圖接好驅(qū)動(dòng)與保護(hù)電路。其基本的實(shí)驗(yàn)方法與GTR的驅(qū)動(dòng)與保護(hù)電路及斬波調(diào)速實(shí)驗(yàn)相同。

3MOSFET的驅(qū)動(dòng)與保護(hù)電路實(shí)驗(yàn)將DJK12實(shí)驗(yàn)掛箱上的頻率選擇開關(guān)撥至“高頻檔”，調(diào)節(jié)頻率調(diào)節(jié)電位器，使方波的輸出頻率在“8KHz～10KHz”范圍內(nèi)，然后再按實(shí)驗(yàn)原理圖接好驅(qū)動(dòng)與保護(hù)電路的實(shí)驗(yàn)線路，其基本的實(shí)驗(yàn)方法與GTR的驅(qū)動(dòng)與保護(hù)電路實(shí)驗(yàn)一致。

4IGBT的驅(qū)動(dòng)與保護(hù)電路實(shí)驗(yàn)

在本實(shí)驗(yàn)中，DJK12實(shí)驗(yàn)掛箱中的頻率選擇開關(guān)撥至“高頻檔”，改變頻率調(diào)節(jié)電位器，使方波的輸出頻率在“8KHz～10KHz”范圍內(nèi)，然后再按實(shí)驗(yàn)原理圖接好驅(qū)動(dòng)與保護(hù)電路的實(shí)驗(yàn)線路，其基本的實(shí)驗(yàn)方法與GTR的驅(qū)動(dòng)與保護(hù)電路實(shí)驗(yàn)一致。

六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1整理并畫出不同自關(guān)斷器件的基極（或控制極）驅(qū)動(dòng)電壓、驅(qū)動(dòng)電流、元件管壓降的波形。

2畫出Ua=f(α)的曲線。3討論并分析實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問題。

七、注意事項(xiàng)

1連接驅(qū)動(dòng)電路時(shí)必須注意各器件不同的接地方式。

2不同的自關(guān)斷器件需接不同的控制電壓，接線時(shí)應(yīng)注意正確選擇。

3實(shí)驗(yàn)開始前，必須先加上自關(guān)斷器件的控制電壓，然后再加主回路的電源；實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，必須先切斷主回路電源，然后再切斷控制電源。

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