NMCL版IGBT特性及驅(qū)動(dòng)電路

1、IGBT特性及驅(qū)動(dòng)電路電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)二之 一一. .實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康膎掌握一個(gè)實(shí)用電力電子驅(qū)動(dòng)電路的工作原理。n掌握并聯(lián)緩沖電路的工作原理。n研究IGBT阻性、阻感性負(fù)載的開(kāi)關(guān)特性。 n阻性、阻感性負(fù)載的IGBT不同柵極電流開(kāi)關(guān)特性測(cè)試。 n阻性、阻感性負(fù)載的IGBT有無(wú)柵極反壓電路開(kāi)關(guān)特性測(cè)試。 n阻性、阻感性負(fù)載的IGBT有無(wú)并聯(lián)緩沖電路開(kāi)關(guān)特性測(cè)試。 二二. .實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)內(nèi)容IGBT特性及驅(qū)動(dòng)電路三三. .實(shí)驗(yàn)電路實(shí)驗(yàn)電路22VT220+-+8VT12627R7R6R82825R92924S1+5V+15V+5VS1+15VS2+5V21PWM波形發(fā)生低頻高頻GTO/MOSFET/I

2、GBT驅(qū)動(dòng)電路R121VD1L1R2V+S1主回路3功率器件R114R518EGCIGBT8VSTC19+15VRDC267吸收電路nNMCL-電力電子技術(shù)及運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng) 實(shí)驗(yàn)臺(tái)。nNMCL-07掛件-電力電子器件特性及驅(qū)動(dòng)電路。nUTD2052數(shù)字雙蹤示波器。n數(shù)字萬(wàn)用表。 四四. .實(shí)驗(yàn)設(shè)備實(shí)驗(yàn)設(shè)備nNMCL-電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)臺(tái)nNMCL-07電力電子器件特性及驅(qū)動(dòng)電路。NMCL-07EGCDSGIGBTMOSFETEBCGTRAKGTOGR121VD1L1R2V+S1主 回 路3RDC145吸 收 電 路RDC267功 率 器 件GTR驅(qū) 動(dòng) 電 路8VSTC19R411C213R312

3、10+15V14R51517181619VD222VT220+-+8VT12627R7R6R82825R92924S1+5V+15V+5VS1+15VS2+5V21PW M波 形 發(fā) 生低 頻高 頻功 率 器 件GTO/MOSFET/IGBT 驅(qū) 動(dòng) 電 路nUTD2052數(shù)字雙蹤示波器n數(shù)字萬(wàn)用表。n依次打開(kāi)實(shí)驗(yàn)臺(tái)左下方的自動(dòng)開(kāi)關(guān)。n主控制屏左上方的低壓直流開(kāi)關(guān)。此時(shí)設(shè)備應(yīng)有正常的控制電壓LED指示。 五五. .實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)步驟nNMCL-電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)臺(tái)FUSEFUSEFUSEUVWN隔離變壓器FUSE3A斷開(kāi)閉合NMCL-32電源控制屏三相交流電源FUSE+-0.5A三相交流電源輸出直

4、流電機(jī)勵(lì)磁電源直流調(diào)速交流調(diào)速漏電斷路器主電路電源開(kāi)關(guān)n自動(dòng)開(kāi)關(guān)n低壓直流開(kāi)關(guān)NMCL-31+15V-15V31&-15V+15VVS2S1S212DZS(零速封鎖器)封鎖解除S2-+0VRP43S1 負(fù)給定 正給定 給定RP1RP1+15VG(給定)RP2RP2-15V12FBS(速度變換器)RP給定電壓顯示0100V-ONOFF低壓電源0.601A 0.20.40.81500V 50100直流電流表0-1-212A-直流電壓表200300100200300交流電流表交流電壓表200250300低壓控制電路及儀表n控制電壓 LED指示NMCL-31+15V-15V31&-15

5、V+15VVS2S1S212DZS(零速封鎖器)封鎖解除S2-+0VRP43S1 負(fù)給定 正給定 給定RP1RP1+15VG(給定)RP2RP2-15V12FBS(速度變換器)RP給定電壓顯示0100V-ONOFF低壓電源0.601A 0.20.40.81500V 50100直流電流表0-1-212A-直流電壓表200300100200300交流電流表交流電壓表200250300低壓控制電路及儀表u1. .阻性、阻感性負(fù)載不同 柵極電流開(kāi)關(guān)特性測(cè)試 1.1nNMCL-07掛件主回路單元電源V+開(kāi)關(guān)S1打向“通” 。nPWM單元的開(kāi)關(guān)S打向“高頻”。nGTO/MOSFET/IGBT驅(qū)動(dòng)電路單元電

6、源開(kāi)關(guān)S1打向“+15V” 。nNMCL-07電力電子器件特性及驅(qū)動(dòng)電路。NMCL-07EGCDSGIGBTMOSFETEBCGTRAKGTOGR121VD1L1R2V+S1主 回 路3RDC145吸 收 電 路RDC267功 率 器 件GTR驅(qū) 動(dòng) 電 路8VSTC19R411C213R31210+15V14R51517181619VD222VT220+-+8VT12627R7R6R82825R92924S1+5V+15V+5VS1+15VS2+5V21PW M波 形 發(fā) 生低 頻高 頻功 率 器 件GTO/MOSFET/IGBT 驅(qū) 動(dòng) 電 路R121VD1L1R2V+S1主回路3n主回路

7、單元電源V+開(kāi)關(guān)S1打向“通” 。nPWM單元的開(kāi)關(guān)S打向“高頻”。22VT220+-+8VT12627R7R6R82825R92924S1+5V+15V+5VS1+15VS2+5V21PWM波形發(fā)生低頻高頻GTO/MOSFET/IGBT驅(qū)動(dòng)電路22VT220+-+8VT12627R7R6R82825R92924S1+5V+15V+5VS1+15VS2+5V21PWM波形發(fā)生低頻高頻GTO/MOSFET/IGBT驅(qū)動(dòng)電路nGTO/MOSFET/IGBT驅(qū)動(dòng)電路電源開(kāi)關(guān)S1打向“+15V” 。 1.2n驅(qū)動(dòng)電路單元的輸入“20”端與PWM單元輸出“21”端相連。n驅(qū)動(dòng)電路單元的輸出“26” 端與

8、功率器件單元IGBT的“G”端相連。n主回路單元的“1”端與IGBT的“C”端相連。n功率器件單元IGBT的“E”端與中部的電流取樣電阻R5的“14”端相連。22VT220+-+8VT12627R7R6R82825R92924S1+5V+15V+5VS1+15VS2+5V21PWM波形發(fā)生低頻高頻GTO/MOSFET/IGBT驅(qū)動(dòng)電路n驅(qū)動(dòng)電路單元的輸入“20”端與PWM單元輸出“21”端相連。22VT220+-+8VT12627R7R6R82825R92924S1+5V+15V+5VS1+15VS2+5V21PWM波形發(fā)生低頻高頻GTO/MOSFET/IGBT驅(qū)動(dòng)電路R121VD1L1R2V

9、+S1主回路3功率器件R114R518EGCIGBT8VSTC19+15VRDC267吸收電路n驅(qū)動(dòng)電路單元的輸出“26” 端與功率器件單元IGBT的“G”端相連。 22VT220+-+8VT12627R7R6R82825R92924S1+5V+15V+5VS1+15VS2+5V21PWM波形發(fā)生低頻高頻GTO/MOSFET/IGBT驅(qū)動(dòng)電路R121VD1L1R2V+S1主回路3功率器件R114R518EGCIGBT8VSTC19+15VRDC267吸收電路n主回路單元的“1”端與IGBT的“C”端相連。 22VT220+-+8VT12627R7R6R82825R92924S1+5V+15V+

10、5VS1+15VS2+5V21PWM波形發(fā)生低頻高頻GTO/MOSFET/IGBT驅(qū)動(dòng)電路R121VD1L1R2V+S1主回路3功率器件R114R518EGCIGBT8VSTC19+15VRDC267吸收電路n功率器件單元IGBT的“E”端與中部的電流取樣電阻R5的“14”端相連。1.3n電流取樣電阻R5的“18”端與主回路單元的地“3”端及驅(qū)動(dòng)電路單元的輸出地端相連。n示波器測(cè)量輸入CH1、CH2分別接至 IGBT的輸入“G”端、輸出“E”端及地“18”端。22VT220+-+8VT12627R7R6R82825R92924S1+5V+15V+5VS1+15VS2+5V21PWM波形發(fā)生低頻

11、高頻GTO/MOSFET/IGBT驅(qū)動(dòng)電路R121VD1L1R2V+S1主回路3功率器件R114R518EGCIGBT8VSTC19+15VRDC267吸收電路n電流取樣電阻R5的“18”端與主回路單元的地“3”端及驅(qū)動(dòng)電路單元的輸出地端相連。22VT220+-+8VT12627R7R6R82825R92924S1+5V+15V+5VS1+15VS2+5V21PWM波形發(fā)生低頻高頻GTO/MOSFET/IGBT驅(qū)動(dòng)電路R121VD1L1R2V+S1主回路3功率器件R114R518EGCIGBT8VSTC19+15VRDC267吸收電路n示波器測(cè)量輸入CH1、CH2分別接至 IGBT的輸入“G”

12、端、輸出“E”端及地“18”端。1.4n示波器直流輸入方式，5V/div量程，探頭衰減開(kāi)關(guān)位于10X處。n觀測(cè)阻性負(fù)載的IGBT輸入、輸出波形。n觀測(cè)阻性負(fù)載的IGBT開(kāi)通時(shí)間ton、存儲(chǔ)時(shí)間tS、下降時(shí)間tf。n示波器直流輸入方式，5V/div量程，探頭衰減開(kāi)關(guān)位于10X處。n示波器探頭衰減開(kāi)關(guān)位于10X處。n觀測(cè)阻性負(fù)載的IGBT輸入、輸出波形，開(kāi)通時(shí)間ton、存儲(chǔ)時(shí)間tS、下降時(shí)間tf 。1.5n斷開(kāi)驅(qū)動(dòng)電路單元的輸出“26” 端與功率器件單元IGBT的“G”端間的連接。 n在上述基礎(chǔ)上，分別改接驅(qū)動(dòng)電路單元的輸出“27”、 “28”端與功率器件單元IGBT的“G”端相連。22VT220

13、+-+8VT12627R7R6R82825R92924S1+5V+15V+5VS1+15VS2+5V21PWM波形發(fā)生低頻高頻GTO/MOSFET/IGBT驅(qū)動(dòng)電路R121VD1L1R2V+S1主回路3功率器件R114R518EGCIGBT8VSTC19+15VRDC267吸收電路n斷開(kāi)驅(qū)動(dòng)電路單元的輸出“26” 端與功率器件單元IGBT的“G”端間的連接。 22VT220+-+8VT12627R7R6R82825R92924S1+5V+15V+5VS1+15VS2+5V21PWM波形發(fā)生低頻高頻GTO/MOSFET/IGBT驅(qū)動(dòng)電路R121VD1L1R2V+S1主回路3功率器件R114R51

14、8EGCIGBT8VSTC19+15VRDC267吸收電路n在上述基礎(chǔ)上，分別改接驅(qū)動(dòng)電路單元的輸出“27”、 “28”端與功率器件單元IGBT的“G”端相連。1.6n觀測(cè)阻性負(fù)載的IGBT不同柵極驅(qū)動(dòng)電流下的輸入、輸出波形。n觀測(cè)阻性負(fù)載的IGBT不同柵極驅(qū)動(dòng)電流下的開(kāi)通時(shí)間ton、存儲(chǔ)時(shí)間tS、下降時(shí)間tf。 n觀測(cè)阻性負(fù)載IGBT不同柵極驅(qū)動(dòng)電流下的輸入、輸出波形，開(kāi)通時(shí)間ton、存儲(chǔ)時(shí)間tS、下降時(shí)間tf 。1.7n恢復(fù)驅(qū)動(dòng)電路單元的輸出“26” 端與功率器件單元IGBT“G”端的連接。n在上述接線基礎(chǔ)上，斷開(kāi)主回路單元“1”端與IGBT的“C”端間的連接。n主回路單元的“2”端與IG

15、BT的“C”端相連。n示波器測(cè)量輸入CH1、CH2仍然接至IGBT的輸入“G”、“E”端及地“18”端。22VT220+-+8VT12627R7R6R82825R92924S1+5V+15V+5VS1+15VS2+5V21PWM波形發(fā)生低頻高頻GTO/MOSFET/IGBT驅(qū)動(dòng)電路R121VD1L1R2V+S1主回路3功率器件R114R518EGCIGBT8VSTC19+15VRDC267吸收電路n恢復(fù)驅(qū)動(dòng)電路單元的輸出“26” 端與功率器件單元IGBT“G”端的連接。 22VT220+-+8VT12627R7R6R82825R92924S1+5V+15V+5VS1+15VS2+5V21PWM

16、波形發(fā)生低頻高頻GTO/MOSFET/IGBT驅(qū)動(dòng)電路R121VD1L1R2V+S1主回路3功率器件R114R518EGCIGBT8VSTC19+15VRDC267吸收電路n在上述接線基礎(chǔ)上，斷開(kāi)主回路單元“1”端與IGBT的“C”端間的連接。22VT220+-+8VT12627R7R6R82825R92924S1+5V+15V+5VS1+15VS2+5V21PWM波形發(fā)生低頻高頻GTO/MOSFET/IGBT驅(qū)動(dòng)電路R121VD1L1R2V+S1主回路3功率器件R114R518EGCIGBT8VSTC19+15VRDC267吸收電路n主回路單元的“2”端與IGBT的“C”端相連。22VT22

17、0+-+8VT12627R7R6R82825R92924S1+5V+15V+5VS1+15VS2+5V21PWM波形發(fā)生低頻高頻GTO/MOSFET/IGBT驅(qū)動(dòng)電路R121VD1L1R2V+S1主回路3功率器件R114R518EGCIGBT8VSTC19+15VRDC267吸收電路n示波器測(cè)量輸入CH1、CH2仍然接至 IGBT的輸入“G”端、輸出“E”端及地“18”端。1.8n觀測(cè)阻感性負(fù)載的IGBT不同柵極驅(qū)動(dòng)電流下的輸入、輸出波形。n觀測(cè)阻感性負(fù)載的IGBT不同柵極驅(qū)動(dòng)電流下的開(kāi)通時(shí)間ton、存儲(chǔ)時(shí)間tS、下降時(shí)間tf。n觀測(cè)阻感性負(fù)載IGBT不同柵極驅(qū)動(dòng)電流下的輸入、輸出波形，開(kāi)通時(shí)

18、間ton、存儲(chǔ)時(shí)間tS、下降時(shí)間tf 。u2. .阻性、阻感性負(fù)載有 柵極反壓的開(kāi)關(guān)特性測(cè)試 2.1n在上述基礎(chǔ)上，恢復(fù)驅(qū)動(dòng)電路單元的輸出“26” 端與功率器件單元IGBT“G”端的連接。n恢復(fù)主回路單元“1”端與IGBT的“C”端間的連接。n斷開(kāi)電流取樣電阻R5的“18”端與主回路單元的地“3”端及驅(qū)動(dòng)電路單元的輸出地端間的連接。22VT220+-+8VT12627R7R6R82825R92924S1+5V+15V+5VS1+15VS2+5V21PWM波形發(fā)生低頻高頻GTO/MOSFET/IGBT驅(qū)動(dòng)電路R121VD1L1R2V+S1主回路3功率器件R114R518EGCIGBT8VSTC1

19、9+15VRDC267吸收電路n恢復(fù)驅(qū)動(dòng)電路單元的輸出“26” 端與功率器件單元IGBT“G”端的連接。 22VT220+-+8VT12627R7R6R82825R92924S1+5V+15V+5VS1+15VS2+5V21PWM波形發(fā)生低頻高頻GTO/MOSFET/IGBT驅(qū)動(dòng)電路R121VD1L1R2V+S1主回路3功率器件R114R518EGCIGBT8VSTC19+15VRDC267吸收電路n恢復(fù)主回路單元“1”端與IGBT的“C”端間的連接。22VT220+-+8VT12627R7R6R82825R92924S1+5V+15V+5VS1+15VS2+5V21PWM波形發(fā)生低頻高頻GT

20、O/MOSFET/IGBT驅(qū)動(dòng)電路R121VD1L1R2V+S1主回路3功率器件R114R518EGCIGBT8VSTC19+15VRDC267吸收電路n斷開(kāi)電流取樣電阻R5的“18”端與主回路單元的地“3”端及驅(qū)動(dòng)電路單元的輸出地端間的連接。2.2n電流取樣電阻R5的“18”端與柵極反壓電路單元的“9”端連接。n柵極反壓電路單元的“8”端與主回路單元的地“3”端及驅(qū)動(dòng)電路單元的輸出地端連接。n示波器測(cè)量輸入CH1、CH2分別接至 IGBT的輸入“G”端、輸出“E”端及地“8”端。22VT220+-+8VT12627R7R6R82825R92924S1+5V+15V+5VS1+15VS2+5V

21、21PWM波形發(fā)生低頻高頻GTO/MOSFET/IGBT驅(qū)動(dòng)電路R121VD1L1R2V+S1主回路3功率器件R114R518EGCIGBT8VSTC19+15VRDC267吸收電路n電流取樣電阻R5的“18”端與柵極反壓電路單元的“9”端連接。22VT220+-+8VT12627R7R6R82825R92924S1+5V+15V+5VS1+15VS2+5V21PWM波形發(fā)生低頻高頻GTO/MOSFET/IGBT驅(qū)動(dòng)電路R121VD1L1R2V+S1主回路3功率器件R114R518EGCIGBT8VSTC19+15VRDC267吸收電路n柵極反壓電路單元的“8”端與主回路單元的地“3”端及驅(qū)動(dòng)

22、電路單元的輸出地端連接。22VT220+-+8VT12627R7R6R82825R92924S1+5V+15V+5VS1+15VS2+5V21PWM波形發(fā)生低頻高頻GTO/MOSFET/IGBT驅(qū)動(dòng)電路R121VD1L1R2V+S1主回路3功率器件R114R518EGCIGBT8VSTC19+15VRDC267吸收電路n示波器測(cè)量輸入CH1、CH2分別接至 IGBT的輸入“G”端、輸出“E”端及地“8”端。2.3n觀測(cè)阻性負(fù)載的IGBT有柵極反壓下的輸入、輸出波形。n觀測(cè)阻性負(fù)載的IGBT有柵極反壓下的開(kāi)通時(shí)間ton、存儲(chǔ)時(shí)間tS、下降時(shí)間tf。n觀測(cè)阻性負(fù)載IGBT有柵極反壓下的輸入、輸出波

23、形，開(kāi)通時(shí)間ton、存儲(chǔ)時(shí)間tS、下降時(shí)間tf 。2.4n在上述基礎(chǔ)上，斷開(kāi)主回路單元“1”端與IGBT的“C”端間的連接。n主回路單元的“2”端與IGBT的“C”端相連。n示波器測(cè)量輸入CH1、CH2仍然接至IGBT的輸入“G”、“E”端及地“8”端。22VT220+-+8VT12627R7R6R82825R92924S1+5V+15V+5VS1+15VS2+5V21PWM波形發(fā)生低頻高頻GTO/MOSFET/IGBT驅(qū)動(dòng)電路R121VD1L1R2V+S1主回路3功率器件R114R518EGCIGBT8VSTC19+15VRDC267吸收電路n在上述基礎(chǔ)上，斷開(kāi)主回路單元“1”端與IGBT的

24、“C”端間的連接。22VT220+-+8VT12627R7R6R82825R92924S1+5V+15V+5VS1+15VS2+5V21PWM波形發(fā)生低頻高頻GTO/MOSFET/IGBT驅(qū)動(dòng)電路R121VD1L1R2V+S1主回路3功率器件R114R518EGCIGBT8VSTC19+15VRDC267吸收電路n主回路單元的“2”端與IGBT的“C”端相連。22VT220+-+8VT12627R7R6R82825R92924S1+5V+15V+5VS1+15VS2+5V21PWM波形發(fā)生低頻高頻GTO/MOSFET/IGBT驅(qū)動(dòng)電路R121VD1L1R2V+S1主回路3功率器件R114R51

25、8EGCIGBT8VSTC19+15VRDC267吸收電路n示波器測(cè)量輸入CH1、CH2仍然接至 IGBT的輸入“G”端、輸出“E”端及地“8”端。2.5n觀測(cè)阻感性負(fù)載的IGBT有柵極反壓下的輸入、輸出波形。n觀測(cè)阻感性負(fù)載的IGBT有柵極反壓下的開(kāi)通時(shí)間ton、存儲(chǔ)時(shí)間tS、下降時(shí)間tf。n觀測(cè)阻感性負(fù)載IGBT有柵極反壓下的輸入、輸出波形，開(kāi)通時(shí)間ton、存儲(chǔ)時(shí)間tS、下降時(shí)間tf 。u3. .阻性、阻感性負(fù)載有并聯(lián)緩沖電路的開(kāi)關(guān)特性測(cè)試 3.1n在上述基礎(chǔ)上，恢復(fù)主回路單元“1”端與IGBT的“C”端間的連接。n并聯(lián)緩沖單元“6”端與IGBT的“C”端連接，“7”端與IGBT的“E”端

26、連接。n示波器測(cè)量輸入CH1、CH2仍然接至IGBT的輸入“G”、“E”端及地“8”端。22VT220+-+8VT12627R7R6R82825R92924S1+5V+15V+5VS1+15VS2+5V21PWM波形發(fā)生低頻高頻GTO/MOSFET/IGBT驅(qū)動(dòng)電路R121VD1L1R2V+S1主回路3功率器件R114R518EGCIGBT8VSTC19+15VRDC267吸收電路n恢復(fù)主回路單元“1”端與IGBT的“C”端間的連接。22VT220+-+8VT12627R7R6R82825R92924S1+5V+15V+5VS1+15VS2+5V21PWM波形發(fā)生低頻高頻GTO/MOSFET/

27、IGBT驅(qū)動(dòng)電路R121VD1L1R2V+S1主回路3功率器件R114R518EGCIGBT8VSTC19+15VRDC267吸收電路n并聯(lián)緩沖單元“6”端與IGBT的“C”端連接，“7”端與IGBT的“E”端連接。22VT220+-+8VT12627R7R6R82825R92924S1+5V+15V+5VS1+15VS2+5V21PWM波形發(fā)生低頻高頻GTO/MOSFET/IGBT驅(qū)動(dòng)電路R121VD1L1R2V+S1主回路3功率器件R114R518EGCIGBT8VSTC19+15VRDC267吸收電路n示波器測(cè)量輸入CH1、CH2仍然接至 IGBT的輸入“G”端、輸出“E”端及地“8”端。3.2n觀測(cè)阻性