MOSFET, GTR, IGBT驱动与保护电路的测试优化技巧

1.实训目的

（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 直流斩波电路的原理与方法。

（4）熟悉功率器件驱动与保护电路故障的分析与处理。

2.实训所需挂箱及附件（表2.10）

表2.10　实训所需挂箱及附件

3.实训线路及原理

自关断器件的实训接线及实训原理如图2.51 所示，图中直流电源可由控制屏上的励磁电压提供，或由控制屏上三相电源中的两相经整流滤波后输出。接线时，应从直流电源的正极出发，经过限流电阻、自关断器件及保护电路、直流电流表再回到直流电源的负端，构成实训主电路。

图2.51　自关断器件的实训接线及原理

4.实训内容

（1）自关断器件及其驱动、保护电路的研究（可根据需要选择一种或几种自关断器件）。

（2）自关断器件的驱动与保护电路故障的分析与处理。

5.实训方法

将PAC09A 的直流电压输出端口一一对应地接到PAC21 的直流电源输入端口。仔细核对无误后方可通电，以免接错电源而烧坏控制电路。

（1）GTR 的驱动与保护电路实训。

在本实训中，把PAC21 实训挂箱中的频率选择开关拨至“低频挡”，然后调节频率按钮W1，使PWM 波输出频率在“1 kHz”左右。

在主电路中，直流电源由控制屏上的励磁电源输出，负载电阻R 用MEC42 上的灯泡负载，直流电压、电流表由MEC21 提供。(www.xing528.com)

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±5 V 电源驱动。接线时，PWM 波形的输出端接GTR 驱动模块的输入端。

实训时应先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，此时可在驱动模块的输出端观察到相应的波形，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。

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

测定并记录不同占空比α时负载的电压平均值Uα于表2.11 中。

表2.11　电压平均值

（2）MOSFET 的驱动与保护电路实训。

将PAC21 实训挂箱上的频率选择开关拨至“高频挡”，调节频率调节电位器，使方波的输出频率在“8～10 kHz”范围内，然后再按实训原理图接好驱动与保护电路的实训线路，其基本的实训方法与GTR 的驱动与保护电路实训一致。

（3）IGBT 的驱动与保护电路实训。

在本实训中，PAC21 实训挂箱中的频率选择开关拨至“高频挡”，改变频率调节电位器，使方波的输出频率在“8～10 kHz”范围内，然后再按实训原理图接好驱动与保护电路的实训线路，其基本的实训方法与GTR 的驱动与保护电路实训一致。

6.实训报告

（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Uα=f（α）的曲线。

（3）讨论并分析实训中出现的故障现象，做出书面分析。

7.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）自关断器件的驱动与保护电路，需接不同的控制电压，接线时应注意正确连接。

（3）实训开始前，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电压；实训结束时，必须先切断主回路电源，然后再切断控制电源。