电力电子实验指导书

2022年-2023年建筑工程管理行业文档 齐鲁斌创作电力电子实验指导书目 录 MCL—V型电力电子教学实验台介绍 1实验一 锯齿波同步移相触发电路实验 3实验二 单相桥式全控整流电路实验 5*实验三 三相桥式全控整流及有源逆变电路实验 9实验四 单相交流调压电路实验 12实验五 绝缘栅双极型晶体管（IGBT）特性与驱动电路研究 15*实验六 单相正弦波（SPWM）逆变电源研究 21*实验七 直流斩波电路的性能研究 25MCL—V型电力电子教学实验台介绍一、特点（1）采用组件式结构，可根据不同内容进行组合，故结构紧凑，使用方便灵活，并且可随着功能的扩展只需增加组件即可，能在一套装置上完成《电力电子学》课程的主要实验2）装置布局合理，外形美观，面板示意图明确，直观，学生可通过面板的示意查寻故障，分析工作原理电机采用导轨式安装，更换机组简捷，方便，所采用的电机经过特殊设计，其参数特性能模拟3KW左右的通用实验机组，能给学生正确的感性认识除实验控制屏外，还设置有实验用台，内可放置机组，实验组件等，并有可活动的抽屉，内可放置导线，工具等，使实验更方便3）实验线路典型，配合教学内容，满足教学大纲要求。

控制电路全部采用模拟和数字集成芯片，可靠性高，维修，检测方便触发电路采用数字集成电路双窄脉冲4）装置具有较完善的过流、过压、RC吸收、熔断器等保护功能，提高了设备的运行可靠性和抗干扰能力5）面板上有多只发光二极管指示每一个脉冲的有无和熔断器的通断触发脉冲可外加，也可采用内部的脉冲触发可控硅，并可模拟整流缺相和逆变颠覆等故障现象二、技术参数（1）输入电源： ～380V 10% 50HZ±1HZ（2）工作条件：环境温度：—5 ～ 400C 相对湿度：〈75% 海 拔：〈1000m（3）装置容量：〈1KVA（4）电机容量：〈200W（5）外形尺寸：长1800mm X宽700mm（长1300mm X宽700mm）三、实验项目（1）锯齿波同步移相触发电路（2）单相桥式全控整流电路*（3）三相桥式全控整流及有源逆变电路（4）单相交流调压电路（5）绝缘栅双极型晶体管（IGBT）特性及其驱动电路的研究*（6）单相正弦波（SPWM）逆变电路实验*（7）直流斩波电路（升压斩波、降压斩波）的性能研究 实验一 锯齿波同步移相触发电路实验一、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MCL—V型实验台主控制屏上MCL54·3KJ004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．MCL系列教学实验台主控制屏：ａ）MCL—31 低压控制电路及仪表ｂ）MCL—52 电源控制屏ｃ）MCL—54·3 KJ004锯齿波同步移相触发电路2．双踪示波器（TDS 1002）3．万用表五．实验方法及步骤1．将MCL—V型实验台主控制屏上的MCL－52电源控制面板上的三相交流电输出线电压（220V）U1、V1分别与MCL－54·3面板上的同步电压1端、2端用导线相连将MCL—V型实验台主控制屏上的MCL－31低压控制电路及仪表面板上的Ug与MCL－54·3面板上的UC0用导线相连，见图1－1其中电位器PR1为控制α角2．调节脉冲移相范围打开MCL－52电源控制面板左下角的电源开关,将MCL—31面板上的电位器PR1逆时针旋到底使“Ug”输出电压为0V，即控制电压Uco为零，控制角a=180º。

按MCL－52电源控制面板上的绿色闭合键，调节MCL—31的给定电位器RP1，增加Uc0，观察脉冲的移动情况，要求Uco=0时，a=180°，Uco=Umax时，a=30°，以满足移相范围a=30°~180°的要求用示波器观察U7电压（即“7” 孔）及U5电压（即“5” 孔）的波形变化3．调节Uc0，使a=60°，用示波器观察MCL－54·3锯齿波同步移相触发电路各孔的电压波形（孔U7、U3、U4、U5、U6）及输出脉冲UG1K1、UG2K2、UG3K3、UG4K4、的相位关系并记录标出其幅值与宽度 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．讨论分析其它实验现象图1—1 锯齿波同步移相触发电路接线图实验二 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电阻负载、电阻—电感性负载时的工作3．熟悉MCL—54·3锯齿波触发电路的工作二、实验线路及原理见图2—1注：1）G2、K2接VT1 G4、K4接VT6 K1、G1接VT3 G3、K3接VT42）负载Rd为MCL—54·4的两组300Ω电阻串联；3）电感L为700mH图2—1 单相桥式全控整流三、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—电感性负载四、实验设备及仪器1．MCL系列教学实验台主控制屏：ａ）MCL—52 电源控制屏ｂ）MCL—31 低压控制电路及仪表ｃ）MCL—54·1 三相变压器ｄ）MCL—54·3 KJ004锯齿波移相触发电路ｅ）MCL—54·4 电阻、电感性负载f﹚MCL—54·5 二级管2．MCL—53组件 触发电路及晶闸管主回电路3．双踪示波器（TDS 1002）4．万用表五、注意事项1．电阻Rd的调节需注意若电阻过小，会出现电流过大造成过流保护动作（熔断丝烧断，或仪表告警）；若电阻过大，则可能流过可控硅的电流小于其维持电流，造成可控硅时断时续2．电感的值可根据需要选择，需防止过大的电感造成可控硅不能导通3．MCL—54·3面板的锯齿波触发脉冲需用导线连到MCL—53面板，应注意连线不可接错，否则易成损坏可控硅同时，需要注意同步电压的相位，若出现可控硅移相范围太小（正常范围约30°～180°），可尝试改变同步电压极性4．示波器的两根地线由于同外壳相连，必须注意需接等电位，否则易造成短路事故六、实验方法及步骤 1．单相桥式全控整流电路供电给电阻负载a）将MCL—V型实验台主控制屏上的MCL－52电源控制面板上的三相交流电输出线电压（220V）U1、V1与MCL－54·3面板上的同步电压1端、2端用导线相连。

MCL—54·3面板上的UC0与MCL—31面板上的Ug用导线相连将MCL—31面板上的给定电位器RP1逆时针调到底，使UC0=0，控制角α为最大b）打开MCL－52电源控制面板左下角的带锁电源开关，按绿色闭合键，用示波器检查MCL54·3 KJ004锯齿波移相触发电路是否有脉冲输出c）断开MCL－52电源控制面板上的电源开关，按图2—1所示连接将其中的“ａ”与“ｂ”点用导线连接接上电阻负载（可采用两只300Ω电阻串联），并将MCL—54·4面板上的Rd电阻负载调到最大d）合上MCL－52电源控制面板上的电源开关，调节MCL—31面板上的给定电位器RP1（顺时针方向）顺时针调方向逐渐增大，Uco给定电压逐渐增大，使a角逐渐减小，求取在不同a角（0°、30°、60°、90°）时整流电路的输出电压Ud=f（t），晶闸管的端电压UVT1=f（t）的波形，并记录相应a时的UC0、Ud和交流输入电压U2值 2．单相桥式全控整流电路供电给电阻—电感性负载断开MCL－52电源控制面板上的电源开关，断开电阻负载Rd（可采用两只300Ω电阻串联）短接线，再用导线将图2—1中的“a”与“c”、“b”与“d”用导线连接构成电阻—电感性负载（L=700mH）。

合上MCL－52电源控制面板上的电源开关，求取在不同控制电压UC0时的输出电压Ud=f（t），负载电流id=f（t）以及晶闸管端电压UVT1=f（t）波形并记录相应UC0时的Ud、U2值注意：负载电流不能过小，否则造成可控硅时断时续，可调节负载电阻Rd，但负载电流不能超过0.8A，UC0从零起调断开MCL－52电源控制面板上的电源开关，改变电感值（L=100mH），观察a=90°，Ud=f（t）、id=f（t）的波形，并加以分析注意：调节MCL—31面板上的给定电位器RP1增加UC0使a前移时，若电流太大，可增加与L相串联的电阻加以限流3．单相桥式全控整流电路供给电感性负载将图2—1中的“a”与“c”、“b”与“d”用导线连接构成电阻—电感性负载（L=700mH）调节负载电阻Rd（逆时方向逐渐减小）为最小，调节MCL—31面板上的给定电位器PR1顺时针调方向逐渐增大，使Uco给定电压逐渐增大，a角逐渐减小，求取a=90°时整流电路的输出电压Ud=f（t），晶闸管的端电压UVT1=f（t）的波形，并记录a=90°时的Uco、Ud和交流输入电压U2值七、实验报告1．绘出单相桥式晶闸管全控整流电路供电给电阻负载情况下，当a=0°，30°，60°，90°时的Ud、UVT1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阻—电感性负载情况下，当a=90°时的Ud、id、UVT1波形，并加以分析3．给出单相桥式晶闸管全控整流电路供电给电感性负载情况下，若a=90°时Ud、id、UVT1组形，并加以分析4．作出实验整流电路的输入—输出特性Ud=f（Uc0），触发电路特性Uc0=f（a）及Ud/U2=f（a）5．实验心得体会 *实验三 三相桥式全控整流及有源逆变电路实验一、实验目的1．熟悉MCL—31、MCL—52 、MCL—53组件2．熟悉三相桥式全控整流及有源逆变电路的接线及工作原理3．了解集成触发器的调整方法及各点波形二、实验内容1．三相桥式全控整流电路2．三相桥式有源逆变电路3．观察整流或逆变状态下，模拟电路故障现象时的波形三、实验线路及原理RC实验线路如图3—1所示主电路由三相全控变流电路及作为逆变直流电源的三相不控整流桥组成触发电路为数字集成电路，可输出经高频调制后的双窄脉冲链三相桥式整流及有源逆变电路的工作原理可参见“电力电子技术”的有关教材A：直流电流表 L：平波电抗器可取700mHRd：负载电阻，可取MCL-54.4中的两组300欧的电阻串联图3-1 三相桥式整流及有源逆变四、实验设备及仪器1．MCL系列教学实验台主控制屏：a）MCL—52 电源控制屏b）MCL—31 低压控制电路及仪表c）MCL—54·1 三相变压器d）MCL—54·4 电阻、电感性负载f）MCL—54·5 二极管2．MCL—53组件触发电路及晶闸管主回电路3．双踪示波器（TDS 1002）4．万用表五、实验方法 1．按图接线，未上主电源之前，检查晶闸管的脉冲是否正常。

1）合上MCL—52电源控制屏开关，给定电压有电压显示，使电源控制屏U、V、W输出电压至线电压为220V2）用示波器观察MCL—53组件触发电路及晶闸管主回电路的双脉冲观察孔，应有间隔均匀，相互间隔60°的幅度相同的双脉冲3）检查相序，用示波器观察“1”，“2”单脉冲观察孔，“1” 脉冲超前“2” 脉冲60°，则相序正确，否则，应调整输入电源4）用示波器观察每只晶闸管的控制极，阴极，应有幅度为1V—2V的脉冲注：将MCL－53面板上的Ublf（当三相桥式全控变流电路使用I组桥晶闸管VT1~VT6时）接地，将I组桥式触发脉冲的六个开关均拨到“接通”5）将MCL－31面板上的输出Ug接至MCL－53面板的Uco端，调节偏移电压Ub（即MCL－31上的电位器PR1），在Uco=0时，使控制角a=150° 2．三相桥式全控整流电路及三相桥式有源逆变电路按图3－1接线，将“a”端与“c”端用导线连接，将“b”端与“d”端用导线连接将Rd调至最大（600W）（MCL—54·4 电阻、电感性负载）1）整流电路合上MCL－52主电源，使主控制屏输出电压Uuv、Uvw、Uwu为220V将MCL－31上的开关S1打向正给定调节UC0（即MCL－31上的电位器PR1），使a在30°～90°范围内，用示波器观察记录a=30°、60°、90°时，整流电压Ud=f（t），晶闸管两端电压UVT1=f（t）的波形，并记录相应的Ud和交流输入电压U2数值。

2）有源逆变电路当a=β=90°时，将MCL－31上的开关S1打向负给定，这时电路处于逆变状态，调节UC0（即MCL－31上的电位器PR2），用示波器观察β=90°、60°、30°时,逆变电路中Ud、UVT1的电压波形，并记录相应的Ud、U2数值 4．电路模拟故障现象观察在整流状态时，断开某一晶闸管元件的触发脉冲开关，则该元件无触发脉冲即该支路不能导通，用示波器观察并记录此时的Ud波形采用的组件为MCL—53，则触发电路是KJ004集成电路，具体应用可参考相关教材六、实验报告1．画出电路的移相特性Ud=f（a）曲线2．作出整流电路的输入—输出特性Ud/U2=f（α）3．画出三相桥式全控整流电路时，a角为30°、60°、90°时的Ud、UVT1波形4．画出三相桥式有源逆变电路时，β角为90°、60°、30°时的Ud、UVT1波形5．简单分析模拟故障现象实验四 单相交流调压电路实验一、实验目的1．加深理解单相交流调压电路的工作原理2．加深理解交流调压感性负载时对移相范围要求二、实验内容1．单相交流调压器带电阻性负载2．单相交流调压器带电阻—电感性负载三、实验线路及原理本实验采用了锯齿波移相触发器。

该触发器适用于双向晶闸管或两只反并联晶闸管电路的交流相位控制，具有控制方式简单的优点晶闸管交流调压器的主电路 由两只反向晶闸管组成，见图4—1四、实验设备及仪器1．MCL系列教学实验台主控制屏：a）MCL—52 电源控制屏b）MCL—31 低压控制电路及仪表c）MCL—54·1 三相变压器d）MCL—54·3 KJ004锯齿波移相触发电路e）MCL—54·4 电阻、电感性负载f）MCL—54·5 二级管2．MCL—53组件触发电路及晶闸管主回电路3．双踪示波器（TDS 1002）4．万用表五、注意事项在电阻电感负载时，当a

合上MCL—52电源控制屏电源开关，使主控制屏输出电压Uuv=220V用示波器观察负载电压u=f（t），晶闸管两端电压uVT1= f（t）的波形，调节UC0，用示波器观察不同a角时各波形的变化，并记录a= 30° ，60°，90°，120°时的电压波形 2．单相交流调压器接电阻—电感性负载（1）在做电阻—电感实验时需调节负载阻抗角的大小，因此须知道电抗器的内阻和电感量可采用直流伏安法来测量内阻，如图4—1所示，电抗器的内阻为：RL=UL/I 电抗器的电感量可用交流伏安法测量，如图4—1所示，由于电流大时对电抗器的电感量影响较大，采用自耦调压器调压多测几次取其平均值，从而可得交流阻抗ZL=UL/I 电抗器的电感量为： 这样即可求得负载阻抗角 在实验过程中，欲改变阻抗角，只需改变电阻器的数值即可2）断开MCL—52主电源开关，将“a”端与“c”端用导线相连，“b”端与“d”端用导线相连，接入电感（L=700mH）合上MCL—52主电源主电源，使主控制屏输出电压Uuv=220V调节UC0，使a=450。

用示波器同时观察负载电压u和负载电流i的波形调节电阻Rd的数值（由大至小），观察在不同a角时波形的变化情况记录a>φ，a=φ，a<φ三种情况下负载两端电压u和流过负载的电流i的波形也可使阻抗角φ为一定值，调节a观察波形注：调节电阻Rd时，需观察负载电流，不可大于0.8A说明：采用MCL—Ⅴ型，则触发电路为KJ004集成电路，具体应用可参考相关教材电阻性负载可采用两只300Ω电阻相串联七、实验报告1．整理实验中记录下的各类波形2．分析电阻电感负载时，a角与j角相应关系的变化对调压器工作的影响3．分析实验中出现的问题图4—1 单相交流调压 实验五 绝缘栅双极型晶体管（IGBT） 特性与驱动电路研究一、实验目的1．熟悉IGBT主要参数与开关特性的测试方法2．掌握混合集成驱动电路EXB840的工作原理与调试方法二、实验内容1．IGBT主要参数测试2．EXB840性能测试3．IGBT开关特性测试4．过流保护性能测试三、实验设备和仪器1．MCL系列教学实验台主控制屏 2．MCL—07电力电子实验箱中的IGBT与PWM波形发生器部分3．万用表二块 4．双踪示波器。

四、实验线路见图5—1五、实验方法 1．IGBT主要参数测试（1）开启阀值电压VGS（th）测试在主回路的“1”端与IGBT的“18”端之间串入毫安表，将主回路的“3”与“4”端分别与IGBT管的“14”与“17”端相连，再在“14”与“17”端间接入电压表，并将主回路电位器RP左旋到底将电位器RP逐渐向右旋转，边旋转边监视毫安表，当漏极电流ID=1mA时的栅源电压值即为开启阀值电压VGS（th）读取6—7组ID、Vgs，其中ID=1mA必测，填入表5—1表5—1ID（mA）1Vgs（V） （2）跨导gFS测试在主回路的“2”端与IGBT的“18”端串入安培表，将RP左旋到底，其余接线同上将RP逐渐向右旋转，读取ID与对应的VGS值，测量5—6组数据，填入表5—2表5—2ID（mA）1Vgs（V）（3）导通电阻RDS测试将电压表接入“18”与“17”两端，其余同上，从小到大改变VGS，读取ID与对应的漏源电压VDS，测量5—6组数据，填入表5—3表5—3ID（mA）1Vgs（V） 2．EXB840性能测试（1）输入输出延时时间测试IGBT部分的“1”与“13”分别与PWM波形发生部分的“1”与“2”相连，再将IGBT部分的“10”与“13”、与门输入“2”与“1”相连，用示波器观察输入“1”与“13”及EXB840输出“12” 与“13”之间波形，记录开通与关断延时时间。

ton= ，toff= （2）保护输出部分光耦延时时间测试将IGBT部分“10”与“13”的连线断开，并将“6”与“7”相连用示波器观察“8”与“13”及“4”与“13” 之间波形，记录延时时间3）过流慢速关断时间测试接线同上，用示波器观察“1”与“13”及“12”与“13”之间波形，记录慢速关断时间4）关断时的负栅压测试断开“10”与“13”的相连，其余接线同上，用示波器观察“12”与“17”之间波形，记录关断时的负栅压值5）过流阀值电压测试断开“10”与“13”，“2”与“1”的相连，分别连接“2”与“3”，“4”与“5”，“6”与“7”，将主回路的“3”与“4”分别和“10”与“17”相连，即按照以下表格的说明连线 IGBT：17 主回路：4IGBT：10主回路：3IGBT：4IGBT：5IGBT：6IGBT：7IGBT：2 IGBT：3IGBT：12IGBT：14RP左旋到底，用示波器观察“12”与“17”之间波形，将RP逐渐向右旋转，边旋转边监视波形，一旦该波形消失时即停止旋转，测出主回路“3”与“4”之间电压值，该值即为过流保护阀值电压值。

6）4端外接电容器C1功能测试——供教师研究用EXB840使用手册中说明该电容器的作用是防止过流保护电路误动作（绝大部分场合不需要电容器）a．C1不接，测量“8”与“13”之间波形b．“9”与“13”相连时，测量“8”与“13” 之间波形，并与上述波形相比较3．开关特性测试（1）电阻负载时开关特性测试将“1”与“13”分别与波形发生器“1”与“2”相连，“4”与“5”，“6”与“7”，‘2“与”3“，“12”与“14”，“10”与“18”，“17”与“16”相连，主回路的“1”与“4”分别和IGBT部分 的“18”与“15”相连即按照以下表格的说明连线IGBT：1PWM：1IGBT：13PWM：2IGBT：4IGBT：5IGBT：6IGBT：7IGBT：2 IGBT：3IGBT：12IGBT：14IGBT：17IGBT：16IGBT：10IGBT：18 IGBT：15 主回路：4IGBT：18主回路：1 用示波器分别观察“18”与“15”及“14”与“15”的波形，记录开通延迟时间2）电阻，电感负载时开关特性测试将主回路“1”与“18”的连线断开，再将主回路“2”与“18”相连，用示波器分别观察“18”与“15”及“16”与“15”的波形，记录开通延迟时间。

3）不同栅极电阻时开关特性测试将“12”与“14”的连线断开，再将“11”与“14”相连，栅极电阻从R5＝3kΩ改为R4=27Ω，其余接线与测试方法同上 4．并联缓冲电路作用测试（1）电阻负载，有与没有缓冲电路时观察“14”与“17”及“18”与“17”之间波形2）电阻，电感负载，有与没有缓冲电路时，观察波形同上5．过流保护性能测试，栅计电阻用R4在上述接线基础上，将“4”与“5”，“6”与“7”相连，观察“14”与“17”之间波形，然后将“10”与“18”之间连线断开，并观察驱动波形是否消失，过流指示灯是否发亮，待故障消除后， 揿复位按钮即可继续进行试验六、实验报告1．根据所测数据，绘出IGBT的主要参数的表格与曲线 2．绘出输入、输出及对光耦延时以及慢速关断等波形，并标出延时与慢速关断时间3．绘出所测的负栅压值与过流阀值电压值4．绘出电阻负载，电阻电感负载以及不同栅极电阻时的开关波形，并在图上标出tON 与tOFF5．绘出电阻负载与电阻、电感负载有与没有并联缓冲电路时的开关波形，并说明并联缓冲电路的作用6．过流保护性能测试结果，并对该过流保护电路作出评价7．实验的收获、体会与改进意见。

七、思考题1．试对由EXB840构成的驱动电路的优缺点作出评价2．在选用二极管V1时，对其参数有何要求？其正向压降大小对IGBT的过流保护功能有何影响？3．通过MOSFET与IGBT器件的实验，请你对两者在驱动电路的要求，开关特性与开关频率，有、无反并联寄生二极管，电流、电压容量以及使用中的注意事项等方面作一分析比较图5-1 IGBT实验电路*实验六 单相正弦波（SPWM）逆变电源研究一、实验目的1．掌握单相正弦波（SPWM）逆变电源的组成、工作原理、特点、波形分析与使用场合2．熟悉正弦波发生电路、PWM专用集成电路SG3525的工作原理与使用方法二、实验内容1．正弦波发生电路调试2．PWM专用集成电路SG3525性能测试3．带与不带滤波环节时的负载两端电压波形测试三、实验系统组成及工作原理能把直流电能转换为交流电能的电路称为逆变电路，或称逆变器单相逆变器的结构可分为半桥逆变器、全桥逆变器和推挽逆变器等形式本实验系统对单相推挽逆变电路进行研究推挽逆变器的主要优点是在任何时刻导通的开关不会多于一个，对于输出相同的功率，开关损耗比较小，因此，特别适用于由低直流电压（如电池）供电的场合另外，两个开关管的驱动信号是共地的，可简化驱动电路，其不足是变压器原边绕组利用率低，当变压器原边两个绕组不完全对称时或者两开关器件特性不对称时，还可能出现直流磁化饱和现象。

逆变器主电路开关管采用功率MOSFET管，具有开关频率高、驱动电路简单、系统效率较高的特点当开关其间VT1、VT2轮流导通，再经推挽变压器升压后，即可在负载端得到所需频率与幅值的交流电源脉宽调制信号由专用集成芯片SG3525产生SG3525芯片不仅能产生频率灵活可变的方波，而且可输出正弦PWM（SPWM）信号，以提高后接变压器的工作频率为了使SG3525产生一个SPWM信号，可在芯片的9脚处加入一个幅度可变的50Hz正弦波（我们这里仅需得到频率固定的50Hz可变电源，若需获得频率也可变的交变电源，则只需在9脚处加入一个幅值与频率均可变的正弦波即可），与5脚处的锯齿波信号进行比较，从而获得SPWM控制信号，改变正弦波的幅值，即改变调制度M（调制度定义为正弦波调制波峰Urm与锯齿波载波峰值Utm之比，即M=Urm/Utm）就可以改变输出电压的幅值，正常M≤1考虑到5脚处的锯齿波如图6—1a所示，锯齿波的顶点UH约为3.3V，谷点UL约为0.9VtUSWUHULU50Hztab图6—1为此，正弦波信号必须如图6—1b所示，即其峰—峰值必须在0.9V~3.3V范围内变化正弦波发生电路如图6—3所示。

图6—2 正弦波发生电路由图6—2可知，正弦波发生器由两部分组成，前半部分为RC串并联型正弦波振荡器，振荡频率设定在50Hz，调节电位器RP（即实验挂箱面板上的幅度调节电位器），即可调节正弦波峰—峰值，从而调节SPWM信号的脉冲宽度以及逆变电源输出基波电压的大小正弦波发生器的后半部分为移位电路，将正负对称的正弦波移位到第一象限，并使正弦波的谷点在0.9V之上四、实验设备和仪器1．MCL—11实验挂箱 2．万用表 3．双踪示波器（TDS 1002）五、实验方法 1．认真阅读实验指导书与有关教材掌握用SG3525芯片产生SPWM信号的原理与RC串并联正弦波发生器的工作原理，以及推挽式单相正弦波逆变电源的工作原理、特点、波形分析与使用场合 2．主电路接线见图6—3将主电路的“9”与“12”端用导线相连1）正弦波发生器测试测量1端正弦波信号的频率，最大与最小峰—峰值，正弦波的谷点偏离横坐标的数值以及正弦波上、下半波的对称性2）SG3525性能的测试a．锯齿波周期与顶点UH、谷点UL测量（分开关S2合上与断开两种情况）b．正弦波与锯齿波的配合调试当正弦波发生器的幅度调节电位器在任意位置时，都能与锯齿波有符合要求的相交点，使在“3”端能得到正确的SPWM控制信号。

图6—3 单相正弦波（SPWM）逆变电源3．不带滤波环节时的负载端波形测试（1）主电路接线同上，S2放在断开位置，幅度调节电位器旋转到大致中间的位置2）观察并记录负载端波形4．带滤波环节时的负载端波形测试（1）断开“9”与“12”端的连线，将主电路的“9”与“10”及“11”与“12”相连，幅度调节电位器旋转到大致中间的位置2）观察并记录负载端波形六、实验报告1．列出正弦波信号的实测数据2．在开关S2断开与合上条件下，画出SG3525的5脚的锯齿波，并注明周期、顶点UH、谷点UL3．在开关S2断开与合上条件下，画出不带与带滤波环节时的负载电压波形，并与理想波形相比较，试分析两者相差的原因4．实验的收获、体会与改进意见七、注意事项 开机步骤：在合上交流电源开关之前，应检查＋15V电源开关S1是否处于断开状态关机步骤：先关MCL－52电源控制屏总开关，将幅度调节器调到最小，将S1开关打到关，最后关MCL－11实验挂箱上的电源开关实验七 直流斩波电路的性能研究一、实验目的熟悉降压斩波电路（Buck Chopper）和升压斩波电路（Boost Chopper）的工作原理，掌握这两种基本斩波电路的工作状态及波形情况。

二、实验内容1．SG3525芯片的调试2．降压斩波电路的波形观察及电压测试3．升压斩波电路的波形观察及电压测试三、实验设备及仪器1．电力电子教学实验台主控制屏2．MCL—16组件3．MCL—54·4电阻（300Ω/0.71A）4．万用表5．双踪示波器（TDS 1002）四、实验方法 1．SG3525的调试原理框图见图7—1a) 将扭子开关S1打向“直流斩波”侧，将“3”端和“4”端用导线短接，将S2扭子开关打向“ON”用示波器观察“1”端输出电压波形应为锯齿波，并记录其波形的频率和幅值b) 将扭子开关S2打向“OFF”，用导线分别连接“5”、“6”、“9”，再将扭子开关S2打向“ON”，用示波器观察“5”端波形，并记录其波形、频率、幅度，调节“脉冲宽度调节”电位器，记录其最大占空比和最小占空比Dmax= , Dmin= 图7-1 PWM波形发生 2．实验接线图见图7—2（1）切断MCL—16主电源，分别将“主电源2”的“1”端和“直流斩波电路”的“1”端相连，“主电源2”的“2”端和“直流斩波电路”的“2”端相连，将“PWM波形发生”的“7”、“8”端分别和直流斩波电路VT1的G1S1 端相连，“直流斩波电路”的“4”、“5”端串联MCL—54·4电阻箱 （将两组300Ω/0.71A的电阻串联起来，顺时针旋转调至阻值最大约600Ω），和直流安培表（将量程切换到2A挡）。

2）检查接线正确后，接通控制电路和主电路的电源（注意：先接通控制电路电源后接通主电路电源 ），改变脉冲占空比，每改变一次，分别观察记录PWM信号的波形，MOSFET的栅源电压波形、输出电压U0波形、输出电流I0的波形，记录PWM信号占空比D、输入电压Ui的值及输出电压U0、输出电流I0的平均值3）改变负载Rd的值（注意：负载电流不能超过1A），重复上述内容（2）4）切断主电路电源，断开“主电路2”和“降压斩波电路”的连接，断开“PWM波形发生”与VT1的连接，分别将“直流斩波电路”的“6”和“主电路2”的“1”相连，“直流斩波电路”的“7”和“主电路2”的“2”端相连，将VT2的G2S2分别接至“PWM波形发生”的“7”和“8”端，直流斩波电路的“10”、“11” 端，分别串联MCL—54·4电阻箱将两组300Ω/0.71A的电阻串联起来，顺时针旋转调至阻值最大约600Ω）和直流安培表（将量程切换到2A挡）检查接线正确后，接通主电路和控制电路的电源改变脉冲占空比D，每改变一次，分别：观察记录PWM信号的波形、MOSFET的栅极电压波形、输出电压U0、电流I0的波形，记录PWM信号占空比D，输入电压Ui的值、及电压U0、输出电流I0的平均值（5）改变负载Rd的值（注意：负载电流不能超过1A），重复上述内容（4）。

6）实验完成后，断开主电路电源，拆除所有导线五、注意事项：（1）“主电路电源2”的实验输出电压为15V，输出电流为1A，当改变负载电路时，注意Rd值不可过小，否则电流太大，有可能烧毁电源内部的熔断丝2）实验过程当中先加控制信号，后加“主电路电源2”3）做升压实验时，注意“PWM波形发生器”的“S1”一定要打在“直流斩波”，如果打在“半桥电源”极易烧毁“主电路电源2” 内部的熔断丝六、实验报告1．分析PWM波形发生的原理2．记录在某一占空比D下，降压斩波电路中，MOSFET的栅源电压波形，输出电压u0波形，输出电流i0的波形，并绘制降压斩波电路的Ui/Uo—D曲线，与理论分析结果进行比较，并讨论产生差异的原因。