正弦逆变电路实验开关电源实验报告.docx

正弦逆变电路实验
开关电源实验
实验报告
班级:自96
学号:2009011512
姓名:胡沛弦
同组同学:白冰
2011年12月13日
Experiment 2 正弦逆变电路实验
【实验目的】
掌握单相正弦逆变电路的组成和工作原理,熟悉桥式SPWM逆变电路主电路中各元器件的作用。对正弦逆变电路在电阻负载时的工作情况及其波形作全面分析,研究电路参数和开关频率对电路工作波形和性能的影响。
【实验内容】
单相正弦逆变电路的搭建;
测量 IGBT 驱动信号和主电路各点的工作波形,分析电路的工作原理;
在阻性负载下观测逆变电路在不同输出频率和幅度时的波形和输出正弦电压有效值;
分析电路参数和开关频率的变化对逆变电路工作性能的影响;
电流测量(选做)。
【实验设备与仪器】
电力电子与运动控制教学实验平台;
示波器及高压隔离探头;
万用表。
【实验电路的组成】
直流供电电源的构成
正弦逆变电路实验用的直流电源电路与《实验一》中采用的主电路相似,原理图见图2-1。模块MC0101C为输入变压器模块,其中L1、L2和L3为三相电源进线端,接三相380V市电(实验装置中已连接好)。将标有2U3和2W3的端口分别与2V3端用U型短接桥连接,构成变压器副边星形输出。选取2U1、2V1和2W1三端与整流模块MC0308的输入端分别相连,此时的变压器输出相电压约为90V(15V+75V)。将滤波模块MC0601与整流模块MC0308用U型短接桥连接组成整流滤波电路。用U型短接桥连接滤波模块MC0601上的滤波电容。整流滤波电路的输
出端作为逆变电路主电路的供电电源。该直流供电电源的输出电压Ud在空载时约为220V。
接通输入变压器模块MC0101C上的主电路电源开关,用万用表测量并确认滤波模块MC0601上的输出直流电压。若测量结果距直流220V相差较大,严禁继续往下做实验。
注意:在实验过程中始终用输入变压器模块MC0101C上的开关控制主电路的通断。开关在“I”位置时主电路接通,开关在“O”位置时主电路断开。
控制电路的构成及功能选择
驱动控制单元MC0510以单片机和IGBT驱动芯片为核心构成,为IGBT模块MC2018提供控制信号。此实验中选择在“正弦逆变”工作模式下运行。
正弦逆变电路的原理图见图2-2。将直流电源模块MC0201D上的+15V、0V和-15V用U型短接桥分别与驱动控制单元MC0510上的+15V、0V和-15V端口连
接好,调节MC0510单元上方左侧的“开关频率选择”旋钮可设定驱动信号的开关频率;调节右侧的“工作方式选择”旋钮可选定工作方式。在本实验中将“工作方式选择”旋钮旋转到“正弦逆变”档。当控制电路通电后,对应的“正弦逆变”红色指示灯将点亮。
注意:如果用U型短接桥将驱动控制单元MC0510左侧下方的“禁止”端口短接,则MC0510单元上的“故障”指示灯点亮并发出蜂鸣的报警信号,同时关闭所有驱动输出,用此功能实现对实验电路的保护。只有重新上电后控制电路才能恢复工作。
桥式逆变电路的构成
直流电压的逆变输出由IGBT模块MC2018实现。将MC0510单元的G1和E1、G2和E2、G3和E3以及G4和E4共4组IGBT驱动信号用合适长度的导线分别连接到IGBT模块MC2018上相应的G1和E1、G2和E2、G3和E3以及G4和E4。注意信号连接的对应关系。
将MC2018模块上的4组IGBT单元VT1、VT2、VT3和VT4按照图2-2所示的连线方式连接,注意将VT1和VT2上下串联为一组桥臂,VT3和VT4上下串联为一组桥臂,两组桥臂再并联连接(缓冲电路已在模块内部连接好)。
在确认电路已断电且Ud为零后,将直流电压Ud(图2-1中滤波器模块MC0601的“+”、“-”输出端)分别对应地连接到IGBT模块MC2018的直流电源电压Ud的“+”、“-”输入端。注意:切勿接错电源极性。
高频滤波电路及负载的构成
将IGBT模块MC2018上的输出与高频滤波模块MC0612上的电感和电容连接好,参见图2-2。其中两个电感的电感值各为2mH,。负载使用模块MC1093E上的3个灯泡(额定电压220V、额定功率90W)。

【实验内容及步骤】
正弦逆变电路基本功能的验证
将MC0510单元上的“输出幅度”旋钮回零,保证通电后的输出电压最小。选择开关频率为15千周。接通控制回路电源,观察“正弦逆变”工作指示灯是否正确点亮。确认正常后,接通主电路电源。按下MC0510单元上的红色“运行/停止”按钮,“运行”指示灯点亮,此时驱动信号送出,实验电路开始工作。调节“输出幅度”旋钮(改变调制度),观察负载灯泡亮度的变化