1-LC: Měření elektrických vlastností výkonových diod

HTML
DOWNLOAD

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "1-LC: Měření elektrických vlastností výkonových diod"

Robert Čech
před 9 lety
Počet zobrazení:

1 1-LC: Měření elektrických vlastností výkonových diod Cíl měření: Ověření základních vlastností výkonových diod. Měřením porovnejte vlastnosti výkonových diod s běžně používanými diodami mimo oblast výkonové elektroniky. U zadaných vzorků diod určete k jakému účelu jsou vhodné použít. PBYR 1645 SKKE 15/12 KY 132 1N5822 Obr. 1 Přípravek pro měření diod Zadání: 1. a) U zadaných vzorků běžných polovodičových diod (KY 132, 1N4001 a 1N4007), výkonové usměrňovací diody (SKKE 15/12), Shotkyho diod (1N5822, PBYR 1645), rychlé diody (BY 329) a inversní diody u tranzistoru IGBT (SKM50GB123) změřte průběh statické V-A charakteristik (propustnou charakteristiku) metodou bod po bodu. b) Určete prahová napětí a z naměřených propustných charakteristik diod statický a dynamický odpor v zadaném pracovním bodě (např. I F =1 A u běžné diody a u výkonové 3 A nebo 8 A). c) Spočtěte jednotlivé ztrátové výkony na diodách a porovnejte jednotlivé diody. 2. Měřením ověřte a porovnejte spínací vlastnosti jednotlivých diod v závislosti na frekvenci. Zejména se zaměřte na závěrnou zotavovací dobu t rr při vypnutí vedení diod. Porovnejte dynamické vlastnosti diod. Použité přístroje: a) stabilizovaný zdroj DC napětí a proudu (MN 0-40 V/ 40 A); b) stejnosměrný voltmetr (C.A.5003; rozsahy: 100 mv; 1 V; 3 V); c) stejnosměrný ampérmetr (C.A.5003; rozsahy: 15 ma; 150 ma;1.5 A; 15 A);

PBYR 1645 SKKE 15/12 KY 132 1N5822 Obr. 1 Přípravek pro měření diod Zadání: 1.

2 d) digitální osciloskop; e) proudová DC bezkontaktní sonda (f>10 MHz); f) proměnný odpor (100 Ω a 10 A); g) pulsní generátor (Agilent 33102A).

3 Postup měření Ad 1) Propustnou charakteristiku diody je možné nejsnáze měřit v zapojení podle obr. 2. Zdrojem a odporem R se nastavuje propustný proud I F a voltmetrem se měří propustné napětí U F. Je vhodné regulací napětí zdroje nastavovat hodnoty proudů I F. Po dosažení napětí na zdroji 40 V nastavujte proud I F pomocí proměnného odporu. Měřte od malých hodnot proudů až po velikost I FAV jednotlivých diod dané katalogem. A = V Obr. 2 Zapojení pro měření SS parametrů diody

Je vhodné regulací napětí zdroje nastavovat hodnoty proudů I F.

4 Ad 2) Diody pro výkonovou elektroniku jsou určeny zejména k rychlému spínání v obvodech s pulsně šířkovou modulací (PWM). Základním dynamickým požadavkem je tedy vysoká rychlost vypnutí či sepnutí diody charakterizované dobou zotavení diody t rr. Propustnou charakteristiku diody je možné nejsnáze měřit v zapojení podle obr. 2. Měření proveďte na osciloskopu s využitím proudové bezkontaktní sondy. Napětí měřte rovněž osciloskopicky. Jako zdroj pulsů použijte generátor s pravoúhlým obdélníkovým výstupem. A * V * Osc. Obr. 3 Měření dynamických parametrů diody jako spínače V druhé části dynamických měření použijte diodu (SKKE 15) jako usměrňovací zapojenou do obvodu s indukčností (např. 10 uh) a zatěžovacím odporem 10 Ω. U zapojení s indukčností dochází k indukování velmi rušivých špiček napětí. Zaznamenejte tyto napěťové špičky osciloskopem. Špičky vzhledem ke strmosti nelze odfiltrovat elektrolytickými kondenzátory a proto je vhodné přemostit diody zdrojů keramickými kondenzátory (50 nf) paralelně k elektrolytickému. Ověřte a vysvětlete. A V Obr. 3 Dynamický režim diody s indukčností

Propustnou charakteristiku diody je možné nejsnáze měřit v zapojení podle obr. 2. Měření proveďte na osciloskopu s využitím proudové bezkontaktní sondy. Napětí měřte rovněž osciloskopicky.

5 Zpracování výsledků Naměřené hodnoty bodů V-A charakteristiky zapisujte do připravených tabulek pro přímý směr, samostatně pro každou diodu. Výsledky měření zpracujte graficky na milimetrový papír formátu A4. V textové části zhodnocení výsledků porovnejte a vyhodnoťte na základě naměřených propustných charakteristik jejich základní statické vlastnosti a u zadaných vzorků diod určete k jakému účelu jsou vhodné použít. Určete prahová napětí a z naměřených propustných charakteristik diod statický a dynamický odpor v zadaném pracovním bodě (např. I F =1 A u běžné diody a u výkonové 3 A nebo 8 A). Spočtěte jednotlivé ztrátové výkony na diodách a porovnejte jednotlivé diody. Z naměřených dynamických vlastností jednotlivých diod porovnejte spínací vlastnosti diod v závislosti na frekvenci a vyhodnoťte jednotlivé zotavovací doby diod. Jsou tyto doby závislé na velikosti procházejícího proudu? Jsou funkcí velikosti napětí? Porovnejte dynamické vlastnosti diod a určete jejich použití v aplikacích výkonové elektroniky. Požadavky na domácí přípravu: 1. Navrhněte způsob a postup měření. 2. Na internetu nalezněte a vytiskněte jednotlivé katalogové listy k uvedeným diodám: KY 132, 1N4001 a 1N4007, výkonové usměrňovací diody (SKKE 15/12), Shotkyho diod (1N5822, PBYR 1645), rychlé diody (BY 329) a inversní diody u tranzistoru IGBT (SKM50GB123).

V textové části zhodnocení výsledků porovnejte a vyhodnoťte na základě naměřených propustných charakteristik jejich základní statické vlastnosti a u zadaných vzorků diod určete k jakému účelu jsou

Podobné dokumenty

Výsledky zpracujte do tabulek a grafů; v pracovní oblasti si zvolte bod a v tomto bodě vypočítejte diferenciální odpor.

Výsledky zpracujte do tabulek a grafů; v pracovní oblasti si zvolte bod a v tomto bodě vypočítejte diferenciální odpor. ZADÁNÍ: Změřte VA charakteristiky polovodičových prvků: 1) D1: germaniová dioda 2) a) D2: křemíková dioda b) D2+R S : křemíková dioda s linearizačním rezistorem 3) D3: výkonnová křemíková dioda 4) a) D4: