Esercitazione N

Corso di
CONVERTITORI ELETTRONICI
Esercitazione sperimentale n. 1B
Scopo dell’esercitazione:Verifica della caratteristica termica degli switches di potenza.
Materiale utilizzato: Generatore di funzione, oscilloscopio, sonda di corrente, sonda di tensione,
alimentatore da laboratorio, bread-board, termocamera.
Prova 1: Perdite per conduzione .
Si consideri il circuito in figura 1.
La prova consiste nel mantenere nello stato di ON lo switch di potenza per un tempo
sufficientemente lungo e valutare l’effetto delle perdite per conduzione misurandone il
riscaldamento.
Procedura: In accordo allo schema elettrico riportato in fig. 1 si monta sulla bread-board il driver
HCPL3120 con i relativi componenti ausiliari e lo switch (Mosfet o IGBT).
RA = 330;
RG = 22;
RLOAD = 100;
CS = 100nF;
Mediante un generatore di funzione, si generi un segnale costante di ampiezza 5V. Il segnale è
applicato all’ingresso del driver.
Oscilloscopio
15V
Generatore di funzione
Cs
RLOAD
RA
RG
Fig. 1 - Schema elettrico del convertitore con HCPL3120
Accertarsi che lo switch si chiuso misurando la tensione ai suoi capi che deve essere nulla.
Mediante una termocamera misurare la temperatura a cui si porta lo switch. Acquisire i dati ad
intervalli regolari per un tempo di circa 2 minuti.
Utilizzare i dati ottenuti per tracciare un grafico temperatura-tempo.
Effettuare la prova su un Mosfet e su un IGBT di taglia paragonabile.
Prova 2: Perdite per commutazione.
Si consideri di nuovo la figura 1.
La prova consiste nel pilotare lo switch con un segnale ad onda quadra a frequenza fissa e valutare
l’effetto delle perdite per commutazione verificando che lo switch si riscalda molto più velocemente
rispetto alla prova precedente.
Procedura: Si ripete la procedura della prova 1 ma questa volta lo switch deve essere pilotato,
mediante il generatore di funzione, con un segnale TTL (05V) con frequenza 1kHz.
Si misuri mediante la termocamera la temperatura a cui si porta lo switch. Acquisire i dati ad
intervalli regolari e per un tempo di circa 2 minuti.
Confrontare i risultati ottenuti in questa prova con quelli ottenuti in precedenza.
Ripetere la prova sia su un Mosfet che su un IGBT e per diversi valori di frequenza.
Mediante un oscilloscopio si visualizzi l’andamento della corrente e della tensione durante le fasi di
commutazione.
Fig. 2 – Forme d’onda di tensione e corrente durante le fasi di commutazione dello switch.