电力电子技术 习题答案

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1、《电力电子技术》习题及思考题解答参考第1章电力电子器件1．使晶闸管导通的条件是什么?答：使晶闸管导通的条件是：晶闸管承受正向阳极电压，并在门极施加触发电流(脉冲)或：uAK>0且uGK>0。2．维持晶闸管导通的条件是什么?怎样才能使晶闸管由导通变为关断?答：维持晶闸管导通的条件是使晶闸吉的电流大于能保持晶闸管导通的最小电流，即维持电流。要使晶闸管由导通变为关断，可利用外加电压和外电路的作用使流过晶闸管的电流降到接近于零的某一数值以下，即降到维持电流以下，便可使导通的晶闸管关断。5．GTO和普通晶闸管同为PNPN结构，为什么GTO能够自

2、关断，而普通晶闸管不能？答：GTO和普通晶闸管同为PNPN结构，由P1N1P2和N1P2N2构成两个晶体管V1、V2分别具有共基极电流增益α1和α2，由普通晶闸管的分析可得，α1+α2=1是器件临界导通的条件。α1+α2>1，两个等效晶体管过饱和而导通；α1+α2<1，不能维持导通而关断。GTO之所以能够自行关断，而普通晶闸管不能，是因为GTO与普通晶闸管在设计和工艺方面有以下几点不同：1)GTO在设计时α2较大，这样晶体管V2控制灵敏，易于GTO关断；2)GTO导通时的更接近于1，普通晶闸管α1+α≧1.15，而GTO则为α1+α=

3、1.05GTO的饱和程度不深，接近于临界饱和，这样为门极控制关断提供了有利条件。3)多元集成结构使每个GTO元阴极面积很小，门极和阴极间的距离大为缩短，使得P2极区所谓的横向电阻很小，从而使从门极抽出较大的电流成为可能。6．如何防止电力MOSFET因静电感应应起的损坏?答：电力MOSFET的栅极绝缘层很薄弱，容易被击穿而损坏。MOSFET的输入电容是低泄漏电容，当栅极开路时极易受静电干扰而充上超过±20的击穿电压，所以为防止MOSFET因静电感应而引起的损坏，应注意以下几点：①一般在不用时将其三个电极短接；②装配时人体、工作台、电烙铁

4、必须接地，测试时所有仪器外壳必须接地；⑧电路中，栅、源极间常并联齐纳二极管以防止电压过高④漏、源极间也要采取缓冲电路等措施吸收过电压。7．IGBT，GTR，和电力MOSFET的驱动电路个有什么特点？答IGBT的驱动多采用专用的混合集成驱动器。·GTR驱动电路的特点是：驱动电路提供的驱动电流有足够陡的前沿，并有一定的过冲，这样可加速开通过程，减小开通损耗，关断时，驱动电路能提供幅值足够大的反向基极驱动电流，并加反偏截止电压，以加速关断速度。GTO驱动电路的特点是：GTO要求其驱动电路提供的驱动电流的前沿应有足够的幅值和陡度，且一般需要在

5、整个导通期间施加正门极电流，关断需施加负门极电流，幅值和陡度要求更高，其驱动电路通常包括开通驱动电路，关断驱动电路和门极反偏电路三部分。电力MOSFET驱动电路的特点：要求驱动电路具有较小的输入电阻，驱动功率小且电路简单。8．全控型器件的缓冲电路的主要作用是什么?试分析RCD缓冲电路中各元件的作用。答：全控型器件缓冲电路的主要作用是抑制器件的内因过电压，du／dt，或过电流di／dt，减小器件的开关损耗。RCD缓冲电路中，各元件的作用是：开通时，Cs经Rs放电，Rs起到限制放电电流的作用：关断时，负载电流经VDs向Cs分流，使du／d

6、t，减小，抑制过电压。第2章整流电路1．单相半波可控整流电路对电感负载供电，L=20Ma,U2=100V,QIU求当a=00时和600时的负载电流Id，并画出ud与id波形。解：a=00时，在电源电压u2的正半周期晶闸管导通时，负载电感L储能，在晶闸管导通时刻，负载电流为零。在电源电压u2的负半周期，负载电感L释放能量，晶闸管继续导通。因此，在电源电压u2的一个周期里，以下方程均成立：当α=600时，在u2正半周期600～1800期间晶闸管导通使电感L储能，电感L储能的能量在u2正半周期1800～3000期间释放，因此在u2正半周期6

7、00～3000期间以下微分方程成立：2．图2—9为具有变压器中心抽头的单相全波可控整流电路，问该变压器还有直流磁化问题吗?试说明：①晶闸管承受的最大反向电压为2√2U2；②当负载是电阻或电感时，其输出电压和电流的波形与单相全控桥时相同。，答：具有变压器中心抽头的单相全波可控整流电路，该变压器没有直流磁化的问题。因为单相全波可控整流电路变压器二次测绕组中，正负半周内上下绕组内电流的方向相反，波形对称，其一个周期内的平均电流为零，故不会有直流磁化的问题。以下分析晶闸管承受最大反向电压及输出电压和电流波形的情况。①以晶闸管VT2为例。当VT

8、l导通时，晶闸管VT2通过VT1与2个变压器二次绕组并联，所以VT2承受的最大电压为2√2U2。②当单相全波整流电路与单相全控桥式整流电路的触发角α相同时，对于电阻负载：(0∽α)期间无晶闸管导通，输出电压为0：(α∽π