电力电子完整习题答案

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1、第1章习题3．把一个晶闸管与灯泡串联，加上交流电压，如图1-37所示图1-37问：（1）开关S闭合前灯泡亮不亮？（2）开关S闭合后灯泡亮不亮？（3）开关S闭合一段时间后再打开，断开开关后灯泡亮不亮？原因是什么？答：（1）不亮；（2）亮；（3）不亮，出现电压负半周后晶闸管关断。1）开关S闭合前，灯泡不亮；因为晶闸管门极没有正向门极电压，故晶闸管不能导通。2）开关S闭合后灯泡亮；因为此时晶闸管门极加上了正向电压，而U2为交流电源，故只有当晶闸管阳极承受正向电压时，晶闸管才导通，当晶闸管阳极电压为负时，不导通；但在电源为工频交流的情况下，灯泡表现为始终亮。3）开关S闭合一段时间后，再打开，灯

2、泡不亮；因为当晶闸管阳极电压为负时，即使有正向的门极电压，也会使晶闸管很快关断（晶闸管关断时间只有约40us）；打开S后，即使晶闸管阳极承受正向电压，但因为门极没有正向电压，故晶闸管也不导通。4．在夏天工作正常的晶闸管装置到冬天变得不可靠，可能是什么现象和原因？冬天工作正常到夏天变得不可靠又可能是什么现象和原因？答：晶闸管的门极参数IGT、UGT受温度影响，温度升高时，两者会降低，温度升高时，两者会升高，故会引起题中所述现象。夏天工作正常、冬天工作不正常的原因可能是电路提供的触发电流偏小，夏天勉强能触发，到冬天则就不能满足对触发电流的要求了。冬天正常、夏天不正常的原因可能是晶闸管的维持

3、电流小，冬天勉强能关断，到夏天不容易关断；或者，因所选用的晶闸管电压偏低，到夏天管子转折电压与击穿电压值下降，而造成硬开通或击穿。5．型号为KP100-3，维持电流IH＝4mA的晶闸管，使用在如图1-38电路中是否合理？为什么？（分析时不考虑电压、电流裕量）(a)(b)(c)图1-38习题5图答：（1）100Id==0.002A=2mAIH102而UTM=2202=311V>UR故不能正常工作（3）Id=150/1=150A>IHIT=Id=150A<1.57×100=157A故

4、能正常工作16．说明GTO的关断原理。答：普通晶闸管在导通之后即外于深度饱和状态，而GTO在导通后只能达到临界饱和，所以GTO门极上加负向触发信号即可关断。17．描述GTR的二次击穿特性。答：GTR的集电极电压升高至前面所述的击穿电压时，集电极电流迅速增大，这种首先出现的击穿是雪崩击穿，被称为一次击穿。出现一次击穿后，只要Ic不超过与最大允许耗散功率相对应的限度，GTR一般不会损坏，工作特性也不会有什么变化。但是实际应用中常常发现一次击穿发生时如果不有效地限制电流，Ic增大到某个临界点时会突然急剧上升，同时伴随着电压的陡然下降，这种现象称为二次击穿。二次击穿常常立即导致器件的永久损坏，

5、或者工作特性明显衰变，因而对GTR危害极大。21．IGBT有哪些突出优点？答：IGBT将MOSFET与GTR的优点集于一身，既有输入阻抗高、速度快、热稳定性好、电压驱动型，又具有通态压降低、高电压、大电流的优点。22．什么是IGBT的擎住现象？使用中如何避免？答：IGBT由于寄生晶闸管的影响，可能是集电极电流过大（静态擎住效应），也可能是duce/dt过大（动态擎住效应），会产生不可控的擎住效应。实际应用中应使IGBT的漏极电流不超过额定电流，或增加控制极上所接电阻RG的数值，减小关断时的duce/dt，以避免出现擎住现象。第2章习题7．三相全控桥采用带滤波器的正弦波触发器，滤波滞后6

6、0º，同步环节的晶体管采用NPN型硅管，主变压器连接组为△/Ｙ-5，同步变压器的连接组为△/Ｙ-3和△/Ｙ-9，试求各元件触发电路的同步电压，并列表表示。答：正弦波NPN管滞后120o，滤波已有60o，故应选滞后U&60o时信号作为U&的同aa步信号，即U&。以下类推TbT1T2T3T4T5T6Ua--UcUb--UaUc--UbUTb--UTaUTc--UTbUTa--UTc即：△/Y-3同步变压器时，UTbUTcUTa分接UaUb-Uc△/Y-3同步变压器时，-UTb-UTc-UTa分接-Ua-Ub--Uc△/Y-3元件VT1VT2VT3VT4VT5VT6阳极电压UaU（-c）Ub

7、U（-a）UcU（-b）同步电压UTbUT（-a）UTcUT（-b）UTaUT（-c）△/Y-9元件VT1VT2VT3VT4VT5VT6阳极电压UaU（-c）UbU（-a）UcU（-b）同步电压UT（-b）UTaUT（-c）UTbUT（-a）UTc9．图2-18中的锯齿波同步移相触发电路的同步环节采用PNP晶体管，RC滤波网络的移相角为60º，求：1）同步信号电uTa与对应的晶闸管阳极电压ua的相位关系。2）确定同步变压器的连接组，同时列出晶闸