电力电子技术课后题答案.pdf

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1、0-1.什么是电力电子技术?电力电子技术是应用于电力技术领域中的电子技术；它是以利用大功率电子器件对能量进行变换和控制为主要内容的技术。国际电气和电子工程师协会（IEEE）的电力电子学会对电力电子技术的定义为：“有效地使用电力半导体器件、应用电路和设计理论以及分析开发工具，实现对电能的高效能变换和控制的一门技术，它包括电压、电流、频率和波形等方面的变换。”0-2.电力电子技术的基础与核心分别是什么?电力电子器件是基础。电能变换技术是核心.0-3.请列举电力电子技术的3个主要应用领域。电源装置;电源电网净化设备;电机调速系统;电能传输和电力控制;清洁

2、能源开发和新蓄能系统;照明及其它。0-4.电能变换电路有哪几种形式?其常用基本控制方式有哪三种类型?AD-DC整流电;DC-AC逆变电路;AC-AC交流变换电路;DC-DC直流变换电路。常用基本控制方式主要有三类：相控方式、频控方式、斩控方式。0-5.从发展过程看，电力电子器件可分为哪几个阶段?简述各阶段的主要标志。可分为：集成电晶闸管及其应用；自关断器件及其应用；功率集成电路和智能功率器件及其应用三个发展阶段。集成电晶闸管及其应用：大功率整流器。自关断器件及其应用：各类节能的全控型器件问世。功率集成电路和智能功率器件及其应用：功率集成电路（PIC

3、），智能功率模块（IPM）器件发展。0-6.传统电力电子技术与现代电力电子技术各自特征是什么?传统电力电子技术的特征：电力电子器件以半控型晶闸管为主，变流电路一般为相控型，控制技术多采用模拟控制方式。现代电力电子技术特征：电力电子器件以全控型器件为主，变流电路采用脉宽调制型，控制技术采用PWM数字控制技术。0-7.电力电子技术的发展方向是什么?新器件：器件性能优化，新型半导体材料。高频化与高效率。集成化与模块化。数字化。绿色化。1-1.按可控性分类，电力电子器件分哪几类?按可控性分类，电力电子器件分为不可控器件、半控器件和全控器件。1-2.电力二极

4、管有哪些类型?各类型电力二极管的反向恢复时间大约为多少?电力二极管类型以及反向恢复时间如下：1）普通二极管，反向恢复时间在5us以上。2）快恢复二极管，反向恢复时间在5us以下。快恢复极管从性能上可分为快速恢复和超快速恢复二极管。前者反向恢复时间为数百纳秒或更长，后者在100ns以下，甚至达到20~30ns，多用于高频整流和逆变电路中。3）肖特基二极管，反向恢复时间为10～40ns。1-3.在哪些情况下，晶闸管可以从断态转变为通态?维持晶闸管导通的条件是什么?1、正向的阳极电压；2、正向的门极电流。两者缺一不可。阳极电流大于维持电流。1-4.已处于

5、通态的晶闸管，撤除其驱动电流为什么不能关断，怎样才能使晶闸管由导通变为关断?已处于通态的晶闸管在内部已形成强烈的正反馈，即使撤去其驱动电流，会仍然维持导通的状态。因此晶闸管一旦导通后门极将失去控制作用，门极的电压和驱动电流对管子随后的导通或关断均不起作用。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。1-6.根据GTO的关断原理，说明:GTO和普通晶闸管同为PNPN结构，为什么GTO能够通过门极控制关断，而普通晶闸管不能?GTO之所以能够自行关断，而普

6、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）在设计GTO时使其α2较大，这样，晶体管VT2控制灵敏，使GTO容易关断。2）由于GTO的内部包含着许多共阳极的小GTO单元，GTO元阴极面积小，门极和阴极间的距离短，P2基区的横向电阻小，可以从门极抽出更大的电流。3）GTO导通时，双晶体管模型中的2个晶体管共基极电流放大倍数之和α1+α2大于1且近似等于1（1.05左右），因而处于临界饱和导通状态，若要关断GTO，可用抽出部分阳极电流的办法破坏其临界饱和状态，使GTO用门板负信号关断。SCR的α1+α2比1大（大约为1.1

7、5），SCR导通后处于深度饱和状态，因而用门极负脉冲不足以使α1+α2达到小于1的程度，因而也就不能用门极负信号去关断阳极电流。这是GTO与SCR的一个极为重要的区别。1-7.关于GTR，请回答如下两个问题:1)描述GTR的二次击穿特性。2)为什么GTR在开关瞬变过程中易被击穿?有什么预防措施?1）当GTR集射极间的电压升高至击穿电压BUceo时，发生一次击穿，此时集电极电流急速增加，如果有外接电阻限制集电极电流的增长，一般不会引起晶体管特性变坏；一次击穿发生时，如果对集电极电流不加限制，集电极电流继续增加，集射极间的电压陡降，就会导致破坏性的二次

8、击穿。所以，二次击穿是在器件发生一次击穿后，在某电压和电流点产生向低阻抗区高速移动的负阻现象。2）GTR的安全工作区较窄，