第1章 电力电子器件王兆安
电力电子技术课后习题答案(王兆安)
第一章电力电子器件1.1 使晶闸管导通的条件是什么？答：使晶闸管导通的条件是：晶闸管承受正相阳极电压，并在门极施加触发电流（脉冲）。
或者UAK >0且UGK>01.2 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管的电流大于能保持晶闸管导通的最小电流，即维持电流。
1.3 图1－43中阴影部分为晶闸管处于通态区间的电流波形，各波形的电流最大值均为Im ，试计算各波形的电流平均值Id1、Id2、Id3与电流有效值I1、I2、I3。
解：a) Id1=Im2717.0)122(2Im)(sinIm214≈+=⎰πωπππtI1=Im4767.021432Im)()sin(Im2142≈+=⎰πϖπππwtdtb) Id2=Im5434.0)122(2Im)(sinIm14=+=⎰wtd tππϖπI2=Im6741.021432Im2)()sin(Im142≈+=⎰πϖπππwtdtc) Id3=⎰=2Im41)(Im21πωπtdI3=Im21)(Im2122=⎰tdωππ1.4.上题中如果不考虑安全裕量,问100A的晶阐管能送出的平均电流Id1、Id2、Id3各为多少?这时，相应的电流最大值Im1、Im2、Im3各为多少?解：额定电流IT(AV)=100A的晶闸管，允许的电流有效值I=157A,由上题计算结果知a) Im135.3294767.0≈≈IA, Id1≈0.2717Im1≈89.48Ab) Im2,90.2326741.0AI≈≈Id2AIm56.1265434.02≈≈c) I m3=2I=314 I d3=5.78413=m I1.5.GTO 和普通晶闸管同为PNPN 结构,为什么GTO 能够自关断,而普通晶闸管不能? 答：GTO 和普通晶阐管同为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1α和2α，由普通晶阐管的分析可得，121=+αα是器件临界导通的条件。
《电力电子技术》-王兆安-第四版习题解答
第一章 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）。
即：U AK ＞ 0且U GK ＞ 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管的阳极电流大于能保持晶闸管导通的最小电流，即：维持电流。
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阳极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头断。
３．图1－43中阴影部分为晶闸管处于通态区间的电流波形，各波形的电流最大值均为I m ，试计算各波形的电流平均值I d1、I d2、I d3与电流有效值I 1、I 2、I 3 。
解：a ） m m m d I .I )t (d t sin I I 2717012222141≈⎰）＋（＝＝πωωπππ m m m I .I )t (d )t sin (I I 476702143221241≈⎰πωωπππ＋＝＝ b ） m m m d I .I )t (d t sin I I 54340122142≈⎰）＋（＝＝πωωπππ m m m I .I )t (d )t sin (I I 674102143221242≈⎰πωωπππ＋＝＝ c ） m m d I )t (d I I 4121203＝＝ωππ⎰ m m I )t (d I I 21212023＝＝ωππ⎰ ４．上题中如果不考虑安全裕量，问100A 晶闸管能送出的平均电流I d1、I d2、I d3各为多少？这时，相应的电流最大值I m1，I m2，I m3 各为多少？解：额定电流I T （A V ）＝100A 的晶闸管，允许的电流有效值I ＝157A ，由上题结果，根据电流有效值相等的原则可得： a ） I 1＝157A ＝0.4767I m ∴ I m1＝157/ 0.4767＝329.35（A ）I d1 ＝0.2712 I m1＝89.48（A ）b ） I 2＝157A ＝0.6742I m ∴ I m2＝157/ 0.6742＝232.88（A ）I d2 ＝0.5434 I m1＝126.56（A ）c ） I 3＝157A ＝0.5I m ∴ I m3＝157/ 0.5 ＝314（A ）I d3 ＝0.25 I m1＝78.5（A ）５．GTO 和普通晶闸管同为PNP 结构，为什么GTO 能够自关断，而普通晶闸管不能？解：1）GTO 器件α2较大，模型中的V 2控制灵敏。
电力电子技术 第五版 (王兆安 刘进军 着) 机械工业出版社
0
π
2π
ωt
当α＝60°时，在 u2 正半周期 60°~180°期间晶闸管导通使电感 L 储能，电感 L 储藏的
能量在 u2 负半周期 180°~300°期间释放，因此在 u2 一个周期中 60°~300°期间以下微分方程
成立：
L d id = dt
2U 2 sin ωt
考虑初始条件：当ωt＝60°时 id＝0 可解方程得：
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。
别具有共基极电流增益α1 和α 2 ，由普通晶闸管的分析可得，α1 +α 2 =1 是器件临界导通 的条件。α1 +α 2 ＞1，两个等效晶体管过饱和而导通；α1 +α 2 ＜1，不能维持饱和导通而
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：
id =
2U2 ( 1 − cosωt) ωL 2
4
其平均值为
∫ Id
=
1 2π
5π 3 π 3
2U 2 ( 1 − cosωt)d(ωt) = 2U2 =11.25(A)
ωL 2
2ωL
此时 ud 与 id 的波形如下图：
u2
+
+
0α
ud +
ωt +
《电力电子技术》课后答案完整版
GTO电压、电流容量大,适用于大功率场合,具有电导调制效应,其通流能力很强。电流关断增益很小,关断时门极负脉
冲电流大,开关速度低,驱动功率大,
驱动电路复杂,开关频率低。
电力
MOSFET
开关速度快,输入阻抗高,热稳定性好,所需驱动功率小且驱动电路简单,工作频率高,不存在二次击穿问题。通态电阻大,通态损耗大,电流容量
d I ,并画出d u与d i波形。
解: ︒=0α时,在电源电压2u的正半周期晶闸管导通时,负载电感L储能,在晶闸管开始导通时刻,负载电流为零。在电源电压2u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2u的一个
周期里,以下方程均成立:
t U dt
di L
d
ωsin 22=考虑到初始条件:当0=t ω时0=d i可解方程得:
αα+两个等效晶体管过饱和而导通;121<
αα+不能维持饱和导通而关断。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
图1-43晶闸管导电波形
不同:1多元并联集成结构使每个GTO元阴极面积很小,门极和阴极间的距离大为缩短,2P区的横向电阻很小,显著减小了横向压降效应,从而使从门极抽出较大的电流成为可能;
对于电感负载;~(απα+期问,单相全波电路中1VT导逼,单相全控桥电路中1VT、4VT导通,输出电压均与电源电压2U相等;2~(απαπ++期间,单相全波电路中2VT导通,单相全控桥电路中2VT、3VT导通,输出波形等于2U -。
可见,两者的输出电压相同,加到同样的负载上时,则输出电流也相同。
2.3单相桥式全控整流电路,V U 1002=,负载中Ω=20R ,L值极大,当︒=30α时,要求:①作出d u、
电力电子技术复习总结（王兆安）
电力电子技术复习总结（王兆安）电力电子技术复习题1第1章电力电子器件J电力电子器件一般工作在开关状态。
乙在通常情况下，电力电子器件功率损耗主要为—通态损耗—，而当器件开关频率较高时，功率损耗主要为开关损耗。
3. 电力电子器件组成的系统，一般由—控制电路__、_驱动电路_、_主电路_三部分组成，由于电路中存在电压和电流的过冲，往往需添加保护电路。
4. 按内部电子和空穴两种载流子参与导电的情况，电力电子器件可分为_单极型器件、双极型器件、复合型器件三类。
L电力二极管的工作特性可概括为承受正向电压导通，承受反相电压截止。
6.电力二极管的主要类型有—普通二极管_、_快恢复二极管_、_肖特基二极管_。
乙肖特基二极管的开关损耗小于快恢复二极管的开关损耗。
匕晶闸管的基本工作特性可概括为正向电压门极有触发则导通、反向电压则截止。
乞对同一晶闸管，维持电流IH与擎住电流IL在数值大小上有IL 大于IH 。
10. 晶闸管断态不重复电压UDSMt转折电压Ubo数值大小上应为，UDSM大于_UbQ11. 逆导晶闸管是将二极管与晶闸管反并联(如何连接)在同一管芯上的功率集成器件。
12(TO的_多元集成_结构是为了便于实现门极控制关断而设计的。
13. MOSFET勺漏极伏安特性中的三个区域与GTRft发射极接法时的输出特性中的三个区域有对应关系，其中前者的截止区对应后者的_截止区一、前者的饱和区对应后者的_放大区_、前者的非饱和区对应后者的_饱和区_ 。
14. 电力MOSFE的通态电阻具有正温度系数。
15JGBT的开启电压UGE(th )随温度升高而_略有下降一,开关速度—小于—电力MOSFET16.按照驱动电路加在电力电子器件控制端和公共端之间的性质，可将电力电子器件分为电压驱动型和电流驱动型两类。
IZIGBT的通态压降在1/2或1/3额定电流以下区段具有__负—温度系数，在1/2或1/3额定电流以上区段具有__正—温度系数。
电力电子技术基本概念和基础知识练习带答案(大工复习)
电力电子技术基本概念和基础知识练习：（王兆安、黄俊第四版）第1章电力电子器件填空题：1.电力电子器件一般工作在_开关_状态。
2.在通常情况下，电力电子器件功率损耗主要为__通态损耗__，而当器件开关频率较高时，功率损耗主要为_开关损耗__。
3.电力电子器件组成的系统，一般由_控制电路_、_驱动电路_、_电力电子器件_三部分组成，由于电路中存在电压和电流的过冲，往往需添加_保护电路_。
4.按内部电子和空穴两种载流子参与导电的情况，电力电子器件可分为_单极型_ 、双极型、_复合型_三类。
5.电力二极管的工作特性可概括为_加正向压降导通、加反向压降关断_。
6.电力二极管的主要类型有_普通二极管_、_肖特基二极管_、_快恢复二极管_。
7.肖特基二极管的开关损耗_小于_快恢复二极管的开关损耗。
8.晶闸管的基本工作特性可概括为_阳极和阴极_ 正向有触发则导通、反向截止_关断_ 。
9.对同一晶闸管，维持电流IH与擎住电流IL在数值大小上有IL_＞_IH 。
10.晶闸管断态不重复电压UDRM与转折电压Ubo数值大小上应为，UDRM_＜_Ubo。
11.逆导晶闸管是将_二极管_与晶闸管_反并联_（如何连接）在同一管芯上的功率集成器件。
12.GTO的_多元集成_结构是为了便于实现门极控制关断而设计的。
13.功率晶体管GTR从高电压小电流向低电压大电流跃变的现象称为_开通_ 。
14.MOSFET的漏极伏安特性中的三个区域与GTR共发射极接法时的输出特性中的三个区域有对应关系，其中前者的截止区对应后者的_截至区_、前者的饱和区对应后者的_放大区__饱和区_。
15.电力MOSFET的通态电阻具有_正_温度系数。
16.IGBT 的开启电压UGE（th）随温度升高而_略降_，开关速度_小于_电力MOSFET17.功率集成电路PIC分为二大类，一类是高压集成电路，另一类是_智能功率集成电路_。
18.按照驱动电路加在电力电子器件控制端和公共端之间的性质，可将电力电子器件分为_电压型_和_电流型_两类。
电力电子技术课后习题答案王兆安
电力电子技术课后习题答案(王兆安)电子电力课后习题答案（王兆安 第五版）机械工业出版社第一章 电力电子器件1.1 使晶闸管导通的条件是什么？答：使晶闸管导通的条件是：晶闸管承受正相阳极电压，并在门极施加触发电流（脉冲）。
或者U AK >0且U GK >01.2 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管的电流大于能保持晶闸管导通的最小电流，即维持电流。
1.3 图1－43中阴影部分为晶闸管处于通态区间的电流波形，各波形的电流最大值均为I m ，试计算各波形的电流平均值I d1、I d2、I d3与电流有效值I 1、I 2、I 3。
解：a) I d1=Im 2717.0)122(2Im )(sin Im 214≈+=⎰πωπππtI 1=Im 4767.021432Im )()sin (Im 2142≈+=⎰πϖπππwt d tb) I d2=Im 5434.0)122(2Im )(sin Im 14=+=⎰wt d t ππϖπI 2=Im6741.021432Im 2)()sin (Im 142≈+=⎰πϖπππwt d tc) I d3=⎰=20Im 41)(Im 21πωπt dI 3=Im 21)(Im 21202=⎰t d ωππ1.4.上题中如果不考虑安全裕量,问100A 的晶阐管能送出的平均电流I d1、I d2、I d3各为多少?这时，相应的电流最大值I m1、I m2、I m3各为多少?解：额定电流I T(AV)=100A 的晶闸管，允许的电流有效值I=157A,由上题计算结果知a) I m135.3294767.0≈≈IA, I d1≈0.2717I m1≈89.48A b) I m2,90.2326741.0A I≈≈I d2A I m 56.1265434.02≈≈c) I m3=2I=314 I d3=5.78413=m I和普通晶闸管同为PNPN 结构,为什么GTO 能够自关断,而普通晶闸管不能?答：GTO 和普通晶阐管同为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1α和2α，由普通晶阐管的分析可得，121=+αα是器件临界导通的条件。
电力电子技术_第五版_(王兆安_著)_西安交通大学
绵阳师范学院论坛目录第1章电力电子器件 (1)第2章整流电路 (4)第3章直流斩波电路 (20)第4章交流电力控制电路和交交变频电路 (26)第5章逆变电路 (31)第6章PWM控制技术 (35)第7章软开关技术 (40)第8章组合变流电路 (42)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u GK >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管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，即降到维持电流以，便可使导通的晶闸管关断。
3.图1-43中阴影部分为晶闸管处于通态区间的电流波形，各波形的电流最大值均为I m ，试计算各波形的电流平均值I d1、d2I、d3I与电流有效值I 1、I 2、I 3。
0π 4π a)2π0π 45ππ_4b)2π0π 22πc)图1-43晶闸管导电波形I m 2(+1) ≈0.2717I m解：a)I d1=12π ∫ I =112π ∫ ππ(I m sin ωt )d (ωt )=4ππI m sin ωtd (ωt )=422π2I mI m π2(22I d2=π ∫ 41b)π πI m sin ωtd (ωt )=34+ 12π≈0.4767I m +1) ≈0.5434I m 34I 2=1π ∫π π(I m sin ωt )d (ωt )=42I d3=12π ∫ 1π20c)3=2I m2I m d (ωt )=+12π≈0.6741I 14I m I 2π ∫ π 202I m d (ωt )=12I m4.上题中如果不考虑安全裕量,问100A 的晶闸管能送出的平均电流I d1、d2I、d3I各为1多少？这时，相应的电流最大值Im1、m2I、m3I各为多少?解：额定电流IT(AV) a)b)c)=100A的晶闸管，允许的电流有效值I=157A，由上题计算结果知I ≈m1I ≈ m2I0.4767≈329.35，Id1≈0.2717Im1≈89.48I0.674 1≈232.90,Id2≈0.5434Im2≈126.56I d3=14Im3=78.5I=2I=314,m35.GTO和普通晶闸管同为PNPN结构，为什么GTO能够自关断，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。
王兆安《电力电子技术》第四版 课后习题解答
装置
1.10 什么是晶闸管的额定电流？
答：晶闸管的额定电流就是它的通态平均电流，国标规定：是晶闸管在环境温度为
∫ 1
Id3=
Π 2
Imd (ωt)
=
1
Im
2Π 0
4
∫ I3=
1
Π 2
Im2d
(ωt)
=
1
Im
2Π 0
2
1.4.上题中如果不考虑安全裕量,问 100A 的晶阐管能送出的平均电流 Id1、Id2、Id3 各为多少?这时,相应的电流最
大值 Im1,Im2,Im3 各为多少?
解:额定电流IT(AV)=100A的晶闸管,允许的电流有效值I=157A,由上题计算结果知
GTO
电压、电流容量大,适用于大功率场合,具有电导调制 电流关断增益很小,关断时门极负
效应,其通流能力很强
脉冲电流大,开关速度低,驱动功
率大,驱动电路复杂.开关频率低
电力 MOSFET 开关速度快,输入阻抗高,热稳定性好,所需驱动功率小 电流容量小,耐压低,一般只适用
且驱动电路简单,工作频率高,不存在二次击穿问题 于功率不超过 10kW 的电力电子
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。
1.6.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:
王兆安《电力电子技术》第四版 课后习题答案
第一章 电力电子器件1.1 使晶闸管导通的条件是什么？答：使晶闸管导通的条件是：晶闸管承受正相阳极电压，并在门极施加触发电流（脉冲）。
或者U AK >0且U GK >01.2 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管的电流大于能保持晶闸管导通的最小电流，即维持电流。
1.3 图1－43中阴影部分为晶闸管处于通态区间的电流波形，各波形的电流最大值均为Im , 试计算各波形的电流平均值I d1,I d2,I d3与电流有效值I 1，I 2，I 3解:a) Id1=Im 2717.0)122(2Im )(sin Im 214≈+Π=Π∫ΠΠt ω I1=Im 4767.021432Im )()sin (Im 2142≈Π+=Π∫ΠΠwt d t ϖ b) Id2=Im 5434.0)122(2Im )(sin Im 14=+=Π∫ΠΠwt d t ϖ I2=Im 6741.021432Im 2)()sin (Im 142≈Π+=Π∫ΠΠwt d t ϖ c) Id3=∫Π=Π20Im 41)(Im 21t d ω I3=Im 21)(Im 21202=Π∫Πt d ω 1.4.上题中如果不考虑安全裕量,问100A 的晶阐管能送出的平均电流Id1、Id2、Id3各为多少?这时,相应的电流最大值Im1,Im2,Im3各为多少?解:额定电流I T(A V)=100A 的晶闸管,允许的电流有效值I=157A,由上题计算结果知 a) Im135.3294767.0≈≈IA, Id1≈0.2717Im1≈89.48Ab) Im2,90.2326741.0A I≈≈ Id2A 56.1262Im 5434.0≈≈c) Im3=2I=314 Id3=5.783Im 41=1.5.GTO 和普通晶闸管同为PNPN 结构,为什么GTO 能够自关断,而普通晶闸管不能?答:GTO 和普通晶阐管同为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1α和2α，由普通晶阐管的分析可得，121=+αα是器件临界导通 的条件。
0电力电子技术-目录
第6章 PWM控制技术
6.2 PWM逆变电路及其控制方法
6.3 PWM跟踪控制技术
6.4 PWM整流电路及其控制方法
第7章 第8章
第7章 软开关技术
电 力 电 子 技 术
7.1 软开关的基本概念
7.2 软开关电路的分类
7.3 典型的软开关电路
第8章 组合变流电路
8.1 间接交流变流电路
4.1 交流调压电路
4.4 矩阵式变频电路
第5章 第6章
第5章 逆变电路
电 力 电 子 技 术
5.1 换流方式
5.2 电压型逆变电路
5.3 电流型逆变电路 5.4 多重逆变电路和多电平逆变电路 6.1 PWM控制的基本原理
电 力 电 子 技 术
1.5 其他新型电力电子器件
1.6 电力电子器件的驱动 1.7 电力电子器件的保护 1.8 电力电子器件的串联和并联使用
第2章 整流电路
2.1 单相可控整流电路 2.2 三相可控整流电路 2.3 变压器漏感对整流电路的影响 2.4 电容滤波的不可控整流电路
第8章 组合变流电路
绪论
电 力 电 子 技 术
1. 什么是电力电子技术 2. 电力电子技术的发展史 3. 电力电子技术的应用 4. 电力电子技术的主要内容
第1章 电力电子器件
1.1 电力电子器件概述 1.2 不可控器件－电力二极管 1.3 半控型器件－晶闸管 1.4 典型全控型器件
电力电子技术
教材：《电力电子技术》（第4版）
西安交通大学 王兆安 黄 俊
主讲：物理与机电工程学院自动化系
王兆安《电力电子技术》第四版_课后习题答案
第一章 电力电子器件1.1 使晶闸管导通的条件是什么？答：使晶闸管导通的条件是：晶闸管承受正相阳极电压，并在门极施加触发电流（脉冲）。
或者U AK >0且U GK >01.2 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管的电流大于能保持晶闸管导通的最小电流，即维持电流。
1.3 图1－43中阴影部分为晶闸管处于通态区间的电流波形，各波形的电流最大值均为Im , 试计算各波形的电流平均值I d1,I d2,I d3与电流有效值I 1，I 2，I 3解:a) Id1=Im 2717.0)122(2Im )(sin Im 214≈+Π=Π∫ΠΠt ω I1=Im 4767.021432Im )()sin (Im 2142≈Π+=Π∫ΠΠwt d t ϖ b) Id2=Im 5434.0)122(2Im )(sin Im 14=+=Π∫ΠΠwt d t ϖ I2=Im 6741.021432Im 2)()sin (Im 142≈Π+=Π∫ΠΠwt d t ϖ c) Id3=∫Π=Π20Im 41)(Im 21t d ω I3=Im 21)(Im 21202=Π∫Πt d ω 1.4.上题中如果不考虑安全裕量,问100A 的晶阐管能送出的平均电流Id1、Id2、Id3各为多少?这时,相应的电流最大值Im1,Im2,Im3各为多少?解:额定电流I T(A V)=100A 的晶闸管,允许的电流有效值I=157A,由上题计算结果知 a) Im135.3294767.0≈≈IA, Id1≈0.2717Im1≈89.48Ab) Im2,90.2326741.0A I≈≈ Id2A 56.1262Im 5434.0≈≈c) Im3=2I=314 Id3=5.783Im 41=1.5.GTO 和普通晶闸管同为PNPN 结构,为什么GTO 能够自关断,而普通晶闸管不能?答:GTO 和普通晶阐管同为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1α和2α，由普通晶阐管的分析可得，121=+αα是器件临界导通 的条件。
电力电子技术 第五版 (王兆安 刘进军 着) 机械工业出版社
开关速度低，为电流驱动，所需 驱动功率大，驱动电路复杂，存 在二次击穿问题
GTO
电压、电流容量大，适用于大功率场 合，具有电导调制效应，其通流能力 很强
电流关断增益很小，关断时门极 负脉冲电流大，开关速度低，驱 动功率大，驱动电路复杂，开关 频率低
案 0
π
答ud
2π
ωt
后0
π
2π
ωt
课
id
0
π
2π
ωt
当α＝60°时，在 u2 正半周期 60°~180°期间晶闸管导通使电感 L 储能，电感 L 储藏的
能量在 u2 负半周期 180°~300°期间释放，因此在 u2 一个周期中 60°~300°期间以下微分方程
成立：
L d id = dt
2U 2 sin ωt
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。
对于电感负载：（α ~ π＋α）期间，单相全波电路中 VT1 导通，单相全控桥电路中 VT1、VT4 导通，输出电压均与电源电压 u2 相等；（π＋α ~ 2π＋α）期间，单相全波电 路中 VT2 导通，单相全控桥电路中 VT2、VT3 导通，输出波形等于− u2。
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
案 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。 答 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。 后 ① 以晶闸管 VT2 为例。当 VT1 导通时，晶闸管 VT2 通过 VT1 与 2 个变压器二次绕组
第1章 王兆安 电力电子器件概述
半导体器件 (采用的主要材料硅）仍然
1-4
1.1.1 电力电子器件的概念和特征
3）同处理信息的电子器件相比的一般特征：
能处理电功率的能力，一般远大于处理信息的电子 器件。 电力电子器件一般都工作在开关状态。 电力电子器件往往需要由信息电子电路来控制。 电力电子器件自身的功率损耗远大于信息电子器件， 一般都要安装散热器。
1) 普通二极管（General Purpose Diode）
又称整流二极管（Rectifier Diode） 多用于开关频率不高（1kHz以下）的整流电路 其反向恢复时间较长 正向电流定额和反向电压定额可以达到很高 DATASHEET
1-22
1.2.4 电力二极管的主要类型
2) 快恢复二极管 （Fast Recovery Diode——FRD）
只有门极触发是最精确、迅速而可靠的控制手段。
1-31
1.3.2 晶闸管的基本特性
晶闸管正常工作时的特性总结如下：
和以电力电子器件为核心的主电路组成。
控
制
控制电路
电
检测 电路
保护 电路
V1 LR
在主电路 和控制电 路中附加 一些电路， 以保证电 力电子器 件和整个 系统正常 可靠运行
驱动
路
电路
V2 主电路
电气隔离
图1-1 电力电子器件在实际应用中的系统组成
1-7
1.1.3 电力电子器件的分类
按照器件能够被控制的程度，分为以下三类：
PN结的电容效应：
PN结的电荷量随外加电压而变化，呈现电容效 应，称为结电容CJ，又称为微分电容。 结电容按其产生机制和作用的差别分为势垒电 容CB和扩散电容CD。 电容影响PN结的工作频率，尤其是高速的开关 状态。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第1章电力电子器件
填空题：
1.电力电子器件一般工作在________状态。
2.在通常情况下，电力电子器件功率损耗主要为________，而当器件开关频率较高时，功率损耗主要为________。
3.电力电子器件组成的系统，一般由________、________、________三部分组成，由于电路中存在电压和电流的过冲，往往需添加________。
4.按内部电子和空穴两种载流子参与导电的情况，电力电子器件可分为________、________、________三类。
5.电力二极管的工作特性可概括为________。
6.电力二极管的主要类型有________、________、________。
7.肖特基二极管的开关损耗________快恢复二极管的开关损耗。
8.晶闸管的基本工作特性可概括为 ____ 正向有触发则导通、反向截止 ____ 。
9.对同一晶闸管，维持电流I H与擎住电流I L在数值大小上有I L________I H。
10.晶闸管断态不重复电压U DRM与转折电压U bo数值大小上应为，U DRM________Ubo。
11.逆导晶闸管是将________与晶闸管________（如何连接）在同一管芯上的功率集成器件。
12.GTO的________结构是为了便于实现门极控制关断而设计的。
13.功率晶体管GTR从高电压小电流向低电压大电流跃变的现象称为________。
14.MOSFET的漏极伏安特性中的三个区域与GTR共发射极接法时的输出特性中的三个区域有对应关系，其中前者的截止区对应后者的________、前者的饱和区对应后者的________、前者的非饱和区对应后者的________。
15.电力MOSFET的通态电阻具有________温度系数。
16.IGBT 的开启电压U GE（th）随温度升高而________，开关速度________电力MOSFET 。
17.功率集成电路PIC分为二大类，一类是高压集成电路，另一类是________。
18.按照驱动电路加在电力电子器件控制端和公共端之间的性质，可将电力电子器件分为________和________两类。
19.为了利于功率晶体管的关断，驱动电流后沿应是________。
20.GTR的驱动电路中抗饱和电路的主要作用是________。
21.抑制过电压的方法之一是用________吸收可能产生过电压的能量，并用电阻将其消耗。
在过电流保护中，快速熔断器的全保护适用于________功率装置的保护。
22.功率晶体管缓冲保护电路中的二极管要求采用________型二极管，以便与功率晶体管的开关时间相配合。
23.晶闸管串联时，给每只管子并联相同阻值的电阻R是________措施，给每只管子并联RC支路是________措施，当需同时串联和并联晶闸管时，应采用________的方法。
24.IGBT的通态压降在1/2或1/3额定电流以下区段具有________温度系数，在1/2或1/3额定电流以上区段具有
________温度系数。
25.在如下器件：电力二极管（Power Diode）、晶闸管（SCR）、门极可关断晶闸管（GTO）、电力晶体管（GTR）、电力场效应管（电力MOSFET）、绝缘栅双极型晶体管（IGBT）中，属于不可控器件的是________，属于半控型器件的是________，属于全控型器件的是________；属于单极型电力电子器件的有________，属于双极型器件的有________，属于复合型电力电子器件得有________；在可控的器件中，容量最大的是________，工作频率最高的是________，属于电压驱动的是
________，属于电流驱动的是________。
简答题：
26.电力电子器件是如何定义和分类的？同处理信息的电子器件相比，它的特点是什么？
27.应用电力电子器件的系统组成如题图1-27所示，试说明其中保护电路的重要意义？
28.二极管的电阻主要是作为基片的低掺杂N区的欧姆电阻，阻值较高且为常量，为何二极管在正向电流较大时管压降仍然很低？
29.二极管在恢复阻断能力时为什么会形成反向电流和反向电压过冲？这与它们的单相导电性能是否矛盾？这种反向电流在电路使用中会带来什么问题？
30.使晶闸管导通的条件是什么？
31.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？
32.GTO和普通晶闸管同为PNPN结构，为什么GTO能够自关断，而普通晶闸管不能？
33.GTR的安全工作区是如何定义的？如题图1-33所示，GTR带电感性负载时，如果不接二极管VD会产生什么问题？有了二极管VD是否还要加缓冲电路呢？
34.如何防止电力MOSFET因静电感应应起的损坏？
35.晶闸管的触发电路有哪些要求？
36.GTO与GTR同为电流控制器件，前者的触发信号与后者的驱动信号有哪些异同？
37.IGBT、GTR、GTO和电力MOSFET的驱动电路各有什么特点？
38.全控型器件的缓冲电路的主要作用是什么？试分析RCD缓冲电路中各组件的作用。
39.试说明IGBT、GTR、GTO和电力MOSFET各自的优缺点。
计算题：
40.晶闸管在单相正弦有效值电压220V时工作,若考虑晶闸管的安全裕量,其电压定额应选多大 ?
41.流经晶闸管的电流波形如题图1－41所示。
试计算电流波形的平均值、有效值及波形系数。
若取安全裕量为2，问
额定电流为
100A的晶闸
管，其允许通
过的电流平
均值和最大
值为多少？
42.在题图1-42电路中，E＝50V，R＝0.5W,L＝0.5H，晶闸管擎住电流为15mA。
要使晶闸管导通，门极触发脉冲宽度至少应为多少？
43.题图1-43中阴影部分为晶闸管处于通态区间的电流波形，各波形的电流最大值均为Im，试计算各波形的电流平均值Id1、Id2、Id3与电流有效值I1、I2、I3。
44.上题中如果不考虑安全裕量,问100A的晶闸管能送出的平均电流Id1、Id2、Id3各为多少？这时，相应的电流最大值Im1、Im2、Im3各为多少 ?。