第2 3 4 6 7 8章 电力电子器件
《电力电子技术》课程实训(一)实验材料明细表
广西城市职业学院《电力电子技术》课程实训（一）实验材料明细表（电力器元件认识测量判断）序号元件名称型号规格件数备注或课题1晶闸管KP1-71实训1.02晶闸管KP3-713晶闸管KP10-76已有不用买4双向晶闸管TLC33615可关断晶闸管KG5-716单结晶体管BT3340已有不用买6电阻RJ—1／8W1KΩ17电阻RJ—1／8W3.9KΩ18电位器470MΩ40已有不用买9发光管Φ4～540已有不用买《电力电子技术》课程实训（四）实验材料明细表（双向晶闸管本相电压光控电路）1双向晶闸管TLC33640及图4-11、图4-21 2电阻RJ—1／8W1KΩ23插口灯头220V1已有不用买4插口灯220V.15W1已有不用买5发光管Φ4～5绿色16双向二极管C53117电位器WH9-470KΩ/-1/41已有不用买8电容器CL-0.1/400V29光敏电阻3---10K1《电力电子技术》课程实训（）实验材料明细表（单结晶体管触发电路及单相半控桥整流电路）（单相交流调压电路）1双向晶闸管TLC33612晶体管9012或901513晶体管9013或901414单结晶体管BT3340已有不用买5稳压管2CW21J 16二极管1N400168电阻RJ—1／2W 1K 29电阻RJ—1／8W 1K Ω410电阻RJ—1／2W1.5K Ω211电阻RJ—1／8W330Ω212电阻RJ—1／8W100Ω213电位器RJ—1／8W10K Ω40已有不用买14电容器CL —0.47μF2序号元件名称型号规格件数备注或课题1热释电红外传感器TTS —210Z 12运放芯片（IC ）TL08213晶体管9012或901524晶体管9013或901425二极管1N400126二极管1N414827发光管Φ4～5红色18电阻RJ—1／8W 4.7M Ω29电阻RJ—1／8W22K Ω210电阻RJ—1／8W56K Ω311电阻RJ—1／8W10K Ω312电阻RJ—1／8W220K Ω213电阻RJ—1／8W1.5M Ω214电阻RJ—1／8W2.2M Ω215电阻RJ—1／8W10M Ω216电容器CL —4.7μF 517电容器CD —47μF2《电力电子技术》课程实训（三）实验材料明细表（图1-60晶闸管调光电路原理）（图1-57简单晶闸管调光灯）1晶闸管KP 1-71实训1.12电阻RJ—1／8W1K Ω13电阻RJ—1／8W2.K Ω14电位器RJ—1／8W10K Ω1已有不用买5电容器CL —4.7μF 16二极管1N41484序号元件名称型号规格件数备注或课题1晶闸管KP 1-71实训1.42单结晶体管BT331已有不用买3二极管1N414844稳压管2CW21J 15电阻RJ—31K Ω16单结晶体管BT3316电阻RJ—1／8W 1K Ω17电阻RJ—1／8W 4.7K Ω18电阻RJ—1／2W 360Ω19电位器150k Ω1已有不用买10电阻RJ—1／2W 51Ω111电容器CL —0.47μF1《电力电子技术》课程实训（五）实验材料明细表（图4-26三相自动温控电路）1晶闸管KP 1-712电阻RJ—1／8W1K Ω13电阻RJ—1／8W2.K Ω14电阻RJ—1／8W3K Ω15电阻RJ—1／8W30Ω16电阻RJ—1／8W50Ω17电阻RJ—1／8W40Ω1《电力电子技术》课程实训（六）实验材料明细表（图4-33风扇线路）1晶闸管BTA06-600V12二极管DB3或1N414813电阻RJ—1／4W2.7KΩ14电阻RJ—1W5.1KΩ15压敏电阻DNR7D41316电阻RJ—1／4W100KΩ17电阻RJ—1／W150KΩ18电位器WR1611N/500KΩ19电位器SEM1V/R1MΩ110电容器CL—0.047μF400v111电容器CL—0.1μF400v11不用买12铁氧体磁环13*7.5*6(外径*内径*高)mm。
电力电子技术最新版配套习题答案详解第2章
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 ＝20mH ，U 2＝100V ，求当α＝0︒和60︒时的负载电流I d ，并画出u d 与i d 波形。
解：α＝0︒时，在电源电压u 2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u 2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u 2的一个周期里，以下方程均成立：t U ti Lωsin 2d d 2d= 考虑到初始条件：当ωt ＝0时i d ＝0可解方程得：)cos 1(22d t L U i ωω-= ⎰-=πωωωπ202d )(d )cos 1(221t t L U I =LU ω22=22.51(A)u d 与i d 的波形如下图：当α＝60°时，在u 2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u 2负半周期180︒~300︒期间释放，因此在u 2一个周期中60︒~300︒期间以下微分方程成立：t U ti Lωsin 2d d 2d= 考虑初始条件：当ωt ＝60︒时i d ＝0可解方程得：)cos 21(22d t L U i ωω-=其平均值为)(d )cos 21(2213532d t t L U I ωωωπππ-=⎰=L U ω222=11.25(A) 此时u d 与i d 的波形如下图：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222U ；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。
电力电子技术最新版配套习题答案详解第5章
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5章逆变电路1．无源逆变电路和有源逆变电路有何不同？答：两种电路的不同主要是：有源逆变电路的交流侧接电网，即交流侧接有电源。
而无源逆变电路的交流侧直接和负载联接。
2．换流方式各有那几种？各有什么特点？答：换流方式有4种：器件换流：利用全控器件的自关断能力进行换流。
全控型器件采用此换流方式。
电网换流：由电网提供换流电压，只要把负的电网电压加在欲换流的器件上即可。
负载换流：由负载提供换流电压，当负载为电容性负载即负载电流超前于负载电压时，可实现负载换流。
强迫换流：设置附加换流电路，给欲关断的晶闸管强迫施加反向电压换流称为强迫换流。
通常是利用附加电容上的能量实现，也称电容换流。
晶闸管电路不能采用器件换流，根据电路形式的不同采用电网换流、负载换流和强迫换流3种方式。
3．什么是电压型逆变电路？什么是电流型逆变电路？二者各有什么特点。
答：按照逆变电路直流测电源性质分类，直流侧是电压源的称为逆变电路称为电压型逆变电路，直流侧是电流源的逆变电路称为电流型逆变电路电压型逆变电路的主要特点是：①直流侧为电压源，或并联有大电容，相当于电压源。
直流侧电压基本无脉动，直流回路呈现低阻抗。
②由于直流电压源的钳位作用，交流侧输出电压波形为矩形波，并且与负载阻抗角无关。
而交流侧输出电流波形和相位因负载阻抗情况的不同而不同。
③当交流侧为阻感负载时需要提供无功功率，直流侧电容起缓冲无功能量的作用。
为了给交流侧向直流侧反馈的无功能量提供通道，逆变桥各臂都并联了反馈二极管。
电流型逆变电路的主要特点是：①直流侧串联有大电感，相当于电流源。
直流侧电流基本无脉动，直流回路呈现高阻抗。
②电路中开关器件的作用仅是改变直流电流的流通路径，因此交流侧输出电流为矩形波，并且与负载阻抗角无关。
电力电子技术题库及答案整理版
一、填空题(每空1分，共５０分)1、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 __大于__ I H。
2、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_________。
3、晶闸管断态不重复电压U DSM与转折电压U BO数值大小上应为，U DSM __小于__ U BO。
U _，设U2 4、电阻负载三相半波可控整流电路中，晶闸管所承受的最大正向电压U Fm等于_Fm2为相电压有效值。
5、三相半波可控整流电路中的三个晶闸管的触发脉冲相位按相序依次互差__________120°_______。
6、对于三相半波可控整流电路，换相重叠角的影响，将使用输出电压平均值_______下降______。
7、晶闸管串联时，给每只管子并联相同阻值的电阻R是_____________静态均压________________措施。
8、三相全控桥式变流电路交流侧非线性压敏电阻过电压保护电路的连接方式有___Y形和△形___二种方式。
9、抑制过电压的方法之一是用_____储能元件_______吸收可能产生过电压的能量，并用电阻将其消耗。
10、180°导电型电压源式三相桥式逆变电路，其换相是在___同一相_的上、下二个开关元件之间进行。
11、改变SPWM逆变器中的调制比，可以改变_________________输出电压基波________的幅值。
12、为了利于功率晶体管的关断，驱动电流后沿应是___________(一个)较大的负电流__________。
13、恒流驱动电路中抗饱和电路的主要作用是_________减小存储时间________________。
14、功率晶体管缓冲保护电路中二极管要求采用___快速恢复__型二极管，以便与功率晶体管的开关时间相配合。
15、晶闸管门极触发刚从断态转入通态即移去触发信号，能维持通态所需要的最小阳极电流，称为：_____________________维持电流 _______________________。
《物联网技术及应用》最新版教学大纲课程简介
《物联网技术及应用》课程教学大纲课程名称：物联网技术及应用课程编码：暂不填写学分： 2.0 总学时：32理论学时： 32 实验学时： 0 上机学时： 0 实践学时：0开设实验（上机）项目总数 0 个，其中，必修（0）个，选修（0）个开课单位：物联网工程学院自动化系适用专业：自动化一、课程的性质、目的该课程是物联网学院自动化专业的专业选修课，旨在帮助学生对物联网有一个整体认识，掌握其体系结构和相关技术。
通过对自动识别技术与RFID、传感技术、定位系统、智能信息设备的学习，掌握感知识别层的基本知识；通过对无线宽带网、无限低速网、移动通信网的学习，掌握网络构建层的基本知识；通过对大数据与海量信息存储、数据库系统、物联网中的信息安全与隐私保护的学习，掌握管理服务层的基本知识；通过对智能交通、智能物流、智能建筑等系统的学习，了解物联网技术在多个领域中的应用；最后还应将物联网前沿状况介绍给学生。
在这个过程中强调掌握物联网涉及的基本概念和知识，提高自身对不断变化的物联网的适应能力。
二、课程培养目标1.立德树人通过课程学习了解物联网技术的发展历史以及其应用成果，明确科技进步和科技创新对国民经济的发展、国家军事力量的进步所发挥的作用，引领学生树立为中华民族伟大复兴的中国梦努力奋斗的信念。
通过介绍国家在物联网领域所取得的进步和发展，培养学生的民族自豪感和民族自信心。
通过介绍我国物联网领域的前沿发展，引导学生树立家国情怀、民族精神以及敢为人先、开拓创新、追究卓越的科学精神。
同时要意识到我国在一些领域与国外还存在较大差距，激发学生承担社会责任，以国家富强、民族复兴为己任，努力学习。
2.课程目标通过本课程的学习，学生所具备的素质、掌握的技能、知识和能力如下：课程目标1. 使学生了解一定的物联网相关技术。
掌握低频、高频、超高频和2.4G 有源RFID 读写器的原理及应用；了解低功耗WiFi、ZigBee、Bluetooth 4.0 BLE等多种无线传感网络。
电力电子填空题
第1章电力电子器件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_、_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。
5.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_。
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__正向电压门极有触发则导通、反向电压则截止__ 。
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__大于__IH 。
10.晶闸管断态不重复电压UDSM与转折电压Ubo数值大小上应为，UDSM_大于__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.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_截止区_、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MOSFET的通态电阻具有__正__温度系数。
15.IGBT 的开启电压UGE〔th〕随温度升高而_略有下降__，开关速度__小于__电力MOSFET 。
16.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。
17.IGBT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。
电力电子技术第7章 脉宽调(PWM)技术
17-82
7.2.1 计算法和调制法
一般在输出电压半周期内，器件通、断各2k次， 考虑到PWM波四分之一周期对称，k个开关时 刻可控，除用一个自由度控制基波幅值外，可 消去k－1个频率的特定谐波。 k的取值越大，开关时刻的计算越复杂。 除计算法和调制法外，还有跟踪控制方法，在
7.3节介绍。
18
• 第5、6章已涉及到PWM控制：第5章直流斩波 电路采用的就 PWM 技术；第 6 章的 6.1 斩控式 调压电路和6.4矩阵式变频电路都涉及到了。
2
2-82
第七章 PWM控制技术• 引言
• PWM控制的思想源于通信技术，全控型器件的发展使得实
现PWM控制变得十分容易。
• PWM技术的应用十分广泛，它使电力电子装置的性能大大 提高，因此它在电力电子技术的发展史上占有十分重要的
在ur的半个周期内，三角波 载波不再是单极性，而是有 正有负，所得PWM波也有正 有负，其幅值只有±Ud两种 电平。 ur正负半周，对各开关器件 的控制规律相同。
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图7-6 双极性PWM控制方式波形23
24-82
7.2.1 计算法和调制法
u O uo uof uc ur
u ur uc
wt
O
wt
uo Ud O -Ud
uo Ud
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O
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图7-5 单极性PWM控制方式波形
电力电子技术-第6-8章习题解析
2.单相交流调压电路带电阻负载和带阻感负载时所产生的谐波有何异同？ 答：两种负载时所产生的谐波次数均为3、5、7…次，都随着次数增加，谐 波含量减少。但阻感负载时谐波含量要比电阻负载时小一些，而且控制角相同 时，随着阻抗角的增加，谐波含量减少。 3.斩控式交流调压电路带电阻负载时输入输出有何特性？ 答：斩控式交流调压电路带电阻负载时的输入为正弦波的交流电压，输出 基波分量和输入电压同相位，位移因数为1。且输出负载电流及电压不含低次 谐波，只含与开关周期T有关的高次谐波。
U1 220
组合变流电路 (3)
3.一单相交流调压器，电源为工频220V，阻感串联作为负载，其中 R=0.5Ω，L=2mH。试求：
①控制角α的移相范围； ②负载电流的最大有效值； ③最大输出功率及此时电源侧的功率因数；
解：（1） （2）
ϕ
=
arctan
⎛ ⎜⎝
ωL R
⎞ ⎟⎠
=
arctan
2π
× 50× 2×10−3 0.5
输出星形联结方式中电动机中性点不和变频器中性点接在一起。电动机 只引出三根线即可。因为三组单相交交变频电路的输出联接在一起，其电 源进线就必须隔离，因此三组单相交交变频器分别用三个变压器供电。
组合变流电路 (3)
6.在三相交交变频电路中，采用梯形波输出控制的好处是什么？为什么？ 答:改善功率因数，提高输出电压。 梯形波的主要谐波成分是三次谐波，在线电压中，三次谐波相互抵消
电力电子器件基础知识
第1页，共67页。
1.1 概述
1.电力电子器件的发展
2.电力电子器件的使用特点 3.电力电子器件的分类 4.电力电子技术主要组成部分
第2页2，共67页。
电力电子器件发展
晶闸管问 世，(“公元
元年”)
全控型器件迅 速发展时期
1957 1970 1980 1990 2000 t(年)
16IM
考虑2倍的安全雨量后得：
IM1 2 615719.32 A
第242页4，共67页。
3. 其他参数
1）通态平均电压UT(AV)：当晶闸管中流过额定电流并达到稳
定的额定结温时，阳极与阴极之间电压降的平均值，称 为通态平均电压。通态平均电压UT(AV)分为A～Ｉ，对应为 0.4V～1.2V共九个组别。 2) 维持电流 IH ：使晶闸管维持导通所必需的最小电流 一般为几十到几百毫安，与结温有关，结温越高，则IH越
小 3) 擎住电流 IL：晶闸管刚从断态转入通态并移除触发信号后，
能维持导通所需的最小电流。 ➢ 对同一晶闸管来说，通常IL约为IH的2~4倍。
第25页25，共67页。
4)断态电压临界上升率du／dt ：在额定结温和门极开路 情况下，不使元件从断态到通态转换的最大阳极电压 上升率称为断态电压临界上升率。
实验画出，如图1-6所示。
第272页7，共67页。
2、门极几个主要参数的标准
1）门极不触发电压UGD和门极不触发电流IGD ： 不能
使晶闸管从断态转入通态的最大门极电压称为门极不
触发电压UGD，相应的最大电流称为门极不触发电流
IGD。
２）门极触发电压UGT和门极触发电流IGT
在室温下，对晶闸管加上６V正向阳极电压时，使元件
电力电子技术第七章PWM控制技术
5
7.2.1 计算法和调制法
■计算法 ◆根据逆变电路的正弦波输出频率、幅值和半个周期内
的脉冲数,将PWM波形中各脉冲的宽度和间隔准确计算出 来,按照计算结果控制逆变电路中各开关器件的通断,就可 以得到所需要的PWM波形,这种方法称之为计算法.
负载相电压的PWM波由±2/3Ud、±1/3Ud和0 共5种电平组成.
◆为了防止上下两个臂直通而造成短路,在上 图7-8 三相桥式PWM逆变电路波形 下两臂通断切换时要留一小段上下臂都施加
关断信号的死区时间.
12
7.2.1 计算法和调制法
图7-9 特定谐波消去法的输出PWM波形
■特定谐波消去法 ◆是计算法中一种较有代表性的方法. ◆如果在输出电压半个周期内开关器件开通和关断各k次,考虑到
◆在fr低的频段采用较高的载波比,以 使fc不致过低而对负载产生不利影响.
◆为了防止fc在切换点附近的来回跳 动,在各频率切换点采用了滞后切换的方 法.
◆有的装置在低频输出时采用异步调
制方式,而在高频输出时切换到同步调制 方式,这样可以把两者的优点结合起来, 和分段同步方式的效果接近.
19
7.2.3 规则采样法
高频段略有差异. ◆实例 ☞将图7-1a、b、c、d所示的脉冲作为输入,加在图7-2a所示的R-L
电路上,设其电流it为电路的输出,图7-2b给出了不同窄脉冲时it的响应波 形.
图7-1 形状不同而冲量相同的各种窄脉冲
图7-2 冲量相同的各种窄脉冲的响应波形
3
7.1 PWM控制的基本原理
■用PWM波代替正弦半波
电力电子技术题库..
南通大学电气工程学院电力电子技术题库第二章电力电子器件一、填空题1、若晶闸管电流有效值是157A，则其额定电流为100A。
若该晶闸管阳、阴间电压为60sinwtV，则其额定电压应为60V。
（不考虑晶闸管的电流、电压安全裕量。
）2、功率开关管的损耗包括两方面，一方面是导通损耗；另一方是开关损耗。
3、在电力电子电路中，常设置缓冲电路，其作用是抑制电力电子器件的内因过电压、du/dt或者过电流和di/dt，减小器件的开关损耗。
4、缓冲电路可分为关断缓冲电路和开通缓冲电路。
5、电力开关管由于承受过电流，过电压的能力太差。
所以其控制电路必须设有过流和过压保护电路。
二、判断题1、“电力电子技术”的特点之一是以小信息输入驱动控制大功率输出。
（√）2、某晶闸管，若其断态重复峰值电压为500V，反向重复峰值电压为700V，则该晶闸管的额定电压是700V。
（×）3、晶闸管导通后，流过晶闸管的电流大小由管子本身电特性决定。
（×）4、尖脉冲、矩形脉冲、强触发脉冲等都可以作为晶闸管的门极控制信号。
（√）5、在晶闸管的电流上升至其维护电流后，去掉门极触发信号，晶闸管级能维护导通。
（×）6、在GTR 的驱动电路设计中，为了使GTR 快速导通，应尽可能使其基极极驱动电流大些。
（×）7、达林顿复合管和电力晶体管属电流驱动型开关管；而电力场效应晶体管和绝缘栅极双极型晶体管则属电压驱动型开关管。
（√）8、IGBT 相比MOSFET，其通态电阻较大，因而导通损耗也较大。
（×）9、整流二级管、晶闸管、双向晶闸管及可关断晶闸管均属半控型器件。
（×）10、导致开关管损坏的原因可能有过流、过压、过热或驱动电路故障等。
（√）三、选择题1、下列元器件中，（ BH ）属于不控型，（ DEFIJKLM）属于全控型,（ ACG ）属于半控型。
A、普通晶闸管B、整流二极管C、逆导晶闸管D、大功率晶体管E、绝缘栅场效应晶体管F、达林顿复合管G、双向晶闸管H、肖特基二极管I、可关断晶闸管J、绝缘栅极双极型晶体管K、MOS 控制晶闸管L、静电感应晶闸管 M、静电感应晶体管2、下列器件中，（ c ）最适合用在小功率，高开关频率的变换器中。
电力电子技术完整版课件全套ppt教程 (2)全文编辑修改
1．断态电压临界上升率du／dt du／dt是在额定结温和门极开路的情况下，不导致晶闸管从断态到通 态转换的最大阳极电压上升率。在实际使用时的电压上升率必须低于此
规定值。
表1-3 断态电压临界上升率（du / dt）的等级
du /
dt
V
25
/μs
级 别
A
50 100 200 500 800 1000
8
800
20
9
900
22
10 1000 24
12 1200 26
14 1400 28
16 1600 30
18 1800
2000 2200 2400 2600 2800 3000
表1-2 晶闸管正向通态平均电压的组别
正向 通态 平均 电压 V
组别 代号
正向 通态 平均 电压 V
组别 代号
UT（AV） ≤0.4
晶闸管承受断态重复峰值电压UDRM 和反向重复峰值电压URRM 时的 峰值电流。
5. 浪涌电流ITSM ITSM是一种由于电路异常情况引起的使结温超过额定结温的不重 复性最大正向过载电流，用峰值表示。它是用来设计保护电路的。
按标准，普通晶闸管型号的命名含义如下：
（三）门极触发电流IGT和门极触发电压UGT IGT是在室温下，给晶闸管施加6V正向阳极电压时，使元件由断态转 入通态所必需的最小门极电流。
4．通态（峰值）电压UTM UTM 是晶闸管通以π倍或规定倍数额定通态平均电流值
时的瞬态峰值电压。从减小损耗和器件发热的观点出发，应
该选择UTM较小的晶闸管。 5．通态平均电压(管压降)UT(AV) 当元件流过正弦半波的额定电流平均值和稳定的额定结
电源驱动知识点总结
电源驱动知识点总结电源驱动技术是在电子设备中起到非常重要作用的一种技术。
它用来为各种电子设备提供必要的电力，包括直流电和交流电。
在电源驱动技术领域，涉及到的知识非常广泛，包括电力电子、功率半导体器件、控制技术等方面。
1. 电源传统技术传统电源技术主要包括线性稳压电源和开关稳压电源。
线性稳压电源的原理是利用稳压管或稳压晶体管对输入电压进行降压和稳压，输出一个恒定的电压给负载。
开关稳压电源则是利用开关管不断地开关调节输入电压，通过滤波电路输出一个稳定的电压给负载。
传统电源技术已经被广泛应用于各种电子设备中。
2. 电源拓扑结构电源拓扑结构包括多种类型，如单端和双端电源、正激和反激电源、全桥和半桥电源等。
这些拓扑结构在不同的应用场景中有着不同的优缺点，需要根据具体的应用需求来选择合适的拓扑结构。
3. 电力电子器件电力电子器件是电源驱动技术中非常重要的一部分，它包括各种功率器件，如晶体管、场效应管、绝缘栅双极型晶闸管和IGBT等。
这些器件在电源的开关控制中起到非常重要的作用，可以帮助实现高效、稳定的电源输出。
4. 控制技术在电源驱动技术中，控制技术也是非常重要的一部分。
可以利用各种控制技术来实现对电源输出的精确控制，包括PID控制、模糊控制、神经网络控制等。
这些控制技术可以帮助电源输出更加稳定、高效。
5. 绿色电源随着环保意识的不断增强，绿色电源技术成为电源驱动技术中的热门话题。
绿色电源技术包括了各种节能、高效的技术，如光伏发电、风能发电、变频调速技术等。
这些技术可以帮助实现对电能的更加高效利用，减少对环境的影响。
6. 无线充电技术无线充电技术是电源驱动技术中的新兴技术，它可以帮助实现对电子设备的便捷充电。
无线充电技术包括了电磁感应充电、电容器充电等技术，可以帮助实现对移动设备的无线充电需求。
7. 电源管理电源管理技术是对电源输出进行管理和优化的技术，它可以帮助实现对电源输出的全面控制和监测。
电源管理技术主要包括了对电源的输出电压、电流、功率、温度等参数的监测和管理。
电力电子技术题库
##大学电气工程学院电力电子技术题库第二章电力电子器件一、填空题1、若晶闸管电流有效值是157A,则其额定电流为100A.若该晶闸管阳、阴间电压为60sinwtV,则其额定电压应为60V.〔不考虑晶闸管的电流、电压安全裕量.〕2、功率开关管的损耗包括两方面,一方面是导通损耗；另一方是开关损耗.3、在电力电子电路中,常设置缓冲电路,其作用是抑制电力电子器件的内因过电压、du/dt或者过电流和di/dt,减小器件的开关损耗.4、缓冲电路可分为关断缓冲电路和开通缓冲电路.5、电力开关管由于承受过电流,过电压的能力太差.所以其控制电路必须设有过流和过压保护电路.二、判断题1、"电力电子技术〞的特点之一是以小信息输入驱动控制大功率输出.〔√〕2、某晶闸管,若其断态重复峰值电压为500V,反向重复峰值电压为700V,则该晶闸管的额定电压是700V.〔×〕3、晶闸管导通后,流过晶闸管的电流大小由管子本身电特性决定.〔×〕4、尖脉冲、矩形脉冲、强触发脉冲等都可以作为晶闸管的门极控制信号.〔√〕5、在晶闸管的电流上升至其维护电流后,去掉门极触发信号,晶闸管级能维护导通.〔×〕6、在GTR 的驱动电路设计中,为了使GTR 快速导通,应尽可能使其基极极驱动电流大些.〔×〕7、达林顿复合管和电力晶体管属电流驱动型开关管；而电力场效应晶体管和绝缘栅极双极型晶体管则属电压驱动型开关管.〔√〕8、IGBT 相比MOSFET,其通态电阻较大,因而导通损耗也较大.〔×〕9、整流二级管、晶闸管、双向晶闸管与可关断晶闸管均属半控型器件.〔×〕10、导致开关管损坏的原因可能有过流、过压、过热或驱动电路故障等.〔√〕三、选择题1、下列元器件中,〔 BH〕属于不控型,〔 DEFIJKLM〕属于全控型,〔 ACG〕属于半控型.A、普通晶闸管B、整流二极管C、逆导晶闸管D、大功率晶体管E、绝缘栅场效应晶体管F、达林顿复合管G、双向晶闸管H、肖特基二极管I、可关断晶闸管J、绝缘栅极双极型晶体管K、MOS 控制晶闸管L、静电感应晶闸管M、静电感应晶体管2、下列器件中,〔 c 〕最适合用在小功率,高开关频率的变换器中.A、GTRB、IGBTC、MOSFETD、GTO3、开关管的驱动电路采用的隔离技术有〔 ad 〕A、磁隔离B、电容隔离C、电感隔离D、光耦隔离四、问答题1、使晶闸管导通的条件是什么？答：晶闸管承受正向阳极电压,并在门极施加触发电流或脉冲〔uak＞0且ugk＞0〕.2、维持晶闸管导通和条件是什么？怎样才能使晶闸管由导通变为关断？答：〔1〕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.〔2〕要使晶闸管由导通变为断,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,即降到维护电流以下,便可使导通的晶闸管关断.3、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 分别具有其基极电流增益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：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α1+α2 更接近于1,普通晶闸管α1+α2≥1.15,而GTO 则为α1+α2≈1.05,GTO 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 元阴极面积小,门极和阴极间的距离在为缩短,使得P2级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.4、IGBT、GTR、GTO 和电力MOSFET 的驱动电路各有什么特点？答：〔1〕IGBT 驱动电路的特点是：驱动电路具有较小的输出电阻,IGBT 是电压驱动型器件,IGBT的驱动多采用专用混合集成驱动器.〔2〕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,减少开通损耗,并断时,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.〔3〕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.〔4〕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.5、全控型开关器件：GTR、IGBT,MOSFET,达林顿管中属于电流型驱动的开关管的是哪几种？属于电压型驱动的是哪几种？答：属于电流型驱动：GTR、达林极管.属于电压型驱动：IGBT,MOSFET.6、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 或过电流和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 从CS 分流,使du/dt 减小,抑制过电压.7、试说明IGBT、GTR、GTO 和电力MOSFET 各自的优缺点.第三章整流电路一、填空题1、变压器漏抗对整流电路的影响是整流电路输出电压Ud 幅值减小；变压器漏抗对逆变电路的影响是逆变电路输出电压压Ud 幅值增大.2、三相桥式可控整流电路,若输入电压为u21=100sinwt,电阻性负载,设控制角α=60°,则输出电压Ud= 82.73V .二、判断题1、对于输入接整流变压器的可控整流电路,变压器存在直流磁化的有三相半波整流电路、单相半波整流电路和单相双半波整流电路.〔×〕2、对于单相桥式全控整流电路,晶闸管VT1 无论是烧成短路还是断路,电路都可作单相半波整流电路工作.〔×〕3、单相桥式电路,反电动势负载,已知β=60°U2=100V,E=50V,则电路处于待逆变状态.〔×〕4、在有源逆变电路中,当某一晶闸管发生故障,失去开通能力,则会导致逆变失败.〔√〕5、变压器漏抗使整流电路和有源逆变电路的输出电压幅值均减小.〔×〕6、对于三相半波整流电路,电阻性负载,当Id 一定时,流过晶闸管的电流有效值IT随控制角α的增加而增加.〔√〕7、对于三相半波整流电路电阻性负载,当α=45°,U2=100V 时,输出电压平均值约为85V.〔√〕8、输出接有续流二极管的三相桥式全控桥,不可能工作在有源逆变状态.〔√〕9、下列各种变流装置中,能实现有源逆变电路的,在括号中画"√〞,不能的画"×〞.〔1〕单相双半波可控整流电路.〔√〕〔2〕接续流二极管的单相双半波可控整流电路.〔×〕〔3〕单相全控桥式整流电路.〔√〕〔4〕单相半控桥式整流电路.〔×〕〔5〕三相半波可控整流电路.〔√〕〔6〕带续流二级管的三相半波可控整流电路.〔×〕〔7〕三相桥式全控整流电路.〔√〕三、选择题1、下列路中,不可以实现有源逆变有〔 bd 〕A、三相半可控整流电路B、三相桥式半控整流电路C、单相桥式整流电路D、单项双半波整流电路外接续流二极管2、下列电路中,输入整流变压器不存在直流磁化的有〔 acef 〕A、单相桥式整流电路B、单相半波整流电路C、单相双半波整流电路D、三相半波整流电路E、三相桥式有源逆变电路F、单相双半波外接续流二极管3、下列可控整流电路中,输出电压谐波含量最少的是〔 d 〕A、三相半波B、单相双半波C、三相桥式D、十二相整流4、整流变压器漏抗对电路的影响有〔acd〕A、变流装置的功率因数降低B、输出电压脉冲减小C、电流变化缓和D、引起相间短路四、问答题1、单相桥式全控整流电路,其整流输出电压中含有哪些次数的谐波？其中幅值最大的是哪一次？变压器二次侧电流中含有哪些次数的谐波？其中主要的是哪几次？答：单相桥式全控整流电路,其整流输出电压中含有2k〔k=1、2、3…〕次谐波,其中幅值最大的2 次谐波.变压器二次侧电流中含有2k+1〔k=1、2、3…〕次即奇次谐波,其中主要的是3 次、5 次谐波.2、三相桥式全控整流电路,其整流输出电压中含有哪些次数的谐波？其中幅值最大的是哪一次？变压器二次侧电流中含有哪些次数的谐波？其中主要的是哪几次？答：三相桥式全控整流电路的整流输出电压中含有6k〔k=1、2、3…〕次谐波,其中幅值最大的6 次谐波.变压器二次侧电流中含有6k±1〔k=1、2、3…〕次谐波,其中主要的是5次、7 次谐波.3、在单相桥式全控制整流电路中,若有一晶闸管因为过流而烧成断路,结果会怎样？如果这只晶闸管被烧成短路,结果又会怎样？答：若有一晶闸管因为过流而烧成断路,则单相桥式全控制流电路变为单相半波可控制流电路,如果这只晶闸管被烧成短路,会引起其他晶闸管因对电源短路而烧毁,严重时使输入变压器因过流而损坏.因此在设计电路时,在变压器二次侧与晶闸管之间应串联快速熔断丝,起到过流保护的作用.4、有一感性负载单相半控桥式整流电路,当触发脉冲突然消失或α突然增大到π时,电路会产生什么现象？电路失控时,可用什么方法判断哪一只晶闸管一直导能,哪一只一直阻断？答：对于单相半控桥式整流电路,当触发脉冲突然消失或α突然增大到π时,电路会出现失控现象,即一只晶闸管一直导通,两只整流二极管轮流导通.出现这种现象时,可用万用表测量晶闸管两端电压或用示波器测量晶闸管两端电压波形来判断导通和关断情况.5、在主电路没有整流压器,用示波器观察主电路各点波形时,务必采取什么措施？用双踪示波器同时观察电路两处波形时,务必注意什么问题？答：必须把示波器插头的接地端断开,否则会引起短路.用双踪示波器同时观察时,由于探头的负端在示波器内部被短接,所以使用时,探头的负端可以选择两个电位相同的点或无直接电联系的点,否则会引起短路.6、三相全控桥式整流电路,当一只晶闸管短路时,电路会发生什么情况答：在三相桥式电路中,若一只晶闸管发生短路,例如共阴极组中一只管了短路,则其余共阴极组中任意一只晶闸管被触发导通后,都要引起电源线电压短路,使管子连续烧坏,严重时,还会损坏输入变压器,所以要求每只晶闸管桥路中应串接快速熔断器,以保护晶闸管与整个电路.7、对于单相全控桥式有源逆变电路,为了加快电动机的制动过程,增大电枢电流,应如何调节β角？当电枢电流增大后,换相重叠角是否会加大？这是否会造成逆变失败？解：因为Id=〔Ud-ED〕/ RΕ,在有源逆变条件下,Id=[-Ud0cosβ-〔-ED〕]/RΕ=〔ED-Udocosβ〕/RΕ,所以电动机工作在发电制动状态.发为加快电动机制动过程,增大Id,必须使β增大.又知cos α -cos 〔α + γ 〕=IdXB/ 2U 2sin<π /m>,所以当制动电源Id增大时,换向重叠角γ亦增加,当β增大超过一定数值,加上换向重叠角γ的增大,可能造成逆变的失败.8、使变流器工作于有源逆变状态的条件是什么？答：①直流侧要有电动势,其极性须和晶闸管的导通方向一致,其值应大于变流电路直流侧的平均电压.②要求晶闸管的控制角α＞π/2,使Ud为负值.9、什么是逆变失败？如何防止逆变失败？答：逆变运行时,一旦发生换流失败,外接的直流电源就会通过晶闸管电路形成短路,或者使变流器的输出平均电压和直流电动势变为顺向串联,由于逆变电路内阻很小,形成很大的短路电流,称为逆变失败或逆变颠覆.防止逆变失败的方法有：采用精确可靠的触发电路,使用性能良好的晶闸管,保证交流电源的质量,留出充足的换向裕量角β等.第四章逆变电路一、填空题1、换流方式主要有器件换流、电网换流、负载换流、和强迫换流.2、单相电压型逆变电路中二极管的作用是反馈和续流.3、180度导电方式三相电压型逆变电路中,为了防止同一相上下两桥臂的开关器件同时导通而引起直流侧电源短路,要求采用先断后通的方法.4、单相桥式电流型〔并联谐振式〕逆变电路中为了保证晶闸管可靠关断,反压时间tB应大于晶闸管关断时间tq.〔大于、等于或小于〕5、串联二极管式晶闸管三相电流型逆变电路采用强迫换流方式.二、选择题1、电压型逆变电路特点有〔 bcd 〕A、直流侧接大电感B、交流侧电流接正弦波C、直流侧电压无脉动D、直流侧电流有脉动2、电流型逆变电路特点有〔 a 〕A、直流侧接大电感B、交流侧电流接正弦波C、直流侧电压无脉动D、直流侧电流有脉动3、无源逆变电路中,以下半导体器件采用器件换流的有〔 acd 〕,采用强迫换流和负载换流的有〔 b 〕.A、GTOB、SCRC、IGBTD、MOSFET4、〔 ad 〕属于自然换流,〔 bc 〕属于外部换流.A、器件换流B、电网换流C、负载换流D、强迫换流三、问答题1、无源逆变电路和有源逆变电路有何不同？答：两种电路的不同主要是：有源逆变电路的交流测接电网,即交流侧接有电源.而无源逆变电路的交流侧直接和负载联接.2、换流方式各有哪几种？各有什么特点？答：换流方多有4 种：器件换流：利用全控器件的自关断能力进行换流.全控型器件采用此换流方式. 电网换流：由电网提供换流电压,只要把负的电网电压加在欲换流的器件上即可. 负载换流：由负载提供换流电压,当负载为电容性负载即负载电流超前于负载电压时,可实现负载换流.强迫换流：设置附加换流电路,给欲关断的晶闸管强迫施加反向电压换流称为强迫换流.通常是利用附加电容上的能量实现,也称电容换流.晶闸管电路不能采用器件换流,根据电路形式的不同采用电网换流、负载换流和强迫换流3 种方式.3、什么是电压型逆变电路？什么是电流型逆变电路？二者各有什么特点答：按照逆变电路直流测电源性质分类,直流侧是电压源的逆变电路称为电压型逆变电路,直流侧是电流源的逆变电路称为电流型逆变电路.电压型逆变电路的主要特点是：①直流侧为电压源,或并联有大电容,相当于电压源.直流侧电压基本无脉动,直流回路呈现低阻抗.②由于直流电压源的钳位作用,交流侧输出电压波形为矩形波,并且与负载阻抗角无关.而交流侧输出电流波形和相位同负载阻抗情况的不同而不同.③当交流侧为阻感负载时需要提供无功功率,直流侧电容起缓冲无功能量的作用.为了给交流侧向直流侧反馈的无功能量提供通道,逆变桥各臂都并联了反馈二级管.电流型逆变电路的主要特点是：①直流侧串联有大电感,相当于电流源.直流侧电流基本无脉动,直流回路呈现高阻抗.②电路中开关器件的作用是改变直流电路的流通路径,因此交流侧输出电流为矩形波,并且与负载阻抗角无关.而交流侧输出电压波形和相位则因负载阻抗情况的不同而不同.③当交流侧为阻感负载时需要提供无功功率,直流侧电感起缓冲无功能量的作用.因为反馈无功能量时直流电流并不反向,因此不必像电压型逆变电路那样要给开关器件反并联二极管.第五章直流斩波电路一、填空题和判断题1、开关型DC-DC 变换电路的3 个基本元件是功率开关管、电感和电容.2、设DC-DC变换器的Boost电路中,Ui=10.0V,D=0.7则U= 33.3V .3、设DC-DC变换器的Buck电路中,Ui=10.0V,D=0.7则U= 7V .4、直流斩波电路是固定的直流电转换成可变的直流电,其中典型电路有升压斩波电路和降压斩波电路.5、变频开关DC-DC变换电路由于开关频率高,因而可减少滤波电路体积.〔√〕6、多相多重斩波电路因在电源与负载间接入了多少结构相同的基本斩波电路,使得输入电源电源和输出负载电流的脉动次数增加、脉动幅度减小,对输入和输出电流滤波更容易,滤波电感减小.〔√〕二、问答题1、简述降压斩波电路工作原理.答：降压斩波器的原理是：在一个控制周期中,让V 导通一段时间ton,由电源E 向L、R、M 供电,在此期间,uo=E.然后使V 关断一段时间toff,此进电感L通过二级管VD向R和M供电,uo=0.一个周期内的平均电压,uo= .输出电压小于电源电压,起到降压的作用.第六章交-交变流电路1、交流调压电路和交流调功电路采用的控制方法分别是相位控制和通断控制.第七、八章一、填空题1、正弦脉宽调制〔SPWM〕技术运用于电压型逆变电路中,当改变调制比/载波比,可改变逆变器输出电压幅值；改变调制波频率可改变逆变器输出电压频率；改变载波频率可改变开关管的工作频率.2、SPWM 波形的生成方法主要有3 种,分别是自然采样法、规则采样法和谐波消除法3、在单相正弦脉宽调制控制中,设载波频率为Fc,调制波频率为Fr,则在逆变器输出波形中,幅值最高且影响最大的是Fc/Fr次谐波分量.4、单项桥式逆变电路,采用PWM控制技术,当载波角频率为Wc 时,电路输出电压的谐波分量中,幅值最高、影响最大的是角频率为Wc的谐波分量.5、准谐振电路中电压或电流的波形为正弦半波,零开关PWM 电路电压和电流的波形基本上是方波.6、间接交流变流电路是先将交流电整流为直流电,再将直流电逆变为交流电.而间接直流变流电路是先将直流电逆变为交流电,再将交流电整流为直流电.7、间接交流变流电路主要可分为两类变压变频变流电路和恒压恒频变流电路.8、三相桥式PWM 型逆变电路中,输出相电压有两种电平0.5Ud和-0.5 Ud.输出线电压有三种电平Ud、0、- Ud.二、判断选择题1、在SPWM 控制的逆变电路中,载波频率越高,SPWM波形中谐波频率也就越高,也就容易滤除.〔√〕2、下列间接直流变流电路中,〔 ab 〕是单端电路,〔 cde 〕是双端电路. A．正激电路B 反激电路C 半桥电路D 全桥电路E 推挽电路大题目看作业。
电力电子技术题解实例与习题之欧阳与创编
第一章绪论1.1题解实例一、填空题：1、电力电子技术是一门交叉学科，其内容涉及、和三大学科。
答：电气工程、电子科学与技术、控制理论2、电力电子技术是依靠电力电子器件组成各种电力变换电路，实现电能的高效率转换与控制的一门学科，它包括、和三个组成部分。
答：电力电子器件、电力电子电路、控制技术3、电力电子电路的根本任务是实现电能变换和控制。
电能变换的基本形式有：变换、变换、变换、变换四种。
答：AC/DC、DC/AC、DC/DC、 AC/AC4、硅晶闸管派生器件双向晶闸管常用于交流和电路中。
答：调压、调功5、光控晶闸管是通过光信号控制晶闸管导通的器件，它具有很强的、良好的和较高的瞬时承受能力，因而被应用于高压直流输电、静止无功功率补偿等领域。
答：光信号、抗干扰能力、高压绝缘性能、过电压6、第二代电力电子器件以具有自关断能力的全控型器件、和为代表。
答：GTR、MOSFET、IGBT7、IGBT器件是一种复合器件。
它兼有和的开关速度快、安全工作区宽、驱动功率小、耐高压、载流能力大等优点。
答：功率MOSFET、双极型器件8、直流电动机变速传动控制是利用或获得可变的直流电源，对直流电动机电枢或励磁绕组供电，实现直流电动机的变速传动控制。
答：整流器、斩波器9、交流电动机变速传动控制则是利用或对交流电动机供电，通过改变的供电电源的频率和电压等来达到交流电动机的变速传动。
答：逆变器、交－交直接变频器10、太阳能电池板获得的原始直流电压是与太阳光强度等因素有关的，它需要通过一个变换器来稳定直流电压，再通过变换器变为所要求的交流电供负载使用或将电能馈入市电。
答： DC－DC、DC－AC二、问答题：1、什么是电力电子技术？它有几个组成部分？答：电力电子技术是依靠电力电子器件组成各种电力变换电路，实现电能的高效率转换与控制的一门学科，它包括电力电子器件、电力电子电路（变流电路）和控制技术三个组成部分。
2、电能变换电路有哪几种形式？各自的功能是什么？答：电能变换电路有四种形式：AC/DC变换电路、DC/AC变换电路、DC/DC变换电路、AC/AC变换电路。
例题汇总-电力电子
第二章 电力电子器件概述例1：单相正弦交流电源，其电压有效值为220V ,晶闸管和电阻串联，试计算晶闸管实际承受的正、反向电压最大值是多少？考虑2倍安全裕量，额定电压怎么取？答：晶闸管所承受的正、反向电压最大值为输入正弦交流电源电压的峰值：2202= 311V ；考虑2倍安全裕量，则晶闸管额定电压不低于2×311=622V ，可取为700V 。
例2：型号为KP100-3的晶闸管，维持电流I H =4mA 的晶闸管，使用如图所示电路，是否合理，为什么?(暂不考虑电压电流裕量)（5分）aR u 1i d解： (a)因为H A I mA K VI <=Ω=250100，所以不合理。
(b)A VI A 2010200=Ω=, KP100的电流额定值为100Ａ，合理。
(c)A VI A 1501150=Ω=，大于额定值，所以不合理。
例2：如图所示电路中，E=50V ，R=0.5欧姆，L=0.5H ，晶闸管的擎住电流为15mA ，要使晶闸管导通，门极触发电流脉冲宽度至少应为多少？ 解： 当门极有触发信号时，则导通，回路方程为：E Ri dtdiL =+(一阶线性非齐次方程) 采用常数变量法来求解，设t LR dt LR et u et u i--=⎰=)()(最后解得)1(t LRe REi --=当i>i L 时，门极触发电流可以撤销，即015.0)1(≥-=-t L Re REi ，代入参数值，最后可得s t μ150≥例3：实线部分表示流过晶闸管的电流波形，其最大值为Im ，试求晶闸管的电流平均值Id ，有效值I T ，及波形系Kf 。
若选用100A 的晶闸管，不考虑安全余量，晶闸管能承受的平均电流是多少？解：m m dTI t td I I πωωπππ23)(sin 13==⎰ ⎰=ππωωπ32)()sin (1t d t I I m T = m mI I 63.08331≈+π26.1)(==AV T T f I I K 则有： 10057.126.1⨯=⨯dT I , A I dT 6.124=第三章 整流电路1、单相半波可控整流电路对电阻性负载供电，已知U 2=220V,要求输出直流平均电压U d =80V,平均电流I d =50A ，试计算晶闸管的控制角α，导通角θ各为何值?并选用晶闸管。
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第2章 电力电子器件2. 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）。
或者U AK >0且U GK >03. 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，即I A ＞I H 。
关断条件：①去掉阳极所加的正向电压，或给阳极施加反向电压；②设法使流过晶闸管的电流降低到接近于零的某一数值以下，即I A ＜I H 。
4. 图2-27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≈+=⎰∏∏πωπt d t ω I 1=Im 4767.021432Im )()sin (Im 2142≈+=⎰∏∏ππwt d t ω b) I d2=Im 5434.0)122(Im )(sin Im 14=+=⎰∏∏πωπwt d t I 2=Im 6741.021432Im2)()sin (Im 142≈+=⎰∏∏ππwt d t ω c) I d3=⎰∏=20Im 41)(Im 21t d ωπ I 3=Im 21)(Im 21202=⎰∏t d ωπ5. 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(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) I m135.3294767.0≈≈I A, I d1≈0.2717Im1≈89.48A b) I m2,90.2326741.0A I ≈≈ I d2A 56.1262Im 5434.0≈≈ c) I m3=2I=314 I d3=5.783Im 41= 6. 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，121=+αα是器件临界导通的条件。
121＞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不同：l)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21αα+的更接近于l,普通晶闸管5.121≥+αα,而GTO 则为05.121≈+αα，GTO 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P 2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。
补充题：1. 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±20V 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、电烙铁必须接地,测试时所有仪器外壳必须接地； ③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。
2. IGBT 、GTR 、GTO 和电力MOSFET 的驱动电路各有什么特点?答：IGBT 驱动电路的特点是：:驱动电路具有较小的输出电阻，IGBT 是电压驱动型器件，使IGBT 开通的驱动电压一般取15~20V 。
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：开通驱动电流应使GTR 处于准饱和导通状态，使之不进入放大区和深饱和区。
关断时，施加一定的负基极电流有利于减小关断时间和关断损耗，关断后应在基射极之间施加一定幅值（6V）的负偏电压。
驱动电流要有足够陡的上升沿和下降沿，以保证快速开通和关断。
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，关断后还应在门阴极施加约5V的负偏压。
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：电压驱动型，要求驱动电路具有较小的输出电阻，驱动功率小且电路简单，使MOSFET开通的驱动电压一般取10 ~15V。
关断时施加一定幅值的负驱动电压（一般取-5 ~ -15V）有利于减小关断时间和关断损耗。
另在栅极串入一只低值电阻可以减小寄生振荡。
3. 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或过电流和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从Cs分流,使du/dt减小，抑制过电压。
4. 试说明IGBT、GTR、GTO和电力MOSFET各自的优缺点。
解：对ⅠGBT、GTR、GTO和电力MOSFET的优缺点的比较如下表：器件优点缺点IGBT 开关速度高,开关损耗小,具有耐脉冲电流冲击的能力,通态压降较低,输入阻抗高,为电压驱动,驱动功率小开关速度低于电力MOSFET,电压,电流容量不及GTOGTR 耐压高，电流大，开关特性好，通流能力强，饱和压降低开关速度低,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.开关频率低电力MOSFET 开关速度快,输入阻抗高,热稳定性好,所需驱动功电流容量小,耐压低,一般只适用于功率不超过率小且驱动电路简单,工作频率高,不存在二次击穿问题10kW 的电力电子装置5. 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40℃和规定的冷却状态下，稳定结温不超过额定结温所允许的最大工频正弦半波电流的平均值。
6.为什么要限制晶闸管断态电压上升率du/dt?答：在正向阻断状态下，反向偏置J 2结相当于的一个电容，加在晶闸管两端电压上升率过大，就会有过大的充电电流，此电流流过J 3,起到触发电流的作用，易使晶闸管误触发，所以要限制du/dt 。
7. 为什么要限制晶闸管导通电流上升率di/dt?答：在晶闸管导通开始时刻，若电流上升过快，会有较大的电流集中在门极附近的小区域内，虽然平均电流没有超过额定值，但在小的区域内局部过热而损坏了晶闸管，所以要限制通态di/dt.8. 电力电子器件工作时产生过电压的原因及防止措施有哪些？答：产生原因：由分闸,合闸产生的操作过电压a. 雷击引起的雷击过电压b. 晶闸管换相过程中产生的换相过电压，与全控元件反并联的续流二极管换相时产生的换相过电压c. 全控型器件关断时产生的关断过电压措施：压敏电阻，交流侧RC 抑制电路，器件换相过电压RC 抑制电路，直流侧RC 抑制电路，变压器屏蔽层，避雷器，器件关断过电压RCD 抑制电路。
第3章 整流电路1. 单相半波可控整流电路对电感负载供电,L=20mH,U 2=100V ,求当︒=0α时和︒60时的负载电流I d ,并画出u d 与i d 波形。
解: ︒=0α时,在电源电压u 2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u 2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u 2的一个周期里,以下方程均成立:t U dtdi L d ωsin 22= 考虑到初始条件：当0=t ω时i d =0可解方程：）－（t cos 1L U 22d ωω=i⎰=πωωωπ202d )(d t cos 1L U 221t I ）－（ )(51.22U 22A L==ω u d 与i d 的波形如下图：当α=︒60时,在u 2的正半周期︒60~︒180期间, 晶闸管导通使电惑L 储能,电感L 储藏的能量在u 2负半周期︒180~︒300期间释放,因此在u 2的一个周期中︒60~︒300期间，以下微分方程成立：t U dtdi L d ωsin 22= 考虑到初始条件：当︒=60t ω时i d =0可解方程得：i d =)cos 2122t L U ωω－（ 其平均值为 I d =⎰=-35322)25.11L2U 2)()cos 21(221ππωωωωπA t d t L U （＝ 此时u d 与i d 的波形如下图：2. 图3-10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22U2;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侧绕组中,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VT1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22U2。
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)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~π+α)期间均无晶闸管导通,输出电压为0;( π+α~2π)期间,单相全波电路中VT2导通,单相全控桥电路中VT2、VT3导通,输出电压等于-u2。
对于电感负载;( α~π+α)期问,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。
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。