电力电子技术汇总题库

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。

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。

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GTOGRT 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，关断时门及负脉冲电流大，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电流容量小，耐压低，一般中适用于功率不超过10kw 的电力电子装置第三章整流电路一、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。