2007年电力电子技术自控与测控专业试题B

〈电力电子技术〉试卷（B）（100分）
专业：＿＿＿班级：＿＿班姓名：＿＿＿＿＿学号：＿＿成绩：＿＿＿＿
一、填空题（15小题、每题2分，共30分）
1.电力变换器通常分为四大类，即___________________、___________________、
__________________和__________________。

2.按照驱动电路加在电力电子器件控制端和公共端之间信号的性质，可以将电力电子
器件（电力二极管除外）分为__________驱动型（如__________）和__________驱动型（如_______________和______________）。

3.一般电力电子装置均采用几种过电流保护措施，以提高保护的可靠性和合理性，通
常采用_____________________作为第一保护措施。

4.由于电力电子器件处理的电功率较大，为了减少器件的损耗，提高效率，电力电子
器件一般工作在____________状态。

5.MOSFET的开关时间在_________ns之间，其工作频率可达_________kHz以上，是主
要电力电子器件中最高的。

IGBT中双极型PNP晶体管的存在，虽然带来了_______________________的好处，但也引入了_______________________现象，因此IGBT的开关速度要低于电力MOSFET。

6.电力MOSFET的通态电阻Ron具有__________温度系数，这一点对器件并联时的均流
有利。

IGBT的通态压降在1/2或1/3额定电流以下的区段，具有__________温度系数，在以上的区段则具有__________温度系数；并联使用时也具有电流的自动均衡能力，易于并联。

7.IGBT的输出特性分为三个区：正向阻断区、有源区和饱和区，在电力电子线路中，
IGBT工作在开关状态，因而是在__________区和__________区之间来回转换。

8.从晶闸管开始承受正向阳极电压起到施加触发脉冲止的电角度称为
________________，用α表示，也称________________________，晶闸管在一个电源周期中处于通态的电角度称为______________，用θ表示。

9.使晶闸管导通的基本条件是：1）晶闸管承受正向___________________________；
2）在门极上施加_________________________________。

使晶闸管维持导通所必需的最小电流叫__________________。

10.整流电路中整流变压器T的作用是_______________和_______________。

11.与三相桥式整流电路相比较，带平衡电抗器的双反星形可控整流电路的特点是适
用于要求__________________________的场合
12.升压斩波电路能使输出电压高于电源电压的关键原因有两个：一是_________储能
之后具有使电压泵升的作用，二是___________可将输出电压保持住。

13.单相电流型逆变电路是采用负载换流方式工作，要求负载电流___________于电
压，即负载略呈___________。

14.电力电子器件在开关过程中一般会产生电磁噪声，为了避免噪声对人耳产生刺激，
可以使开关频率大于人耳的听觉极限频率，即开关频率高于___________。

15.交直交变频器可以用于交流电动机变频调速，其主电路主要有___________和
___________两部分组成。

二、选择题：在下列各题的4个答案中选择1个正确的答案，并将答案的代号填在横线上。

（5小题、每题2分，共10分）
16.电导调制效应使得PN结在正向电流较大时压降仍然很低，维持在________左右，
所以正向偏置的PN结表现为低阻态。

A. 2V
B. 1V
C. 0.3V
D. 不确定
17.国标规定（）为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时所允许流过的最大工频正弦半波电流的平均值。

A.额定电流
B. 通态平均电流
C. 维持电流
D.有效电流
18.绝缘栅双极晶体管（IGBT）综合了( )的优点，因而具有良好的特性。

A. GTO与晶体管
B.GTO与GTR
C. MOSFET与晶闸管
D. MOSFET和GTR
19.间接交流变流电路主要用于________。

A.变频器
B. DC-AC变换电路
C. DC-DC变换电路
D. 开关电源
20.软开关电路与硬开关电路相比解决的主要问题是（）。

A. 驱动问题
B.保护问题
C. 开关损耗和开关噪声
D.器件选择问题
三、简答题（3小题、每题10分，共30分）
21.N沟道电力MOSFET的转移特性如图1 a)所示和输出特性如图1 b)所示。

P 沟道b)
N +
N -
G
S D
N 沟道
图1-19
图1-20
a)
b)I D
/A
T U G S /V
U D S /V G S T I D /A
图1
问题：
1）对图1a)、图1b)中的横、纵坐标含义进行说明
2)转移特性：
3）对T U 进行说明：
4)说明电力MOSFET 的工作区：
22. 晶闸管脉冲触发波形如图2 a)所示，实现此触发脉冲的触发电路如图2 b)所示，晶闸
管如图2 c)所示。

12
3
4
图2 a)
R 22VD
A
G G
b)c)
a)
G
K
K
G
A
P 1N 1P 2N 2
J 1
J 2J 3
b) c)
图2 问题：
1）根据图2 a)简述晶闸管触发电路应满足的要求： 2）简述图2 b)的工作原理：
3）把图2 b)的输出信号与图2 c)的晶闸管的两个极用线准确的连接起来。

23. 交流调压电路带电阻负载时原理图如图3 a)所示。

R
u
图
1
2
3）说明电阻负载时触发角α的移相范围，输出电压o u 有效值O U 与输入电压1u 有效值1U 之间的公式关系：
图3 b) 交流调压电路带电阻负载的波形
四、分析与计算题（3小题、每小题10分，共30分）
24. 电压型逆变电路原理图如图4所示
图4 电压型逆变电路原理图 问题：
1）说明图4单相全桥电压型逆变电路的特点：
2）说明二极管VD1-VD4的作用：
3）简述PWM 控制技术中的面积等效原理：
4）说明采用SPWM 技术使输出电压Uo 的波形近似为正弦波的方法。

25. 单相桥式全控整流电路如图5所示。

已知2U =220V ，负载中R=2Ω，L 值极大，当 =30°时，要求:
① 在图5中画出d u 、d i 、和2i 的波形；
② 求整流输出平均电压d U 、电流d I ,变压器二次电流有效值2I ；
③考虑安全裕量，电压裕量按3倍，电流裕量按2倍，确定晶闸管的额定电压和额定电流。

图5 单相桥式全控整流电路
26. 简述图6所示的降压斩波电路的原理，在图中，已知E=100V ，R=5Ω，L 值极大，
3050,20M on E V T s t s μμ===，，计算输出电压平均值0U ，输出电流平均值0I 。

图6 降压斩波电路的原理。