第9章 习题-带答案

第9章辅助元器件和系统习题

第1部分：填空题

1.抑制过电压的方法之一是用电容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小功率装置的保护。

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。并联使用时具有电流的自动均衡能力，易于并联。

3.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，给每只管子并联RC支路是动态均压措施，当需同时串联和并联晶闸管时，应采用先串后并的方法。

4.功率晶体管缓冲保护电路中的二极管要求采用快恢复型二极管，以便与功率晶体管的开关时间相配合。

5.现代电力电子装置的发展趋势是小型化、轻量化，同时对装置的效率和电磁兼容性也提出了更高的要求。

6.使开关开通前其两端电压为零的开通方式称为零电压开通，它需要靠电路中的谐振来完成。

第2部分：简答题

1.晶闸管的触发电路有哪些要求

%

答：1）触发脉冲的宽度应保证晶闸管可靠导通。

2）触发脉冲应有足够的幅度。

3）触发脉冲不应超过晶闸管门极的电压、电流和功率定额。

4）应有良好的抗干扰性温度稳定性及主电路的电气隔离

2.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

答：GTO对触发脉冲前沿的幅度和陡峭度要求高。且一般需在整个导通器

件时加正门极电流。关断时对负脉冲的幅值和陡度要求更高，幅值需达到

阳极电流的1/3左右，陡度需达到50A/us,强负脉宽约100us，关断后还应在

》

门阴极时加约5V的负偏压。

使GTR开通的基极驱动电流应使其处于准饱和导通状态，使之不进入放

大区和深饱和区。关断GTR时，施加以的负基极电流有利于减少关断时间和

关断损耗。关断后同样应在基极射极之间施加一定负值的负偏压，GTR驱动

电流的前沿上升时间应小于1us。

3.IGBT、GTR、GTO和电力MOSFET的驱动电路各有什么特点

答：IGBT：电压驱动性器件，要求驱动电路具有较小的输出电阻。关

断时施加一定幅值的负驱动电压。

）

GTR：开通驱动电流应使其处于准饱和状态。关断时施加负极基电流。

GTO：开通触发脉冲的前沿幅值和陡度要高，关断触发脉冲的前沿幅值

和陡度要更高。导通期间施加正门极电流，关断后施加一定幅值的负驱动

偏压。

4.说明电力电子装置中产生过电压和过电流的原因。各举出3种常用的过电压和过电流

保护措施，画出它们的配置简图，并说明其工作原理。

答：①产生过电压的原因有：操作过电压、雷击过电压、换相过电压

和关断过电压。

常用的过电压保护措施：阀器件换相过电压抑制用RC电路、阀器件关

断过电压抑制用RCD电路、压敏电阻过电压抑制器。

|

②产生过电流原因：电力电子电路运行不正常或发生故障。

常用的过电流保护措施：快速熔断器、直流快速断路器、过电流继电

器。快速熔断器作为短路时的部分区段保护、直流快速断路器整定在电力

电子电路动作之后实现保护。

5.如何防止电力MOSFET因静电感应应起的损坏

答：栅源间接入稳压管以限制栅源电压。

6.全控型器件的缓冲电路的主要作用是什么试分析RCD缓冲电路中各组件的作用。

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答：为了抑制电力电子器件的内因过电压、du/dt、过电流、di/dt、减小

开关损耗，常设置缓冲电路。器件开通时，C通过R向电力电子器件放电，

构成放电回路。器件关断时并联的电容抑制电压的变化率，使关断过程在

安全工作区范围内，且减少损耗。

7.全控器件的的安全工作区是如何定义的如题图7-1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

题图7-1

^

答：全控器件工作时不能超过最高电压，最大电流

和最大耗散功率限制，这些条件规定了GTR的安全

工作区。

如不接VD，关断时会在L上产生很高的自感电势，

使VT过压，易损坏。有了VD还要加缓冲电路，以抑

制电力电子器件的过电压，降低du/dt 。

8.画出RCD型缓冲电路的结构，并说明有、无缓冲电路时，器件关断时各应按照那条负载线转移，标出转移的方向，并说明理由。

CE

{

题图7-2 关断时的负载线

答：无缓冲电路时，器件关断时应

按照如下电压电流线转移：

A→B→C

有缓冲电路时，器件关断时应按照

如下电压电流线转移：A→D→C

有缓冲电路时，关断时电压上升率

受到了限制，所以转移线向原点靠

近。

？

9.简述电力电子装置的辅助元器件及系统中电感（电抗器）、变压器、滤波器、散热系统、辅助电源及控制系统的作用。

答：高频化可以使装置小型化、轻量化。

提高开关频率可以减小滤波器的电感量或电容量，从而减小滤波器的

体积和重量。

提高开关频率可以减少变压器各绕组的匝数并减小铁心的尺寸，从而

使变压器小型化。

|

10.什么是软开关采用软开关技术的目的是什么

答：软开关是通过在原来的开关电路中增加很小的电感、电容等谐振

件，构成辅助换流网络，在开关过程前后引入谐振过程，开关开通前电

先降为零，或关断前电流先降为零的开关。

目的是消除开关过程中电压电流的重叠，降低它们的变化率，从而大

减小甚至消除开关损耗和开关噪声。

11.简述电力电子装置的辅助元器件及系统中电感（电抗器）、变压器