电力电子技术课后习题答案
电力电子技术课后习题全部答案
电力电子技术
2-1与信息电子电路中的二极管相比，电力二极管具有怎样的结构特点才使得其具有耐受高压和大电流的能力？
答：1.电力二极管大都采用垂直导电结构，使得硅片中通过电流的有效面积增大，显著提高了二极管的通流能力。
2.电力二极管在P区和N区之间多了一层低掺杂N区，也称漂移区。低掺杂N区由于掺杂浓度低而接近于无掺杂的纯半导体材料即本征半导体，由于掺杂浓度低，低掺杂N区就可以承受很高的电压而不被击穿。
②整流输出平均电压Ud、电流Id，变压器二次侧电流有效值I2分别为
Ud＝0.9U2cosα＝0.9×100×cos30°＝77.97(A)
Id＝(Ud－E)/R＝(77.97－60)/2＝9(A)
I2＝Id＝9(A)
③晶闸管承受的最大反向电压为： U2＝100 ＝141.4（V）
流过每个晶闸管的电流的有效值为：IVT＝Id∕ ＝6.36（A）
②Ud、Id、IdT和IVT0×cos60°＝117（V）
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。
(完整word版)电力电子技术.课后习题答案.南航.丁道宏
第一章第1章 思考题与习题1.1晶闸管的导通条件是什么? 导通后流过晶闸管的电流和负载上的电压由什么决定? 答：晶闸管的导通条件是：晶闸管阳极和阳极间施加正向电压，并在门极和阳极间施加正向触发电压和电流（或脉冲）。
导通后流过晶闸管的电流由负载阻抗决定，负载上电压由输入阳极电压U A 决定。
1.2晶闸管的关断条件是什么? 如何实现? 晶闸管处于阻断状态时其两端的电压大小由什么决定?答：晶闸管的关断条件是：要使晶闸管由正向导通状态转变为阻断状态，可采用阳极电压反向使阳极电流I A 减小，I A 下降到维持电流I H 以下时，晶闸管内部建立的正反馈无法进行。
进而实现晶闸管的关断，其两端电压大小由电源电压U A 决定。
1.3温度升高时，晶闸管的触发电流、正反向漏电流、维持电流以及正向转折电压和反向击穿电压如何变化？答：温度升高时，晶闸管的触发电流随温度升高而减小，正反向漏电流随温度升高而增大，维持电流I H 会减小，正向转折电压和反向击穿电压随温度升高而减小。
1.4晶闸管的非正常导通方式有哪几种？答：非正常导通方式有：(1) I g =0，阳极电压升高至相当高的数值；(1) 阳极电压上升率du/dt 过高；(3) 结温过高。
1.5请简述晶闸管的关断时间定义。
答：晶闸管从正向阳极电流下降为零到它恢复正向阻断能力所需的这段时间称为关断时间。
即gr rr q t t t +=。
1.6试说明晶闸管有哪些派生器件？答：快速晶闸管、双向晶闸管、逆导晶闸管、光控晶闸管等。
1.7请简述光控晶闸管的有关特征。
答：光控晶闸管是在普通晶闸管的门极区集成了一个光电二极管，在光的照射下，光电二极管电流增加，此电流便可作为门极电触发电流使晶闸管开通。
主要用于高压大功率场合。
1.8型号为KP100-3，维持电流I H =4mA 的晶闸管，使用在图题1.8所示电路中是否合理，为什么?(暂不考虑电压电流裕量)图题1.8答：（a ）因为H A I mA K VI <=Ω=250100，所以不合理。
电力电子技术课后答案
电力电子技术课后答案第2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：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下，即降到维持电流以下，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、I d2、I d3与电流有效值I 、I 、I 。
π4π4π25π4a)b)c)图1-431图1-43 晶闸管导电波形解：a)I d1=π21⎰ππωω4)(sin t td I m=π2mI (122+)≈0.2717 I m I 1=⎰ππωωπ42)()sin (21t d t I m=2mIπ2143+≈0.4767 I m b) I d2=π1⎰ππωω4)(sin t td I m=πmI (122+)≈0.5434 I m I 2 =⎰ππωωπ42)()sin (1t d t Im =22m I π2143+≈0.6741I mc) I d3=π21⎰20)(πωt d I m =41 I mI 3 =⎰22)(21πωπt d I m=21 I 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、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 m1≈4767.0I≈329.35， I d1≈0.2717 I m1≈89.48b) I m2≈6741.0I≈232.90, I d2≈0.5434 I m2≈126.56c) I m3=2 I = 314,I d3=41I m3=78.59. 试说明IGBT、GTR、GTO和电力MOSFET各自的优缺点。
电力电子技术课后题答案
0-1.什么是电力电子技术?电力电子技术是应用于电力技术领域中的电子技术；它是以利用大功率电子器件对能量进行变换和控制为主要内容的技术。
国际电气和电子工程师协会（IEEE）的电力电子学会对电力电子技术的定义为：“有效地使用电力半导体器件、应用电路和设计理论以及分析开发工具，实现对电能的高效能变换和控制的一门技术，它包括电压、电流、频率和波形等方面的变换。
”0-2.电力电子技术的基础与核心分别是什么?电力电子器件是基础。
电能变换技术是核心.0-3.请列举电力电子技术的 3 个主要应用领域。
电源装置;电源电网净化设备;电机调速系统;电能传输和电力控制;清洁能源开发和新蓄能系统;照明及其它。
0-4.电能变换电路有哪几种形式?其常用基本控制方式有哪三种类型?AD-DC整流电;DC-AC逆变电路;AC-AC交流变换电路;DC-DC直流变换电路。
常用基本控制方式主要有三类：相控方式、频控方式、斩控方式。
0-5.从发展过程看，电力电子器件可分为哪几个阶段? 简述各阶段的主要标志。
可分为：集成电晶闸管及其应用；自关断器件及其应用；功率集成电路和智能功率器件及其应用三个发展阶段。
集成电晶闸管及其应用：大功率整流器。
自关断器件及其应用：各类节能的全控型器件问世。
功率集成电路和智能功率器件及其应用：功率集成电路（PIC），智能功率模块（IPM）器件发展。
0-6.传统电力电子技术与现代电力电子技术各自特征是什么?传统电力电子技术的特征：电力电子器件以半控型晶闸管为主，变流电路一般为相控型，控制技术多采用模拟控制方式。
现代电力电子技术特征：电力电子器件以全控型器件为主，变流电路采用脉宽调制型，控制技术采用PWM数字控制技术。
0-7.电力电子技术的发展方向是什么?新器件：器件性能优化，新型半导体材料。
高频化与高效率。
集成化与模块化。
数字化。
绿色化。
1-1.按可控性分类，电力电子器件分哪几类?按可控性分类，电力电子器件分为不可控器件、半控器件和全控器件。
电力电子技术(王兆安第五版)课后习题全部答案
电力电子技术2-1与信息电子电路中的二极管相比，电力二极管具有怎样的结构特点才使得其具有耐受高压和大电流的能力？答：1.电力二极管大都采用垂直导电结构，使得硅片中通过电流的有效面积增大，显着提高了二极管的通流能力。
2.电力二极管在P区和N区之间多了一层低掺杂N区，也称漂移区。
低掺杂N区由于掺杂浓度低而接近于无掺杂的纯半导体材料即本征半导体，由于掺杂浓度低，低掺杂N区就可以承受很高的电压而不被击穿。
2-2. 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：uAK>0且uGK>0。
2-3. 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下，即降到维持电流以下，便可使导通的晶闸管关断。
2-4 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I1、I2、I3。
解：a) I d1=Im2717.0)122(2Im)(sinIm214≈+=⎰πωπππtI1=Im4767.021432Im)()sin(Im2142≈+=⎰πϖπππwtdtb) I d2=Im5434.0)122(2Im)(sinIm14=+=⎰wtd tππϖπI2=Im6741.021432Im2)()sin(Im142≈+=⎰πϖπππwtdtc) I d3=⎰=2Im41)(Im21πωπtdI3=Im21)(Im2122=⎰tdωππ2-5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≈89.48Ab) I m2,90.2326741.0AI≈≈I d2AIm56.1265434.02≈≈c) I m3=2I=314 I d3=5.78 413=mI2-6 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。
(完整word版)电力电子技术.课后习题答案.南航.丁道宏
第一章第1章 思考题与习题1.1晶闸管的导通条件是什么? 导通后流过晶闸管的电流和负载上的电压由什么决定? 答：晶闸管的导通条件是：晶闸管阳极和阳极间施加正向电压，并在门极和阳极间施加正向触发电压和电流（或脉冲）。
导通后流过晶闸管的电流由负载阻抗决定，负载上电压由输入阳极电压U A 决定。
1.2晶闸管的关断条件是什么? 如何实现? 晶闸管处于阻断状态时其两端的电压大小由什么决定?答：晶闸管的关断条件是：要使晶闸管由正向导通状态转变为阻断状态，可采用阳极电压反向使阳极电流I A 减小，I A 下降到维持电流I H 以下时，晶闸管内部建立的正反馈无法进行。
进而实现晶闸管的关断，其两端电压大小由电源电压U A 决定。
1.3温度升高时，晶闸管的触发电流、正反向漏电流、维持电流以及正向转折电压和反向击穿电压如何变化？答：温度升高时，晶闸管的触发电流随温度升高而减小，正反向漏电流随温度升高而增大，维持电流I H 会减小，正向转折电压和反向击穿电压随温度升高而减小。
1.4晶闸管的非正常导通方式有哪几种？答：非正常导通方式有：(1) I g =0，阳极电压升高至相当高的数值；(1) 阳极电压上升率du/dt 过高；(3) 结温过高。
1.5请简述晶闸管的关断时间定义。
答：晶闸管从正向阳极电流下降为零到它恢复正向阻断能力所需的这段时间称为关断时间。
即gr rr q t t t +=。
1.6试说明晶闸管有哪些派生器件？答：快速晶闸管、双向晶闸管、逆导晶闸管、光控晶闸管等。
1.7请简述光控晶闸管的有关特征。
答：光控晶闸管是在普通晶闸管的门极区集成了一个光电二极管，在光的照射下，光电二极管电流增加，此电流便可作为门极电触发电流使晶闸管开通。
主要用于高压大功率场合。
1.8型号为KP100-3，维持电流I H =4mA 的晶闸管，使用在图题1.8所示电路中是否合理，为什么?(暂不考虑电压电流裕量)图题1.8答：（a ）因为H A I mA K VI <=Ω=250100，所以不合理。
电力电子技术(王兆安第五版)课后习题全部答案精编版
电力电子技术2-1与信息电子电路中的二极管相比，电力二极管具有怎样的结构特点才使得其具有耐受高压和大电流的能力？答：1.电力二极管大都采用垂直导电结构，使得硅片中通过电流的有效面积增大，显著提高了二极管的通流能力。
2.电力二极管在P区和N区之间多了一层低掺杂N区，也称漂移区。
低掺杂N区由于掺杂浓度低而接近于无掺杂的纯半导体材料即本征半导体，由于掺杂浓度低，低掺杂N区就可以承受很高的电压而不被击穿。
2-2. 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：uAK>0且uGK>0。
2-3. 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下，即降到维持电流以下，便可使导通的晶闸管关断。
2-4 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I1、I2、I3。
解：a) I d1=Im2717.0)122(2Im)(sinIm214≈+=⎰πωπππtI1=Im4767.021432Im)()sin(Im2142≈+=⎰πϖπππwtdtb) I d2=Im5434.0)122(2Im)(sinIm14=+=⎰wtd tππϖπI2=Im6741.021432Im2)()sin(Im142≈+=⎰πϖπππwtdtc) I d3=⎰=2Im41)(Im21πωπtdI3=Im21)(Im2122=⎰tdωππ2-5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≈89.48Ab) I m2,90.2326741.0A I≈≈I d2A I m 56.1265434.02≈≈c) I m3=2I=314 I d3=5.78413=m I2-6 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。
(完整版)电力电子技术(王兆安第五版)课后习题全部答案
电力电子技术2-1 与信息电子电路中的二极管对比，电力二极管拥有如何的构造特色才使得其拥有耐受高压和大电流的能力？答： 1.电力二极管多数采纳垂直导电构造，使得硅片中经过电流的有效面积增大，明显提升了二极管的通流能力。
2.电力二极管在 P 区和 N 区之间多了一层低混杂 N 区，也称漂移区。
低混杂 N 区因为混杂 浓度低而靠近于无混杂的纯半导体资料即本征半导体，因为混杂浓度低，低混杂 N 区就能够承 受很高的电压而不被击穿。
2-2. 使晶闸管导通的条件是什么？答：使晶闸管导通的条件是：晶闸管蒙受正朝阳极电压，并在门极施加触发电流（脉冲） 。
或： uAK>0 且 uGK>0。
2-3. 保持晶闸管导通的条件是什么？如何才能使晶闸管由导通变成关断？答：保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， 即保持电流。
要使晶闸由导通变成关断， 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靠近于零的某一数值以下，即降到保持电流以下，即可使导通的晶闸管关断。
2-4 图 2-27 中暗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均匀值 I d1、I d2、 I d3 与电流有效值 I 1、I 2、I 3。
1 4 Im sin ( t) Im ( 21) 0.2717 Im解： a)I d122 2=1(Im sin t )2 d (wt )Im 31I 1= 242 421 Im sin td (wt )Im ( 2 1) 0.5434 Im b)I d2=42 21 (Im sin t )2 d (wt)2 Im 31I 2=424 21 2Im d ( t )1Imc)I d3= 2412Im 2d ( t )1ImI 3= 2 022-5 上题中假如不考虑安全裕量 ,问 100A 的晶阐管能送出的均匀电流 I d1、I d2、I d3 各为多少 ?这时，相应的电流最大值 Im1 、 I、 Im3 各为多少 ?m2解：额定电流 I T(AV) =100A 的晶闸管，同意的电流有效值 I=157A,由上题计算结果知Ia) I m1 I d1 m1A,I232.90 A,0.5434 I m2 126.56 Ab) I m2 I d2c) I m3=2I=3141I m3 I d3= 42-6 GTO 和一般晶闸管同为PNPN 构造 ,为何 GTO 能够自关断 ,而一般晶闸管不可以 ?答： GTO 和一般晶阐管同为PNPN 构造，由 P1N1P2 和 N1P2N2 构成两个晶体管 V1 、V2 ，分别拥有共基极电流增益 1 和2 ，由一般晶阐管的剖析可得， 1 2 1 是器件临界导通的条件。
电力电子技术课后习题答案
电力电子技术课后习题答案1. 什么是开关电源？通过高频开关的方式控制电源输出电流、电压的一种电源设备，它具有功率密度高、体积小、效率高等优点。
开关电源分为交流输入和直流输入两种类型，广泛应用于计算机、通讯设备、电子仪器等领域。
2. 开关电源的工作原理是什么？开关电源的核心是开关管，通过开关管的导通和截止，在高频条件下实现将输入电压转换成所需的输出电压。
开关电源主要包含三个部分：输入级、差分放大器和输出级。
输入级通过整流电路对输入电压进行整流，得到一个大于输出电压的电压，经过输入滤波电容器的滤波得到一个较为稳定的电压；差分放大器将输入电压转换成与参考电压相比的误差信号，该信号经过反馈电路和脉宽调制信号一起作用在开关管上，从而控制开关管导通和截止。
输出级将开关管产生的脉冲转换成所需要的输出电压和输出电流。
3. 什么是磁性元器件？磁性元器件是指通过磁性相互作用实现电能和磁能之间的相互转换，完成电子设备中能量的传递、变换和存储的器件，可以分为电感和变压器两种类型。
其中，电感是一种利用磁性材料制成的元器件，具有阻抗大、耐久性好、噪音小等特点；变压器则是能将一个交流电信号转换为另一个电信号的元件，不仅可以实现电压变换，还可以实现电流变换。
4. 在开关电源中，变压器和电感作用有什么不同？在开关电源中，变压器和电感都是采用磁性元器件来实现电能和磁能之间的相互转换。
不同的是，变压器主要用于电源输出和驱动，能够将一个交流电信号转换为另一个电信号，实现电压变换和电流变换；而电感则主要用于滤波器中，能够平滑输出电流，起到稳定输出电压和抑制噪声等作用。
5. 什么是PWM调制？PWM调制是一种通过改变脉冲宽度来调制输出电压的方式，在开关电源中广泛应用。
可以通过改变脉冲宽度和频率来控制输出电压和电流。
调制周期内，脉冲电压的平均值与输入电压成比例，即输出电压。
6. 为什么需要输入滤波电容器？输入滤波电容器是开关电源中的关键元件之一，它可以将输入电源提供的交流信号滤波，使其变成一个较为稳定的直流电信号，避免高频干扰对开关电源产生不良影响，从而起到保护开关管和保证稳定输出电压的作用。
电力电子技术课后部分习题参考答案
电力电子技术课后部分习题参考答案1电力电子技术部分复习题参考答案一、略二、图1所示的单相桥式整流电路中，V U 2202=、触发角°=30a ，负载为阻感负载，电感L 的值极大，W =5R 。
1、绘制输出电压d u 、输出电流d i 、变压器副边电流2i 的波形；2、计算输出电压d u 、输出电流d i 的平均值3、计算晶闸管的电流有效值。
VT1VT2VT4VT3udi du RL1u 2i图1 答案：答案：1．波形绘制．波形绘制du2 2．电路参数计算）．电路参数计算）)(47.17130cos 2209.0cos 9.02V U U d =°´´=××=a)(29.34547171A RU I d d ===78.022047.171222===××=U U I U I U d d d l3 3．电路参数计算．电路参数计算 )(25.242A I I d T ==三、图2所示的三相半波可控电路中，相电压V U 2202=、触发角°=30a ，反电动势V E 30=，电感L 的值极大，W =15R 。
1 1、计算输出电压、计算输出电压d u 、输出电流d i 的平均值、的平均值、a a 相的电流a i 的有效值；2 2、绘制输出电压、绘制输出电压d u 、输出电流d i 、a 相的电流a i 的波形的波形b a cVT1VT2VT3di R LEai du T图2答案：答案： 1．电路参数计算)(91.22230cos 22017.1cos 17.12V U U d =°´´=××=a)(86.12153091.222A RE U I d d =-=-=)(43.7386.123A I I d a ===2．波形绘制四、三相全控桥式整流电路带反电动势阻感负载，已知：负载电阻W =1R ，电感=µd L ，相电压V U 2202=，mH L B 1=，当反电动势V E 400=，控制角α=120=120°或逆变角β°或逆变角β°或逆变角β=60=60=60°时，°时，请计算输出电压平均值d U 、输出电流平均值d I 和换相重叠角g 。
电力电子技术课后习题全部答案
电力电子技术答案2-1与信息电子电路中的二极管相比，电力二极管具有怎样的结构特点才使得其具有耐受高压和大电流的能力答：1.电力二极管大都采用垂直导电结构，使得硅片中通过电流的有效面积增大，显著提高了二极管的通流能力。
2.电力二极管在P区和N区之间多了一层低掺杂N区，也称漂移区。
低掺杂N区由于掺杂浓度低而接近于无掺杂的纯半导体材料即本征半导体，由于掺杂浓度低，低掺杂N区就可以承受很高的电压而不被击穿。
2-2.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：uAK>0且uGK>0。
2-3. 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下，即降到维持电流以下，便可使导通的晶闸管关断。
2-4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=I1=b) Id2=I2=c) Id3=I3=2-5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、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) Im1A, Im2Id2c) Im3=2I=314 Id3=2-6 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和，由普通晶阐管的分析可得，是器件临界导通的条件。
《电力电子技术》课后答案完整版
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,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: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,减小开通损耗,关断时,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。
A I I d
VT ==
晶闸管的额定电流为:
(35~2657
.157
.272~5.1(A I N =⨯=
具体数值可按晶闸管产品系列参数选取。
2.4单相桥式半控整流电路,电阻性负载,画出整流二极管在一周内承受的电压波形。
解:注意到二极管的特点:承受电压为正即导通。因此,二极管承受的电压不会出现正的部分。在电路中器件均不导通的阶段,交流电源电压由晶闸管平衡。整流二极管在一周内承受的电压波形如下:
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。
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,确定晶闸管的额定电压和额定电流。解:① d u、d i和2i的波形如下图:
②输出平均电压d U、电流d I ,变压器二次电流有效值2I分别为(97.7730cos 1009.0cos 9.02V U U d =︒⨯⨯==α
电力电子技术习题+参考答案
电力电子技术习题+参考答案一、单选题（共20题，每题1分，共20分）1、为了防止逆变失败，最小逆变角限制为( )。
A、100～150B、200～250C、300～350D、400～450正确答案：C2、三相半波可控整流电路的自然换相点是（）A、比三相不控整流电路的自然换相点超前30°B、本相相电压与相邻电压正半周的交点处C、比三相不控整流电路的自然换相点滞后60°D、交流相电压的过零点正确答案：B3、逆导晶闸管是将大功率二极管与何种器件集成在一个管芯上而成（）A、逆阻型晶闸管B、大功率三极管C、可关断晶闸管D、双向晶闸管正确答案：A4、若增大SPWM逆变器的输出电压基波频率，可采用控制方法是（）A、增大三角波幅度B、增大正弦调制波频率C、增大正弦调制波幅度D、增大三角波频率正确答案：B5、可实现有源逆变的电路为（）。
A、三相半波可控整流电路B、单相半控桥整流电路C、三相半控桥整流桥电路D、单相全控桥接续流二极管电路正确答案：A6、目前，在中小型变频器中普遍采用的电力电子器件是（）。
A、SCRB、GTOC、MOSFETD、IGBT正确答案：D7、电阻性负载三相半波可控整流电路中，控制角的范围是（）A、30°～150B、0°～150°C、15°～125°D、0°～120°正确答案：B8、具有自关断能力的电力半导体器件称为( )A、触发型器件B、全控型器件C、不控型器件D、半控型器件正确答案：B9、晶闸管稳定导通的条件（）A、晶闸管阳极电流大于晶闸管的擎住电流B、晶闸管阳极电流大于晶闸管的维持电流C、晶闸管阳极电流小于晶闸管的维持电流D、晶闸管阳极电流小于晶闸管的擎住电流正确答案：A10、将直流电能转换为交流电能供给负载的变流器是( )A、有源逆变器B、A/D变换器C、D/A变换器D、无源逆变器正确答案：D11、在单相全控桥整流电路中，两对晶闸管的触发脉冲，应依次相差（）度。
电力电子技术习题与参考答案
电力电子技术习题与参考答案一、单选题（共25题，每题1分，共25分）1.三相桥式全控整流电路，电阻性负载时的移相范围为（）度。
A、0～120B、0～90C、0～180D、0～150正确答案：A2.电阻性负载三相半波可控整流电路中，控制角的范围是（）。
A、0°～150°B、0°～120°C、15°～125°D、30°～150°正确答案：A3.电力电子器件一般工作在（）状态A、开关B、放大C、开关和放大D、其他正确答案：A4.目前，在中小型变频器中普遍采用的电力电子器件是（）。
A、SCRB、GTOC、MOSFETD、IGBT正确答案：D5.在单相全控桥整流电路中，两对晶闸管的触发脉冲，应依次相差（）度。
A、180度B、60度C、120度D、360度正确答案：A6.为了防止逆变失败，最小逆变角限制为（），单位为度。
A、40～45B、20～25C、10～15D、30～35正确答案：D7.三相全控桥式变流电路工作于有源逆变状态的条件是()A、α=л/4B、α＜л/2C、α＞л/2D、α=л/3正确答案：C8.可实现有源逆变的电路为（）。
A、单相半控桥整流电路B、三相半控桥整流桥电路C、单相全控桥接续流二极管电路D、三相半波可控整流电路正确答案：D9.三相半波可控整流电路的自然换相点是（）A、比三相不控整流电路的自然换相点滞后60°B、本相相电压与相邻电压正半周的交点处C、交流相电压的过零点D、比三相不控整流电路的自然换相点超前30°正确答案：B10.α为（）度时，三相半波可控整流电路，电阻性负载输出的电压波形，处于连续和断续的临界状态。
A、120度，B、60度C、0度D、30度正确答案：D11.具有自关断能力的电力半导体器件称为()A、不控型器件B、半控型器件C、全控型器件D、触发型器件正确答案：C12.电阻性负载三相半波可控整流电路中，控制角的范围是（）A、15°～125°B、30°～150C、0°～150°D、0°～120°正确答案：C13.在晶闸管应用电路中，为了防止误触发应将幅值限制在不触发区内的信号是（）A、触发电压信号B、触发电流信号C、干扰信号和触发信号D、干扰信号正确答案：D14.三相桥式全控整流电路，大电感负载，当α＝（）时整流平均电压Ud=0。
《电力电子技术》课后习题答案
《电力电子技术》课后习题答案《电力电子技术》课后习题答案1.什么是电力电子技术？电力电子技术是指利用电子器件和电力电子装置来控制、调节和转换电能的一门技术。
它包括了电力电子器件的设计与应用、电力电子装置的控制与调节以及电力电子系统的设计和优化等方面的内容。
2.电力电子技术的应用领域有哪些？电力电子技术在工业、交通、通信、农业、家庭等领域都有广泛的应用。
常见的应用包括变频调速、UPS电源、电力传输与分配、电动汽车、太阳能和风能发电等。
3.什么是电力电子器件？电力电子器件是指能够实现电力电子技术所需功能的电子器件。
常见的电力电子器件包括二极管、晶闸管、场效应管、双向晶闸管等。
4.什么是晶闸管？晶闸管是一种具有双向导电性的电力电子器件，它由四层半导体材料组成，具有控制极、阳极和阴极三个电极。
晶闸管的主要作用是实现电流的单向导通和双向导通。
5.什么是PWM调制技术？PWM调制技术是一种通过改变脉冲宽度来实现信号调制的技术。
在电力电子技术中，PWM调制技术常用于实现电力电子装置的输出电压和电流的调节和控制。
6.什么是变频调速技术？变频调速技术是通过改变电机的供电频率来实现电机转速调节的一种技术。
在电力电子技术中，常用的变频调速技术包括直流调速、感应电动机调速和永磁同步电动机调速等。
7.什么是电力传输与分配？电力传输与分配是指将电能从发电厂传输到用户的过程，以及在用户之间进行电能分配的过程。
在电力电子技术中，常用的电力传输与分配技术包括高压直流输电和电力变压器调压等。
8.什么是电动汽车？电动汽车是指使用电能作为动力源的汽车。
电动汽车的主要部件包括电池组、电机和电力电子控制系统等。
9.什么是太阳能和风能发电？太阳能和风能发电是利用太阳能和风能将其转化为电能的过程。
太阳能发电主要通过太阳能电池板将太阳能转化为直流电能，而风能发电则通过风力发电机将风能转化为交流电能。
10.电力电子技术的发展趋势是什么？电力电子技术的发展趋势主要包括功率密度的提高、效率的提高、可靠性的提高和智能化的发展等。
阮新波电力电子技术课后答案
阮新波电力电子技术课后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。
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。
1.4.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：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。
1.5.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，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：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，减小开通损耗；关断时，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。
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。
- 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)。
电力电子技术习题集标* 的习题是课本上没有的，作为习题的扩展习题一* 试说明什么是电导调制效应及其作用。
答：当PN结通过正向大电流时，大量空穴被注入基区（通常是N型材料），基区的空穴浓度（少子）大幅度增加，这些载流子来不及和基区的电子中和就到达负极。
为了维持基区半导体的电中性，基区的多子（电子）浓度也要相应大幅度增加。
这就意味着，在大注入的条件下原始基片的电阻率实际上大大地下降了，也就是电导率大大增加了。
这种现象被称为基区的电导调制效应。
电导调制效应使半导体器件的通态压降降低，通态损耗下降；但是会带来反向恢复问题，使关断时间延长，相应也增加了开关损耗。
1.晶闸管正常导通的条件是什么，导通后流过的电流由什么决定？晶闸管由导通变为关断的条件是什么，如何实现？答：使晶闸管导通的条件是：晶闸管承受正向阳极电压（U AK>0），并在门极施加触发电流（U GK>0）。
2.有时晶闸管触发导通后，触发脉冲结束后它又关断了，是何原因？答：这是由于晶闸管的阳极电流I A没有达到晶闸管的擎住电流（I L）就去掉了触发脉冲，这种情况下，晶闸管将自动返回阻断状态。
在具体电路中，由于阳极电流上升到擎住电流需要一定的时间（主要由外电路结构决定），所以门极触发信号需要保证一定的宽度。
* 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其阳极电流I A大于能保持晶闸管导通的最小电流，即维持电流I H。
要使晶闸管由导通转为关断，可利用外加反向电压或由外电路作用使流过晶闸管的电流降到维持电流以下，便可使导通的晶闸管关断。
3.图1-30中的阴影部分表示流过晶闸管的电流波形，其最大值均为I m，试计算各波形的电流平均值、有效值。
如不考虑安全裕量，额定电流100A的晶闸管，流过上述电流波形时，允许流过的电流平均值I d各位多少？(f)图1-30 习题1-4附图解：（a）mm m mI11I sin()()2I0.3185I22daI t d tπωωπππ====⎰mI2 aI==额定电流100A 的晶闸管允许流过的电流有效值为157A ，则m I 3140.5aI A ==；平均值I da 为：mI 100da I A π==（b ）m m m 012I sin()()I 0.6369I db I t d t πωωππ===⎰b I == 额定电流100A 的晶闸管允许流过的电流有效值为157A ，则m I 222b A =；平均值I db 为：m 0.6369I 141.4db I A ==（c ）m m m 313I sin()()I 0.4777I 2dc I t d t ππωωππ===⎰m 0.6343I c I == 额定电流100A 的晶闸管允许流过的电流有效值为157A ，则m I 247.50.6343cI A ==；平均值I dc为：m 0.4777I 118dc I A == （d ）m m m m 33I 113I sin()()I 0.2388I 2224dd I t d t ππωωπππ====⎰m 0.4486I d I == 额定电流100A 的晶闸管允许流过的电流有效值为157A ，则m I 3500.4486dI A ==；平均值I dd为：0.2388*35090.7dd I A == （e ）4m m m 011I ()I 0.125I 224de I d t ππωππ===⎰m 0.3536I e I ==额定电流100A 的晶闸管允许流过的电流有效值为157A ，则m I 4440.3536eI A ==： 平均值I de 为：0.125*44455.5de I A == （f ）4mm m 011I ()I 0.25I 4df I d t ππωππ===⎰m 0.5I f I ==额定电流100A 的晶闸管允许流过的电流有效值为157A ，则：m I 3140.5f I A ==平均值I de 为： 0.25*31478.5df I A ==* 在图1-31所示电路中，若使用一次脉冲触发，试问为保证晶闸管充分导通，触发脉冲宽度至少要多宽？图中，E =50V ；L =0.5H ；R =0.5Ω; I L =50mA （擎住电流）。
图1-31习题1-5附图 图1-32习题1-9附图解：晶闸管可靠导通的条件是：必须保证当阳极电流上升到大于擎住电流之后才能撤掉触发脉冲。
当晶闸管导通时有下式成立： diE LRi dt=+ 解之得：(1)R t L Ei e R-=-可靠导通条件为：0.05L i I >= 解得：0.50.5500.05(1)(1)0.5Rt t L E e e R --<-=-即 4100ln51000.05t e s ->=-500t us >也即触发脉冲宽度至少要500μs4. 为什么晶闸管不能用门极负脉冲信号关断阳极电流，而GTO 却可以？答：GTO 和普通晶闸管同为PNPN 结构，由P 1N 1P 2和N 1P 2N 2构成两个晶体管V 1、V 2分别具有共基极电流增益α1和α2，由普通晶闸管得分析可得，α1＋α2＝1是器件临界导通的条件。
α1＋α2>1两个晶体管饱和导通；α1＋α2<1不能维持饱和导通而关断。
GTO 能关断，而普通晶闸管不能是因为GTO 在结构和工艺上有以下几点不同：A 多元集成结构使每个GTO 元的阴极面积很小，门极和阴极的距离缩短，从而使从门极抽出较大的电流成为可能。
B GTO 导通时α1＋α2更接近1，晶闸管α1＋α2>1.15，而GTO 则为α1＋α2≈1.05，饱和程度不深，在门极控制下易于退出饱和。
C GTO 在设计时，α2较大，晶体管V2控制灵敏，而α1很小，这样晶体管V1的集电极电流不大，易于从门极将电流抽出，从而使GTO 关断。
* 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：二者都是电流型驱动型器件，其开通和关断都要求有相应的触发脉冲，要求其触发电流脉冲的上升沿陡且实行强触发。
GTR 要求在导通期间一直提供门极触发电流信号，而GTO 当器件导通后可以去掉门极触发电流信号；GTO 的电流增益（尤其是关断电流增益很小）小于GTR ，无论是开通还是关断都要求触发电流有足够的幅值和陡度，其对触发电流信号（尤其是关断门极负脉冲电流信号）的要求比GTR 高。
5. 试比较GTR 、GTO 、MOSFET 、IGBT 之间的差异和各自的优缺点及主要应用领域。
* 请将VDMOS （或IGBT ）管栅极电流波形画于图1-32中，并说明电流峰值和栅极电阻有何关系以及栅极电阻的作用。
答：VDMOSFET 和IGBT 都是电压驱动型器件，由于存在门极电容，其门极电流的波形类似于通过门极电阻向门极电容的充电过程，其峰值电流为Ip ＝U GE /R G 。
栅极电阻的大小对器件的静态和动态开关特性有很大的影响：R G 增加，则开通时间、关断时间、开通损耗关断损耗增加；CEdU dt和位移电流减小；触发电路振荡抑止能力强，反之则作用相反。
因此在损耗容许的条件下，R G 可选大些以保证器件的安全，具体选择要根据实际电路选。
典型的应用参数为：＋U GE ＝15V ，－U GE ＝－(5~10)V ，R G ＝10～50欧* 全控型器件的缓冲吸收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：缓冲电路的主要作用是抑止器件在开关过程中出现的过高的dU dt 、dIdt和过电压，减小器件的开关损耗保证器件工作在安全范围之内。
RCD 缓冲电路中主要是为了防止器件关断过程中的过电压。
器件关断时，负载电流经二极管D 向吸收电容C 充电，使器件两端的电压由0缓慢上升，减缓dUdt，一方面可以抑止过电压，一方面可以减小关断损耗；开通时，吸收电容的能量经电阻R 向器件放电，为下次关断做好准备，电阻R 的作用是限制放电电流的大小、抑止缓冲电路的振荡。
* 限制功率MOSFET 应用的主要原因是什么？实际使用时如何提高MOSFET 的功率容量？ 答：限制功率MOSFET 应用的主要原因是其电压、电流容量难以做大。
因为MOSFET 是单极性器件，所以通态损耗较大，其通态电阻为 2.5DSonU R S=。
高压大电流时，其通态电阻（对应损耗）达到令人难以接受的程度（目前的市场水平最大为1200V/36A ）。
实际使用时由于MOSFET 具有正的温度系数，可以方便地采用多管串并联的方法来提高其功率容量。
习题二1*．具有续流二极管的单相半波可控整流电路，带阻感性负载，电阻为5Ω，电感为0.2H ，电源电压的有效值为220V ，直流平均电流为10A ，试计算晶闸管和续流二极管的电流有效值，并指出晶闸管的电压定额（考虑电压2-3倍裕度）。
解：本题困难，可不作为习题要求。
a)L TRu 1b)c)d)e)f)g)i电路上图所示。
设触发角为α，则在α～π期间晶闸管导通，其直流输出电压U d 如图（b ）所示；在0～α和π～2π＋α期间，续流二极管导通，直流输出电压为0，则直流平均电压为2(1cos )2d U απ=+ cos )d d U I R α==+ 带入已知参数可得10cos )α=+，即2πα=。
设晶闸管开始导通时的电流值为I 0，晶闸管关断、二极管开始导通时的电流值为I 1，则在晶闸管导通期间的回路方程为：2021sin ..................(1)|......................................(2)| (3)t t diLiR t dti i i i πωωπω==+=== 由（1）可得方程的通解为)R t Li t AeL arctgRωϕωϕ-=-+= （4）带入式（2）的初值条件，解得20sin()2R L A I e πωπϕ⎡⎤⎢⎥=-⎢⎥⎣⎦将上式带入（4）并将已知参数带入可得0.1252504.6sin( 1.5)(0.32)t i t I e ω-=-+-将式（3）的条件带入得1004.59(0.32)*0.880.88 4.3I I I =+-=+ （5） 当二极管导通时，电流表达式为 2511R t t Li I eI e --==在ωt=2π＋π/2处，i=I 0，可得I 1和I 0之间的关系0.3750110.69I I e I -== （6）由（5）、（6）可解得1010.957.55I A I A==则得电流的完全表达式如下0.12525254.6sin( 1.5)7.23.........()210.95................(0,)22tt t e t i e t t πωωπππωπωπ--⎧-+<≤⎪⎪=⎨⎪<≤<≤+⎪⎩ （7）按照（7）用解析方法求解晶闸管和二极管的电流有效值非常复杂，为简化计算，用I 1和I 0之间的直线段来代替实际的曲线方程（由于L 较大，这种代替不会带来很大误差）。