《电力电子技术》习题解答
电力电子技术试题及答案
电力电子技术试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 电力电子技术主要研究的是（）。
A. 电力系统的运行与控制B. 电力系统的规划与设计C. 电力电子器件及其应用D. 电力系统的保护与自动化答案：C2. 下列哪个不是电力电子技术中常用的电力电子器件？（）A. 晶闸管B. 绝缘栅双极晶体管C. 继电器D. 功率场效应晶体管答案：C3. 电力电子变换器的主要功能是（）。
A. 功率放大B. 电压变换C. 电流变换D. 以上都是答案：D4. 电力电子技术在以下哪个领域应用最为广泛？（）A. 通信技术B. 电力系统C. 计算机技术D. 机械制造答案：B5. 晶闸管的导通条件是（）。
A. 阳极电压高于阴极电压B. 门极电压高于阳极电压C. 阳极电流大于阴极电流D. 门极电流大于零答案：D二、多项选择题（每题3分，共15分）1. 电力电子技术在以下哪些领域有应用？（）A. 电力系统B. 交通系统C. 工业自动化D. 家用电器答案：ABCD2. 电力电子变换器可以实现以下哪些功能？（）A. 交直流转换B. 直流电压变换C. 交流电压变换D. 功率因数校正答案：ABCD3. 下列哪些是电力电子技术中常用的控制方式？（）A. 脉宽调制B. 脉冲频率调制C. 恒压控制D. 恒流控制答案：ABD三、填空题（每题2分，共10分）1. 电力电子技术中，______是一种常用的交流-直流变换器。
答案：整流器2. 电力电子器件的开关特性决定了其在______电路中的应用。
答案：开关电源3. 电力电子技术在______领域可以实现能量的高效转换。
答案：新能源4. 电力电子变换器的输出电压与输入电压之间的关系可以通过______实现控制。
答案：调制技术5. 电力电子技术在______系统中可以实现对电机的精确控制。
答案：伺服驱动四、简答题（每题5分，共20分）1. 简述电力电子技术在电力系统中的应用。
答案：电力电子技术在电力系统中的应用主要包括电力系统的稳定控制、电能质量的改善、电力系统的自动化管理、以及电力系统的保护等。
电力电子技术课后习题答案
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1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 1、I 2、I 3。
002π2π2ππππ4π4π25π4a)b)c)图1-430图1-43 晶闸管导电波形解：a) I d1=π21⎰ππωω4)(sin t td I m =π2m I (122+)≈0.2717 I m I 1=⎰ππωωπ42)()sin (21t d t I m =2m I π2143+≈0.4767 I m b) I d2 =π1⎰ππωω4)(sin t td I m =πm I (122+)≈0.5434 I m I 2 =⎰ππωωπ42)()sin (1t d t I m =22m I π2143+≈0.6741I m c) I d3=π21⎰2)(πωt d I m =41 I m I 3 =⎰202)(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=78.55. 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1α和2α，由普通晶闸管的分析可得，1α+2α=1是器件临界导通的条件。
电力电子技术练习题与答案
（第一章）一、填空题1、普通晶闸管内部有PN结,，外部有三个电极，分别是极极和极。
1、两个、阳极A、阴极K、门极G。
2、晶闸管在其阳极与阴极之间加上电压的同时，门极上加上电压，晶闸管就导通。
2、正向、触发。
3、、晶闸管的工作状态有正向状态，正向状态和反向状态。
阻断、导通、阻断。
4、某半导体器件的型号为KP50—7的，其中KP表示该器件的名称为，50表示，7表示。
4、普通晶闸管、额定电流50A、额定电压100V。
5、只有当阳极电流小于电流时，晶闸管才会由导通转为截止。
5、维持电流。
6、当增大晶闸管可控整流的控制角α，负载上得到的直流电压平均值会。
减小。
7、按负载的性质不同，晶闸管可控整流电路的负载分为性负载，性负载和负载三大类。
7、电阻、电感、反电动势。
8、当晶闸管可控整流的负载为大电感负载时，负载两端的直流电压平均值会，解决的办法就是在负载的两端接一个。
8、减小、并接、续流二极管。
9、工作于反电动势负载的晶闸管在每一个周期中的导通角、电流波形不连续、呈状、电流的平均值。
要求管子的额定电流值要些。
9、小、脉冲、小、大。
10、单结晶体管的内部一共有个PN结，外部一共有3个电极，它们分别是极、极和极。
10、一个、发射极E、第一基极B1、第二基极B2。
11、当单结晶体管的发射极电压高于电压时就导通；低于电压时就截止。
11、峰点、谷点。
12、触发电路送出的触发脉冲信号必须与晶闸管阳极电压，保证在管子阳极电压每个正半周内以相同的被触发，才能得到稳定的直流电压。
12、同步、时刻。
13、晶体管触发电路的同步电压一般有同步电压和电压。
13、正弦波、锯齿波。
14、正弦波触发电路的同步移相一般都是采用与一个或几个的叠加，利用改变的大小，来实现移相控制。
14、正弦波同步电压、控制电压、控制电压。
15、在晶闸管两端并联的RC回路是用来防止损坏晶闸管的。
15、关断过电压。
16、为了防止雷电对晶闸管的损坏，可在整流变压器的一次线圈两端并接一个或。
电力电子技术习题及答案
电力电子技术习题集习题一1. 试说明什么是电导调制效应及其作用。
2. 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？3. 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？4. 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5. 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 Ω; 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6. 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？7. 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？8. 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。
9. 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。
10. 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。
11. 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？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）。
2．单相桥式全控整流电路接电阻性负载，要求输出电压在0～100V连续可调，输出电压平均值为30 V时，负载电流平均值达到20A。
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。
《电力电子技术》练习题及参考答案
《电力电子技术》练习题一、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________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________。
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________U BO。
4、电阻性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________，设U2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________。
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________。
7、晶闸管串联时，给每只管子并联相同阻值的电阻R是________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________二种方式。
9、抑制过电压的方法之一是用________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________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________的幅值。
12、为了利于功率晶体管的关断，驱动电流后沿应是________。
13、恒流驱动电路中抗饱和电路的主要作用是________。
14、功率晶体管缓冲保护电路中的二极管要求采用________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______。
16、晶闸管的额定电压为断态重复峰值电压U DRm和反向重复峰值电压U RRm中较______的规化值。
17、普通晶闸管的额定电流用通态平均电流值标定，双向晶闸管的额定电流用_____标定。
18、晶闸管的导通条件是：晶闸管______和阴极间施加正向电压，并在______和阴极间施加正向触发电压和电流（或脉冲）。
电力电子技术必做习题答案
电力电子技术必做习题解答1. 1 •把一个晶闸管与灯泡串联，加上交流电压，如图 问：（1）开关S 闭合前灯泡亮不亮？ （ 2）开关S段时间后再打开，断开开关后灯泡亮不亮？原因是什么？ 答：（1）不亮；（2）亮；（3）不亮，出现电压负半周2. 2•在夏天工作正常的晶闸管装置到冬天变得不可靠，可能是什么现象和原因？冬天工作正常到夏天变得不可靠又可能是什么现象和原因？答：晶闸管的门极参数I GT 、U GT 受温度影响，温度升高时，两者会降低，温度升高时, 两者会升高，故会引起题中所述现象。
3.型号为KP100-3 ,维持电流I H = 4mA 的晶闸管，使用在如图1-38电路中是否合理?为什么？（分析时不考虑电压、电流裕量）l T =|d =150A<1.57 X 100=157A故能正常工作4. 什么是IGBT 的擎住现象？使用中如何避免?答：IGBT 由于寄生晶闸管的影响，可能是集电极电流过大（静态擎住效应），也可能是du ce /dt 过大（动态擎住效应），会产生不可控的擎住效应。
实际应用中应使IGBT 的漏极(2) 3.答: (1)I d10050 103故不能维持导通图1-38 习题5图0.002A 2mA I H 4 mA2202 -----------------15.56...|dl 2/1 .57 10一2 而 U TM 220.2 :311V U R故不能正常工作9.9A I H(c)(3)l d =150/1=150A> I H1-37电流不超过额定电流，或增加控制极上所接电阻R G的数值，减小关断时的du ce/dt，以避免出现擎住现象。
1. 出图2-57中①〜⑨各保护元件及VD F、L d的名称及作用。
(LJ为过流继电器)1.答:T • T I T图2-57三相桥式整流电路的保护(1)交流进线电抗器限流、限du/dt和di/dt(2)压敏电阻过压保护(3)交流侧阻容保护过压保护(4)桥臂电感限du/dt (由元件换流引起)、di/dt(5)快熔过流保护(6)过压保护电容限制关断过电压对元件的损害(7)抑振电阻防止L、C振荡，限制电容放电电流(8)直流侧压敏电阻直流侧过压保护(9)过流继电器过流时，继电器开路，保护主电路(10) VD F续流二极管为负载电路提供通路，过压保护(11) L d平波电抗器防止直流电流波动(断流)2. GTR、IGBT等过流保护中，为何要采用检测集射极电压作为保护基准？答：检测集射极电压U ce作为过流保护原则，在相同的相对测量误差下，工作点的移动最少，结果较准确3. GTR、P-MOSFET、IGBT吸收电路的基本结构如何？其减少被保护器件开关损耗的机理如何？答:缓冲电路的功能包括抑制和吸收二个方面。
电力电子技术习题解答
壹第一章1 什么是电力电子技术？它有几个组成部分？答：电力电子技术是与电能处理相关的技术学科。
将电子技术与控制技术应用到电力领域，通过电力电子器件组成各种电力变换电路，实现电能的转换与控制，称为电力电子技术，或电力电子学。
电力电子技术是一门融合了电力技术、电子技术和控制技术的交叉学科，包括电力电子器件、变流电路和控制技术三个主要组成部分。
3 电力电子技术的基础与核心分别是什么？答：电力电子技术的基础是电力电子器件，电力电子技术的核心是变流电路。
7 变流电路有哪几种形式？各自功能是什么？ 答：有四种形式：其各自的功能是（1）整流电路：将交流电能转换为直流电能。
（2）斩波电路：将一种直流电能转换成另一固定电压或可调电压的直流电。
（3）逆变电路：将直流电能转换为交流电能。
（4）调压电路或称交流变换电路：将固定大小和频率的交流电能转换为大小和频率可调的交流电能。
第二章7 晶闸管中通过的电流波形如图所示，求晶闸管电流的有效值、平均值及相应的正弦半波平均值和波形系数。
解：电流的有效值为()()()m m m m T I I I t d I I 3331032221223/20==⎪⎭⎫⎝⎛-==⎰ππωππ 电流平均值为：()()m m m AV T I I t d I I 3103221213/20=⎪⎭⎫ ⎝⎛-==⎰ππωππ 则波形系数为：()33133'===m mAV T T f I I I I K 则对应的正弦半波平均值：根据有效值相等的原则，有()m AV T I I 3357.1'=，所以，()m m AV T I I I 368.057.133'=⨯= 第三章3-3 单相桥式全控整流电路，阻抗负载，V U 1002=，负载中Ω=2R ，L 值极大，当︒=30α时，要求：（1）画出d u 、2i i d 和的波形；（2）求整流输出平均电压d u 、电流d i 以及变压器二次电流有效值2I ；贰解：①由已知条件可知，该电路为大电感负载电路，所以其负载电流d i 连续且近似为一水平线，其d u 、d i 、2i 的波形如图所示：②整流输出电压平均值V)(7830cos 1009.0cos 9.02=︒⨯⨯==αU U d则输出电流平均值()A 392/78/===R U I d d ，（大电感时其两端电压平均值为0） 变压器二次电流有效值()A 392==d I I③在该电路中，晶闸管承受的最大正反向电压均为22U ，考虑2倍的安全裕量，则晶闸管的额定电压为()V 8.28210022222=⨯=U ，取其额定电压为300V 。
电力电子技术练习题库与参考答案
电力电子技术练习题库与参考答案一、单选题（共30题，每题1分，共30分）1、直接耦合式强迫换流是给晶闸管加上反向电压而使其关断，因此又叫（）。
A、电流换流B、器件换流C、电压换流D、负载换流正确答案：C2、PWM控制技术在( )电路中的应用最为广泛。
A、逆变B、整流C、变频D、斩波正确答案：A3、单相全桥电压型逆变电路阻感负载，需要（）个续流二极管。
A、2B、4C、1D、3正确答案：B4、逆变电路根据交流输出侧接的对象，可分为（）。
A、单相逆变电路和三相逆变电路B、电压型逆变电路和电流型逆变电路C、有源逆变电路和无源逆变电路D、电容式逆变电路和电感式逆变电路正确答案：C5、单相全控桥式整流电路最多需要（）个晶闸管。
A、2B、3C、1D、4正确答案：D6、采用调制法得到PWM波形，把希望输出的波形作为（）。
A、正玄波B、载波C、调制信号D、锯齿波正确答案：C7、绝缘栅双极晶体管IGBT是一种复合型器件，它是由（）复合而成的。
A、GTR和MOSFETB、GTR和GTOC、GTO和MOSFETD、SCR和MOSFET正确答案：A8、所谓电力电子技术就是应用于电力领域的（）技术。
A、变换B、电子C、控制D、交流正确答案：B9、单相桥式可控整流电阻性负载电路中，控制角α的最大移相范围是( )。
A、0º-150°B、0º-90°C、0º-120°D、0º-180°正确答案：D10、斩波电路控制方式中，ton和T都可调，改变占空比，称为（）。
A、频率调制B、PWMC、相位控制D、混合型正确答案：D11、得到PWM波形的方法有（）。
A、计算法和调制法B、计算法和画图法C、调制法和画图法D、计算法和理论法正确答案：A12、逆变电路根据直流侧电源性质的不同，可分为（）。
A、电压型逆变电路和电流型逆变电路B、单相逆变电路和三相逆变电路C、电容式逆变电路和电感式逆变电路D、有源逆变电路和无源逆变电路正确答案：A13、斩波电路控制方式中，ton不变，改变T，称为（）。
电力电子技术习题及答案
电力电子技术习题集图1-31习题1-5附图 图1-32习题1-9附图6. 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？7. GTO 与GTR 同为电流控制器件，前者得触发信号与后者得驱动信号有哪些异同？ 8. 试比较GTR 、GTO 、MOSFET 、IGBT 之间得差异与各自得优缺点及主要应用领域。
9. 请将VDMOS （或IGBT ）管栅极电流波形画于图 1-32中，并说明电流峰值与栅极电阻有何 关系以及栅极电阻得作用。
10. 全控型器件得缓冲吸收电路得主要作用就是什么？试分析RCD 缓冲电路中各元件得作用。
11. 限制功率MOSFET 应用得主要原因就是什么？实际使用时如何提高MOSFET 得功率容量？习题二1.具有续流二极管得单相半波可控整流电路 ，带阻感性负载，电阻为5?，电感为0、2H ，电源电压得有效值为220V ，直流平均电流为10A ，试计算晶闸管与续流二极管得电流有效值 ，并指出晶闸管得电压定额（考虑电压2-3倍裕度）。
2.单相桥式全控整流电路接电阻性负载 ，要求输出电压在0〜100V 连续可调，输出电压平均值为30 V 时,负载电流平均值达到 20A 。
系统采用220V 得交流电压通过降压变压器供电 且晶闸管1. 2. 3.习题一试说明什么就是电导调制效应及其作用。
晶闸管正常导通得条件就是什么，导通后流过得电流由什么决定？晶闸管由导通变为关断得条件就是什么，如何实现？有时晶闸管触发导通后，触发脉冲结束后它又关断了 ，就是何原因？ 图1-30中得阴影部分表示流过晶闸管得电流波形 ，其最大值均为I m ,试计算各波形得电流平均值、有效值。
如不考虑安全裕量 ，额定电流100A 得晶闸管，流过上述电流波形时，允许流过得电流平均值I 各位多少？二 4/32 二 7/3(c)"兀2兀7/3(d)5. ■ ◎二2 - 9/4(e)J"Q*t二 5/4 2-9/4（f ）图1-30习题1-4附图在图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、5? ; l L =50mA （擎住电流）。
电力电子技术习题及答案
电力电子技术习题集习题一1. 试说明什么是电导调制效应与其作用。
2. 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？3. 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？4.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5. 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6. 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？7. 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？ 8. 试比较GTR 、GTO 、MOSFET 、IGBT 之间的差异和各自的优缺点与主要应用领域。
9. 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与栅极电阻的作用。
10. 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。
11. 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？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〕。
2．单相桥式全控整流电路接电阻性负载，要求输出电压在0～100V连续可调，输出电压平均值为30 V时，负载电流平均值达到20A。
电力电子技术习题解答
第2章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：u AK>0且u GK>0。
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。
第3章3．单相桥式全控整流电路，U2＝100V，负载中R＝2Ω，L值极大，当 ＝30°时，要求：①作出u d、i d、和i2的波形；②求整流输出平均电压U d、电流I d，变压器二次电流有效值I2；③考虑安全裕量，确定晶闸管的额定电压和额定电流。
6、晶闸管串联的单相半控桥（桥中VT1、VT2为晶闸管），电路如图3-12所示，U2=100V，电阻电感负载，R=2Ω，L 值很大，当a=60 时求流过器件电流的有效值，并作出u d、i d、i VT、i D的波形。
解：u d、i d、i VT、i D的波形如下图：7. 在三相半波整流电路中，如果a相的触发脉冲消失，试绘出在电阻性负载和电感性负载下整流电压u d的波形。
解：假设 = 0°，当负载为电阻时，u d的波形如下：9、三相半波整流电路的共阴极接法与共阳极接法，a、b 两相的自然换相点是同一点吗？如果不是，它们在相位上差多少度？答：三相半波整流电路的共阴极接法与共阳极接法，a、b 两相之间换相的的自然换相点不是同一点。
它们在相位上相差180°。
11. 三相半波可控整流电路，U2=100V，带电阻电感负载，R=5Ω，L值极大，当 =60°时，要求：①画出u d、i d和i VT1的波形；②计算U d、I d、I dT和I VT。
12、在三相桥式全控整流电路中，电阻负载，如果有一个晶闸管不能导通，此时的整流电压u d波形如何？如果有一个晶闸管被击穿而短路，其他晶闸管受什么影响？答：假设VT1不能导通，整流电压u d波形如下：假设VT1被击穿而短路，则当晶闸管VT3或VT5导通时，将发生电源相间短路，使得VT3、VT5也可能分别被击穿。
电力电子技术习题及参考答案
电力电子技术习题及参考答案一、单选题（共25题，每题1分，共25分）1.降压斩波电路中，已知电源电压Ud=16V，负载电压Uo=12V，斩波周期T=4ms，则开通时Ton=（）A、3msB、2msC、4msD、1ms正确答案：A2.晶闸管的伏安特性是指()A、门极电压与门极电流的关系B、阳极电压与阳极电流的关系C、门极电压与阳极电流的关系D、阳极电压与门极电流的关系正确答案：B3.可实现有源逆变的电路为（）。
A、单相半控桥整流电路B、单相全控桥接续流二极管电路C、三相半波可控整流电路D、三相半控桥整流桥电路正确答案：C4.在单相桥式全控整流电路中，大电感负载时，控制角α的有效移相范围是（）。
A、90°～180°B、0°～180°C、0°～90°正确答案：C5.采用多重化电压源型逆变器的目的，主要是为()。
A、减小输出功率B、减小输出谐波C、减小输出幅值D、增大输出幅值正确答案：B6.单相全控桥式整流电路大电感性负载中，控制角的最大移相范围是（）A、90°B、150°C、180°D、120°正确答案：A7.具有自关断能力的电力半导体器件称为（）A、不控型器件B、全控型器件C、半控型器件D、触发型器件正确答案：B8.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°～120°B、0°～150°C、30°～150°D、15°～125°正确答案：B9.单相半波可控整流电阻性负载电路中，控制角α的最大移相范围是（）A、150°B、90°C、120°D、180°正确答案：D10.单相全控桥式整流大电感负载电路中，控制角α的移相范围是（）A、90度-180度B、0度-90度C、0度D、180度-360度正确答案：B11.在晶闸管应用电路中，为了防止误触发，应使干扰信号的幅值限制在（）A、可靠触发区B、不触发区C、安全工作区D、不可靠触发区正确答案：B12.IGBT属于（）控制型元件。
电力电子技术练习题库与答案
电力电子技术练习题库与答案一、判断题（共100题，每题1分，共100分）1.双向晶闸管的结构与普通晶闸管一样，也是由四层半导体（P1N1P2N2）材料构成的。
（）A、正确B、错误正确答案：B2.给晶闸管加上正向阳极电压它就会导通（）A、正确B、错误正确答案：B3.逆变角太大会造成逆变失败。
（）A、正确B、错误正确答案：B4.降压斩波电路中二极管作用是续流。
（）A、正确B、错误正确答案：A5.螺栓式晶闸管的优点是散热性能好。
（）A、正确B、错误正确答案：B6.并联谐振逆变电路采用负载换流方式时，谐振回路不一定要呈电容性。
（）A、正确B、错误正确答案：B7.变频调速实际上是改变电动机内旋转磁场的速度达到改变输出转速的目的。
（）A、正确B、错误正确答案：A8.有源逆变装置是把逆变后的交流能量送回电网。
（）A、正确B、错误正确答案：A9.电力电子器件一般工作在开关状态，因此可以用理想开关模型来代替。
（）A、正确B、错误正确答案：A10.对三相桥式全控整流电路的晶闸管进行触发时，只有采用双窄脉冲触发，电路才能正常工作。
（）A、正确B、错误正确答案：B11.在单相全控桥电路中，晶闸管的额定电压应取U2。
（）A、正确B、错误正确答案：B12.无源逆变电路是把直流电能逆变成交流电能送给交流电网。
（）A、正确B、错误正确答案：B13.整流电路按电路结构不同分为零式电路和桥式电路。
（）A、正确B、错误正确答案：A14.变频器总是把直流电能变换成50Hz交流电能。
（）A、正确B、错误正确答案：B15.逆变失败，是因主电路元件出现损坏，触发脉冲丢失，电源缺相，或是逆变角太小造成的。
（）A、正确B、错误正确答案：A16.无源逆变指的是把直流电能转换成交流电能送给交流电网。
（）A、正确B、错误正确答案：B17.为减少自身损耗，提高效率，电力电子器件一般都工作在开关状态。
（）A、正确B、错误正确答案：A18.电感元器件对电流的变化起阻碍作用，在电路中通交阻直。
电力电子课后作业习题解析
《电力电子技术》习题解答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。
1.8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。
(b) 因为A VI A 2010200=Ω=, KP100的电流额定值为100Ａ，裕量达５倍，太大了。
（c ）因为A VI A 1501150=Ω=，大于额定值，所以不合理。
1.9 图题1.9中实线部分表示流过晶闸管的电流波形，其最大值均为I m ，试计算各图的电流平均值．电流有效值和波形系数。
图题1．9解：图(a)： I T(A V )=π21⎰πωω0)(sin t td I m =πmII T =⎰πωωπ2)()sin (21t d t I m =2m IK f =)(AV T T I I =1.57图(b)： I T(A V )=π1⎰πωω0)(sin t td I m =π2I mI T =⎰πωωπ2)()sin (1t d t I m =2m IK f =)(AV T T I I =1.11图(c)： I T(A V )=π1⎰ππωω3)(sin t td I m =π23I mI T =⎰ππωωπ32)()sin (1t d t I m = I mm I 63.08331≈+πK f =)(AV T T I I =1.26图(d)： I T(A V )=π21⎰ππωω3)(sin t td I m =π43I mI T =⎰ππωωπ32)()sin (21t d t I m = I mm I 52.06361≈+πK f =)(AV T T I I =1.78图(e)： I T(A V )=π21⎰4)(πωt d I m =8m II T =⎰402)(21πωπt d I m =22m IK f =)(AV T T I I =2.83图(f)： I T(A V )=π21⎰2)(πωt d I m =4m II T =⎰202)(21πωπt d I m =2m IK f =)(AV T T I I =21.12 如图题1.12所示，试画出负载R d 上的电压波形(不考虑管子的导通压降)。
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《电力电子技术》习题解答第2章 思考题与习题2.1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。
2.2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。
2.3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。
2.4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。
2.5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 +=。
2.6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。
2.7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。
2.8型号为KP100-3，维持电流I H =4mA 的晶闸管，使用在图题2.8所示电路中是否合理，为什么?(暂不考虑电压电流裕量)图题2.8答：（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，裕量达５倍，太大了。
（c ）A VI A 1501150=Ω=，大于额定值，所以不合理。
2.9 图题2.9中实线部分表示流过晶闸管的电流波形，其最大值均为I m ，试计算各图的电流平均值．电流有效值和波形系数。
图题2．9解：图(a)： I T(A V )=π21⎰πωω0)(sin t td I m =πmII T =⎰πωωπ2)()sin (21t d t I m =2mI K f =)(AV T T I I =1.57图(b)： I T(A V )=π1⎰πωω0)(sin t td I m =π2I mI T =⎰πωωπ2)()sin (1t d t I m =2m IK f =)(AV T T I I =1.11图(c)： I T(A V )=π1⎰ππωω3)(sin t td I m =π23I m I T =⎰ππωωπ32)()sin (1t d t I m = I mm I 63.08331≈+πK f =)(AV T T I I =1.26图(d)： I T(A V )=π21⎰ππωω3)(sin t td I m =π43I m I T =⎰ππωωπ32)()sin (21t d t I m = I mm I 52.06361≈+πK f =)(AV T T I I =1.78图(e)： I T(A V )=π21⎰40)(πωt d I m =8mI I T =⎰402)(21πωπt d I m =22m IK f =)(AV T T I I =2.83图(f)： I T(A V )=π21⎰20)(πωt d I m =4mI I T =⎰202)(21πωπt d I m =2mI K f =)(AV T T I I =22.10上题中，如不考虑安全裕量，问额定电流100A 的晶闸管允许流过的平均电流分别是多少? 解：按有效值相等原则，晶闸管流过有效值为1.57×100=157A(a)图波形系数为1.57，则有： 1.57)(AV T I ⨯=1.57⨯100A , I T(A V) = 100 A (b)图波形系数为1.11，则有： 1.11)(AV T I ⨯=1.57⨯100A , I T(A V)=141.4A (c)图波形系数为1.26，则有： 1.26)(AV T I ⨯=1.57⨯100A , I T(A V)=124.6A (d)图波形系数为1.78，则有： 1.78)(AV T I ⨯=1.57⨯100A , I T(A V)=88.2A (e)图波形系数为2.83，则有： 2.83)(AV T I ⨯=1.57⨯100A, I T(A V)=55.5A (f)图波形系数为2，则有： 2)(AV T I ⨯=1.57⨯100A , I T(A V)=78.5A 2.11某晶闸管型号规格为KP200-8D ，试问型号规格代表什么意义?解：KP 代表普通型晶闸管，200代表其晶闸管的额定电流为200A ，8代表晶闸管的正反向峰值电压为800V ，D 代表通态平均压降为V U V T 7.06.0<<。
2.12如图题2.12所示，试画出负载R d 上的电压波形(不考虑管子的导通压降)。
图题2.12 解：其波形如下图所示：2.13在图题2.13中，若要使用单次脉冲触发晶闸管T 导通，门极触发信号（触发电压为脉冲）的宽度最小应为多少微秒（设晶闸管的擎住电流I L =15mA ）？图题2.13解：由题意可得晶闸管导通时的回路方程：E Ri dtdi LA A=+ 可解得 )1(τtA e R E i --=， τ =RL=1要维持晶闸管导通，)(t i A 必须在擎住电流I L 以上，即31015)1(5.050--⨯≥-t e s t μ150101506=⨯≥-， 所以脉冲宽度必须大于150µs。
2.14单相正弦交流电源，晶闸管和负载电阻串联如图题2.14所示，交流电源电压有效值为220V 。
(1)考虑安全裕量，应如何选取晶闸管的额定电压？(2)若当电流的波形系数为K f =2.22时，通过晶闸管的有效电流为100A ，考虑晶闸管的安全裕量，应如何选择晶闸管的额定电流？图题2.14解：（1）考虑安全裕量, 取实际工作电压的2倍U T =220⨯2≈⨯2622V, 取600V （2）因为K f =2.22, 取两倍的裕量，则：2I T(A V)A 10022.2⨯≥得： I T(A V)=111(A) 取100A 。
2.15 什么叫GTR 的一次击穿?什么叫GTR 的二次击穿?答：处于工作状态的GTR ，当其集电极反偏电压U CE 渐增大电压定额BU CEO 时，集电极电流I C急剧增大（雪崩击穿），但此时集电极的电压基本保持不变，这叫一次击穿。
发生一次击穿时，如果继续增大U CE ，又不限制I C ，I C 上升到临界值时，U CE 突然下降，而I C继续增大（负载效应），这个现象称为二次击穿。
2.16怎样确定GTR 的安全工作区SOA?答：安全工作区是指在输出特性曲线图上GTR 能够安全运行的电流、电压的极限范围。
按基极偏量分类可分为：正偏安全工作区FBSOA 和反偏安全工作区RBSOA 。
正偏工作区又叫开通工作区，它是基极正向偏量条件下由GTR 的最大允许集电极功耗P CM 以及二次击穿功率P SB ，I CM ，BU CEO 四条限制线所围成的区域。
反偏安全工作区又称为GTR 的关断安全工作区，它表示在反向偏置状态下GTR 关断过程中电压U CE ，电流I C 限制界线所围成的区域。
2.17 GTR 对基极驱动电路的要求是什么？ 答：要求如下：（1）提供合适的正反向基流以保证GTR 可靠导通与关断， （2）实现主电路与控制电路隔离，（3）自动保护功能，以便在故障发生时快速自动切除驱动信号避免损坏GTR 。
（4）电路尽可能简单，工作稳定可靠，抗干扰能力强。
2.18在大功率GTR 组成的开关电路中为什么要加缓冲电路?答：缓冲电路可以使GTR 在开通中的集电极电流缓升，关断中的集电极电压缓升，避免了GTR 同时承受高电压、大电流。
另一方面，缓冲电路也可以使GTR 的集电极电压变化率dtdu和集电极电流变化率dtdi得到有效值抑制，减小开关损耗和防止高压击穿和硅片局部过热熔通而损坏GTR 。
2.19与GTR 相比功率MOS 管有何优缺点?答：GTR 是电流型器件，功率MOS 是电压型器件，与GTR 相比，功率MOS 管的工作速度快，开关频率高，驱动功率小且驱动电路简单，无二次击穿问题，安全工作区宽，并且输入阻抗可达几十兆欧。
但功率MOS 的缺点有：电流容量低，承受反向电压小。
2.20从结构上讲，功率MOS 管与VDMOS 管有何区别?答：功率MOS 采用水平结构，器件的源极S ，栅极G 和漏极D 均被置于硅片的一侧，通态电阻大，性能差，硅片利用率低。
VDMOS 采用二次扩散形式的P 形区的N +型区在硅片表面的结深之差来形成极短的、可精确控制的沟道长度（1~3m ）、制成垂直导电结构可以直接装漏极、电流容量大、集成度高。
2.21试说明VDMOS 的安全工作区。
答：VDMOS 的安全工作区分为：（1）正向偏置安全工作区，由漏电源通态电阻限制线，最大漏极电流限制线，最大功耗限制线，最大漏源电压限制线构成。
（2）开关安全工作区：由最大峰值漏极电流I CM ，最大漏源击穿电压BU DS 最高结温I JM 所决定。
（3）换向安全工作区：换向速度dtdi一定时，由漏极正向电压U DS 和二极管的正向电流的安全运行极限值I FM 决定。
2.22试简述功率场效应管在应用中的注意事项。
答：（1）过电流保护，（2）过电压保护，（3）过热保护，（4）防静电。
2.23与GTR 、VDMOS 相比，IGBT 管有何特点?答：IGBT 的开关速度快，其开关时间是同容量GTR 的1/10，IGBT 电流容量大，是同容量MOS 的10倍；与VDMOS 、GTR 相比，IGBT 的耐压可以做得很高，最大允许电压U CEM 可达4500V ，IGBT 的最高允许结温T JM 为150℃，而且IGBT 的通态压降在室温和最高结温之间变化很小，具有良好的温度特性；通态压降是同一耐压规格VDMOS 的1/10，输入阻抗与MOS 同。
2.24下表给出了1200V 和不同等级电流容量IGBT 管的栅极电阻推荐值。
试说明为什么随着电流容量的增大，栅极电阻值相应减小？答：对一定值的集电极电流，栅极电阻增大栅极电路的时间常数相应增大，关断时栅压下降到关断门限电压的时间变长，于是IGBT 的关断损耗增大。