电力电子技术期末复习考试题及其答案

第一章复习题

1.使晶闸管导通的条件是什么？

答：当晶闸管承受正向电压时，仅在门极有触发电流的情况下晶闸管才能导通。

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：（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）若要使已导通的晶闸管关断，只能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.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：（1）GTO在设计时，a2较大，这样晶体管v2控制灵敏，易于GTO关断；

（2）GTO导通时a1+a2的更接近于1，普通晶闸管a1+a2≥1.5，而GTO则为约等于1.05，GTO的饱和程度不深，接近于临界饱和，这样为门极控制提供了有利条件；

（3）多元集成结构每个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。

4．如何防止电力MOSFET因静电感应引起的损坏？

答：（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。

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。

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。

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。

（第7题答案）

复合而成。

14、1、双向晶闸管的图形符号是，三个电极分别是第一阳极T1，第二阳极

T2和门极G；双向晶闸管的的触发方式有 I+、 I-、III+、 III .。

15、一般操作过电压都是瞬时引起的尖峰电压，经常使用的保护方法是RC过电压抑制电路而对于能量较大的过电压还需要设置非线性电阻保护，目前常用的方法有雪崩二极管和金属氧化物压敏电阻。

1、双反星形可控整流电路与三相桥式全控整流电路相比有何主要不同？

答：双反星形可控整流电路与三相桥式全控整流电路相比，在采用相同晶闸管的条件下，双反星形电路的输出电流可大一倍。

2、指出造成逆变失败的几种主要原因？

答：（1）触发电路工作不可靠，不能适时、准确地给各晶体管分配脉冲，如脉冲丢失、脉冲延时等，致使晶闸管不能正常换相，使交流电源电压和直流电动势顺向串联，形成短路。

（2）晶闸管发生故障，在应该阻断期间，器件失去阻断能力，或在应该导通期间，器件不能导通，造成逆变失败。

（3）在逆变工作时，交流电源发生缺相或突然消失，由于直流电动势Em的存在，晶闸管仍可导通，此时交流器的交流侧由于失去了同直流电动势极性相反的交流电压，因此直流电动势将通过晶闸管使电路短路。

（4）换相的裕量角不足，引起换相失败，应考虑变压器漏抗引起重叠角对逆变电路换相的影响。

3、实现有源逆变必须满足哪两个必不可少的条件？

答：（1）要有直流电动势，其极性须和晶闸管的导通方向一致，其值应大于变流电路直流侧的平均电压。

（2）要求晶闸管的控制角a＞π/2，使Ud为负值。

4、晶闸管触发的触发脉冲需要满足哪几项基本要求？

答：、A:触发信号应有足够的功率。

B：触发脉冲应有一定的宽度，脉冲前沿尽可能陡，使元件在触发导通后，阳极电流能迅速上升超过掣住电流而维持导通。

C：触发脉冲必须与晶闸管的阳极电压同步，脉冲移相范围必须满足电路要求。

5、实现正确触发的同步定相的方法步骤有哪些？

答：A：根据不同触发电路与脉冲移相范围的要求，确定同步信号电压us与对应晶闸管阳极电压之间的相位关系。

B：根据整流变压器TS的接法与钟点数，以电网某线电压作参考矢量，画出整流变压器二次侧也就是晶闸管阳极电压的矢量。再根据A确定同步信号U S与晶闸管阳极电压的相位关系，画出对应的同步相电压矢量和同步线电压的矢量。

C：根据同步变压器二次线电压矢量位置，定出同步变压器TS的钟点数和接法。只需把同步变压器二次电压Usu、Usv、Usw分别接到VT1，VT3，VT5管的触发电路；Us(-U)、Us(-v)、Us(-w)分别接到VT4、VT6、VT2的触发电路，与主电路的各个符号完全对应，即能保证触发脉冲与主电路同步。

6、单相桥式半控整流电路，电阻性负载。当控制角α=90º时，

画出：负载电压u d、晶闸管VT1电压u VT1、整流二极管VD2电压u VD2，在一周期内的电压波形图