电力电子课后规范标准答案
电力电子课后部分答案文档
电力电子课后部分答案文档一、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。
9.试列举典型的宽禁带半导体材料.基于这些宽禁带半导体材料的电力电子器件在哪些方面性能优于硅器件？答：典型的是碳化硅、氮化镓、金刚石等材料。
具有比硅宽得多的禁带宽度，宽禁带半导体材料一般都具有比硅高的多的临界雪崩击穿电场强度和载流子饱和飘逸速度的，较高的热导率和相差不大的载流子迁移率，且具有比硅器件高的多的耐受高温电压的能力，低得多的通感电阻，更好的导热性能和热稳定性以及更浅的耐受高温的和射线辐射的能力，许多方面的性能都是成数量级的提高。
三、2. 单相半波可控整流电路对电感负载供电，L ＝20mH ，U 2＝100V ，求当α＝0?和60?时的负载电流I d ，并画出u d 与i d 波形。
解：α＝0?时，在电源电压u 2的正半周期晶闸管导通时，负载电感L 储能，在晶闸管开始导通时刻，负载电流为零。
在电源电压u 2的负半周期，负载电感L 释放能量，晶闸管继续导通。
因此，在电源电压u 2的一个周期里，以下方程均成立：t U tiL ωsin 2d d 2d =考虑到初始条件：当ωt ＝0时i d ＝0可解方程得：)cos 1(22d t L U i ωω-=-=πωωωπ202d )(d )cos 1(221t t LU I=LU ω22=2u d 与i d 的波形如下图：0π2πωtu 20π2πωtu d 0π2πωti d当α＝60°时，在u 2正半周期60?~180?期间晶闸管导通使电感L 储能，电感L 储藏的能量在u 2负半周期180?~300?期间释放，因此在u 2一个周期中60?~300?期间以下微分方程成立：t U tiL ωsin 2d d 2d =考虑初始条件：当ωt ＝60?时i d ＝0可解方程得：)cos 21(22d t L U i ωω-=其平均值为)(d )cos 21(2213532d t t L U I ωωωπππ-==L U ω222=11.25(A) 此时u d 与i d 的波形如下图：ωtu di d++ωtωtu 20α++3．单相桥式全控整流电路，U 2＝100V ，负载中R ＝2Ω，L 值极大，当α＝30°时，要求：①作出u d 、i d 、和i 2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I 2；③考虑安全裕量，确定晶闸管的额定电压和额定电流。
电力电子课后习题答案 6
第四章逆变电路1．无源逆变电路和有源逆变电路有何不同？答：两种电路的不同主要是：有源逆变电路的交流侧接电网，即交流侧接有电源。
而无源逆变电路的交流侧直接和负载联接。
2．换流方式各有那几种？各有什么特点？答：换流方式有4种：器件换流：利用全控器件的自关断能力进行换流。
全控型器件采用此换流方式。
电网换流：由电网提供换流电压，只要把负的电网电压加在欲换流的器件上即可。
负载换流：由负载提供换流电压，当负载为电容性负载即负载电流超前于负载电压时，可实现负载换流。
强迫换流：设置附加换流电路，给欲关断的晶闸管强迫施加反向电压换流称为强迫换流。
通常是利用附加电容上的能量实现，也称电容换流。
晶闸管电路不能采用器件换流，根据电路形式的不同采用电网换流、负载换流和强迫换流3种方式。
3．什么是电压型逆变电路？什么是电流型逆变电路？二者各有什么特点。
答：按照逆变电路直流测电源性质分类，直流侧是电压源的称为逆变电路称为电压型逆变电路，直流侧是电流源的逆变电路称为电流型逆变电路电压型逆变电路的主要特点是：①直流侧为电压源，或并联有大电容，相当于电压源。
直流侧电压基本无脉动，直流回路呈现低阻抗。
②由于直流电压源的钳位作用，交流侧输出电压波形为矩形波，并且与负载阻抗角无关。
而交流侧输出电流波形和相位因负载阻抗情况的不同而不同。
③当交流侧为阻感负载时需要提供无功功率，直流侧电容起缓冲无功能量的作用。
为了给交流侧向直流侧反馈的无功能量提供通道，逆变桥各臂都并联了反馈二极管。
电流型逆变电路的主要特点是：①直流侧串联有大电感，相当于电流源。
直流侧电流基本无脉动，直流回路呈现高阻抗。
②电路中开关器件的作用仅是改变直流电流的流通路径，因此交流侧输出电流为矩形波，并且与负载阻抗角无关。
而交流侧输出电压波形和相位则因负载阻抗情况的不同而不同。
③当交流侧为阻感负载时需要提供无功功率，直流侧电感起缓冲无功能量的作用。
因为反馈无功能量时直流电流并不反向，因此不必像电压型逆变电路那样要给开关器件反并联二极管。
电力电子课后习题解答
电力电子课后习题解答2、使晶闸管导通的条件是什么？答：使晶闸管导通的条件是：晶闸管承担正向阳极电压，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，试运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2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 值专门大，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的波形如以下图：7. 在三相半波整流电路中，假如a相的触发脉冲消逝，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α= 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？假如不是，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α=60°时，要求：①画出u d、i d和i VT1的波形；②运算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，假如有一个晶闸管不能导通，现在的整流电压u d波形如何？假如有一个晶闸管被击穿而短路，其他晶闸管受什么阻碍？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，那么当晶闸管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。
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电工电子学课后习题答案目录电工电子学课后习题答案 (1)第一章电路的基本概念、定律与分析方法 (2)练习与思考 (2)习题 (4)第二章正弦交流电 (14)课后习题 (14)第三章电路的暂态分析 (29)第四章常用半导体器件 (41)第五章基本放大电路 (43)第六章集成运算放大器及其应用 (46)第七章数字集成电路及其应用 (54)第八章Multisim简介及其应用 (65)第九章波形的产生与变换 (65)第十章数据采集系统 (67)第十一章直流稳压电源 (69)第十二章变压器与电动机 (71)第十三章电气控制技术 (77)第十四章电力电子技术 (80)第一章电路的基本概念、定律与分析方法练习与思考1.4.2（b）a1.4.2(c)ab 1.4.3（a）b552155ababUVR=+⨯==Ω1.4.3 (b)ab666426ababU VR=+⨯==Ω1.4.3 (c).*abR106510405ababU U VR=+=⨯+==Ω1.4.3 (d)ab124s su uI= I=912:23036absababKVL uuu VRI+- I==-6⨯=+1=3Ω3+61.4.4 (2)R242434311515155b bb bV V R R V V R R --I =I =-+I = I =12341243:b b b b b KCL V V V V R R R R V I =I +I +I +515-6- 5- = + +求方程中2121+9+9==50k 100k 9:=150k 100kb b b b b b b V V V V R R V V KCL V V 6-6-I =I = 6-+=b :650KI+100KI 9=01100KI=15 I=A10k 1=650k =1V10k KVL V -+--⨯习题1.1 （a ） 5427x A I =+-= （b ） 10.40.70.3x A I =-=- 20.30.20.20.1x A I =-++= (C) 40.230x ⨯I ==0.1A 6030.20.10.3x AI =+=2x 10⨯0.3+0.2⨯30I ==0.6A 1.510.30.60.9x A I =+=1.230.010.30.31A I =+=49.610.319.3A I =-=60.39.39.6AI =+=1.3114228P =-⨯=-ω发出功率211010P =⨯=ω 吸收功率 3428P =⨯=ω 吸收功率 4(110)10P =--⨯=ω 吸收功率=28=28P P ωω发吸=P P 吸发1.6612050606()12460120R R R mvV b V=== =⨯=+Ω（a) u u1.7（a ）144s u V =⨯=(b) 252209s s s I A u u V = -+-⨯= = 1.812221014102110s s u V I A=⨯+==-=-121428P =-⨯=-ω 210110P =-⨯(-)=ω1.91230.450.30.450.30.15I A I A I A= = =-=1233 6.341680.1510 6.34 6.3174.40.45x y u R I R ⨯===-⨯-==ΩΩ1.10(a): 2116u u V ==(b): 2516 1.6455u V =⨯=+ (c): 251.60.16455u V =⨯=+(d): 250.160.016455u V=⨯=+1.112211128.41p pR R u u VR R R +==++222112 5.64p R u u VR R R ==++1.12B A 630.563=0.51990.5199.5CD D D R R R ⨯==+=+=ΩΩΩ12342311055235 4.23.60.650.83.6I mA I mA I mA I mA I I =⨯= = =⨯==⨯==- 10199.5 1.995=15=510 1.9950.01995AD BD s u mV u mVP =⨯=⨯=-⨯=-ω1.13 (a)RAB(b)AB1.153Ω1.5Ω1.5611.53I A -==-+1.162Ω3Ω3I311302451010110532110202121621633311633s I A I I I I A I A I A I A+==+++=-=-==--=-=-+==⨯=+=⨯=+1.17Ω821222I A-==++1.181231113333222:00I I I KVL u I R I R I R I R u += -++= --+=12316622757575I I I ==0.213 ==0.08 ==0.2931.191321232123218:14020606041012n I I I KVL I I I I I A I A I A=+=+ -++= 5-== = =1122208066014045606018108u I Vu I VP P ==== =-⨯=-ω =-⨯=-ω 电压源发出功率电流源发出功率1.201212221232+10:0.81201160.400.4116408.759.37528.125n I I IKVL I I I I I A I A I A=+= -+-= -+== = =22120:1209.3751125116:120160.75101510:10428.1251175:28.12543078.125L V P V P A P R P I R =-⨯=-ω=-⨯=-ω =-⨯⨯=-ω ==⨯=-ω1.21122212220.523133427I I V V I V I V +=----====1.22suR R212460.14020s u I AR R ===++R sI 2422240.10.10.2200.30.14020s I A R I I AR R =+==⨯=⨯=++1.2331110.250.50.5111I A=⨯=+++sI3231120.50.50.5120.250.50.75I AI A =⨯⨯=++=+=1.24 (a)1231223123:01:2130120202:21204015,10,25KCL I I I KVL I I KVL I I I A I A I A++= -+-= --== = =-(b)开关合在b 点时，求出20V 电压源单独作用时的各支路电流：2Ω''1'2'3204422442206224202222442I AI AI A=-⨯=-+//+==+//=-⨯=-+//+所以开关在b 点时，各支路电流为：123154111061625227I A I A I A=-==+==--=-1.25（b ）等效变换3AAAB(3 2.5)211ab U V=+⨯=（c ）等效变换abb4A(42) 1.59ab U V=+⨯=1.26 戴维宁:1220110225122110255015a ab L u V R I A=⨯===⨯=+Ω诺顿：22022505252225225255015ab ab L I A R I A ====⨯=+Ω1.28(1) 求二端网络的开路电压：10410242ab U I V ⨯=-=-=10410242ab U I V ⨯=-=-=(2)求二端网络的等效内阻（电压源短路、电流源开路）24ab R R Ω==(3)得到戴维南等效电路+1R abU abR1120.15413ab ab U I A A R R ∴==≈+1.32 （a ）1231235050105205050105201007A A AA A AA I I I V V VI I I V V V V V=+-+===-+=+=- 2.3.2(a) 取电源为参考向量2()tan 6031=232R=3c C cC C U I R U I jX IR RIX X X X fc fc ••••==-====π∴π又 （b ）2()tan 603=23R=32c R CL L U I jX U I RIRIX X X fL fL••••0==∴==∴= π∴π又第二章 正弦交流电课后习题 2.3.2(a) 取电源为参考向量60ο2U •RU •U •I•2()tan 6031=2323c C cC C U I R U I jX IR R IX X X X fc fc ••••==-====π∴π又（b ）RU •2U •1U •I •60ο2()tan 603=23R=32c R CL L U I jX U I RIRIX X X fL fL••••0==∴==∴= π∴π又习题2.2111122334455,10sin(100045)45554510sin(100045)5513510sin(1000135)5513510sin(1000135)I j I i t A I AI j Ai t A I j A i t A I j A i t A•00•00•00•00=+ =∴=+==-=-=-=-+==+=--=-=-2.3（1）1••12126306308arctan =536=+=10)U V U V U U U V u t V••00•••00=∠ =∠ϕ= ∠83=ω+83(2)1210301060arctan1=45(4530)7520sin(75)I A I A I A i t A••00•0000=∠- =∠ ϕ= ∴=-+=-=ω-2.4(a) 以电流I•为参考向量•RU •10arctan =451014.145U V U V•0ϕ= ===（b ）以电流I•为参考向量CRU ••22280C RC U U U U V=+∴==1122sin()sin(90)sin(45)u t i t A i t A 00=ω=ω+=ω-(c) 以电流I•为参考方向•C(200100)9010090100U V U V•00=-∠=∠=（d ）以电压U•为参考方向I••RI•LI •3L I I A =∴==（e ） 以电压U•为参考方向•RI I •7.07I A ===（f ）以电压U•为参考方向•I •18L CL C I I I I I I A =-∴=+=2.5 （1）3)70,2314/31.470314100219.80309.9sin()310C L L L C L I t AI A f rad s X L U I j L V Vu t V•0••0-000=ω=∠ ω=π==ω=Ω=ω=∠⨯⨯⨯10∠90=∠9=ω+90（2）3309.9sin()3101274314100L L L Lu t V U I AL X 0-=ω+90===ω⨯⨯102.6 (1)6220022011796.22 3.1402200.28796.20.280.39sin()c c C c C c C c U V U VX C U I AX I i t A•0-•0=∠ ====Ωω⨯⨯5⨯4⨯10 ====∠90=ω+90(2)0.10796.279.6c U V•000=∠-6⨯∠-90⨯=∠-1502.9 (1))22002314/)100u t V U Vf rad s i t A I A0•00•0=ω+30=∠3ω=π==ω-30=∠-3（2）22002201110060.7250L UZ I X L mH•00•0∠3===∠6=+Ω∠-3∴===ωπ⨯（3）00220102200cos 22010cos601100sin 2200sin 601905varS UI V AP UI W ==⨯=•=ϕ=⨯⨯=ϕ=ϕ=⨯=2.10(1)2u电容两端f=HZ |Z |=2000Ω 1000以1I•为参考向量=-601cos 212sin 217072110.1c c cR k K X k X c uF c X ϕ=|Z |ϕ=⨯=Ω=-|Z |ϕ=-⨯(-=Ω=∴==ωω（2）电阻两端1U •U 2R U U ••=1I•c =-30cos =2k 1X =sin =-2K =210.16R c uFc ϕ=|Z |ϕΩ|Z |ϕΩ==ω—（—）10002.12CLCZ=R+(X )10VL C R X j U -=Ω=∣Z∣I =10⨯1=102.1300000006V 1002020)3000.47sin(100020)10000.4400100200.25400900.35sin(100070)11500C 100021010020R L L L L C c C U U Vu t i R t X L U I A jX i t A X U I jX •••-••=∣Z∣I =10⨯1=10=∠+===+=ω=⨯=Ω∠===∠-70∠=-===Ωω⨯⨯∠==-0000.20500900.28sin(1000110)c A i t A =∠11∠-=+000001111111()300400500.0030.00050.003991000.33300L cZ R jX jX j j j U I AZ ••=++- =+-+ =-=∠-∴Z =300∠∠20∴===∠11∠92.14U •以为参考向量I •LI •13022101010101045C L C LC L R RR C C C R C X X I I I I I I I UI A U RVRU RI I AX X I I I A I ••••••••=∴=∴=++=== ======+=∠∴=2.15(1)601301000251030405053CZ R jX j j -=- =-⨯⨯⨯ =-Ω=∠-Ω(2)000000000001000t-30V 1030()103040304090400120120)103050535008383)R S s C s C C s u i R I AU I jX Vu t VU I Z Vu t V •••••===∠-=-=∠-⨯∠-⨯∠- =∠-=-==∠-⨯∠-=∠-=-（）（3）00300103000400104000500105000cos -53=3009sin -53=-3993VarR S C C S S P U I WQ Q U I Var S UI V A P S W Q S ==⨯===-=-⨯=-==⨯=•==（）（）2.18U •U •222824123430.3108(12)(12)10681.5111=X 0.067=0.022C 10 1.510 4.5R L R L C C C C CC C U R I U L I L HU U U U U jU U V VU X I C F F ••••===Ωω===Ω===++ =+-∴8+-=∴= == 4.5Ω ==ω⨯⨯或1或或2.19 (a) (1)(2)10361823691243537j j Z j j j jj j j j ⨯-===Ω+Z =4-4-+ =-=∠-Ω0000010002000300040041000420100237537237483723749085323719025323729041274127 1.3337339041270.67376690U I A Z U V U V U V U V U I A j U I Aj ••••••••••∠===∠∠-=∠⨯=∠=∠⨯∠-=∠-=∠⨯∠-=∠-=∠⨯∠=∠∠===∠∠∠===∠∠(3)0cos 102cos(37)16P UI W =ϕ=⨯⨯-=(b) (1)10(4)(6)242.436102 2.443537j j Z j j j j j j j j ---===-Ω---Z =3.4+4+- =+=∠Ω(2)0000001002000300040041000420100237537237490237237483723790453237 2.490 4.81274.8127 1.2374904.81270.8376690U I A Z U V U V U V U V U I A j U I A j ••••••••••∠===∠-∠=∠-⨯3.∠=∠-=∠-⨯=∠-=∠-⨯2∠=∠=∠-⨯∠-=∠-∠-===∠--4∠-∠-===∠--∠-(3)0cos 102cos(37)16P UI W=ϕ=⨯⨯=2.2001221201115545(55)105-5)10100==10AZ 10A 10AZ=10+1045Z 141.4Z j j j Z j j U I j U I V V=-=-Ω-⨯10==Ω+∴=||∴=Ω∴=||==（读数为读数为2.23426014411111010101()11451()1222101011 1.50.5C L X C j j Z jj j X L Z j Z j-===Ωω⨯⨯⨯--===-=-+--=ω=⨯=Ω=++=-2.240000000100.5229010110.5110.5 1.1(10.5)22+2(10.5)2211+2212123 3.61c c c c R c R R L R L c U I A j U I AR I I I j A A U I R j j VU I j j j j j VU U U U j j j V P UI •••••••••••••••∠===∠90-∠-∠===∠0=+=∠90+∠0=+ =∠26.6==+⨯= ==+=-=- =++=+-++=+=∠56.3 =00os 3.61 1.1cos(W ϕ=⨯⨯56.3 -26.6)=3.452.29110012122 1.21cos cos =0.5112206024.5(tan -tan 1.21(1.7320.456)=10222 3.14502201 4.54220380 4.541727.3sin 177.3-=-VarR P KP UI UI PC U K uFP K I A U S UI V A S =ϕϕ==⨯∴ϕ=ϕ==ϕϕω- =⨯⨯⨯=====⨯=•ϕ=ϕ=⨯0.821408 ，，）（）2.30161212.5617.3712.671131.58250100102206.9131.85=25.15220==8.75A25.15cos=220cosRLRLCccRL CRL CRL cZ R j L jUIZZ jj cUI AZZ ZZ ZZ ZUIZP UI-=+ω=+=∠46.3Ω===Ω∣∣==-⨯=-Ωω⨯π⨯⨯⨯===∣∣//Z==∠14.4Ω+==ϕ⨯8.75⨯14.4总总=1864.5wcos=220sin=478.73wS=UI=220.75=1925V Acos0.9686Q UI=ϕ⨯8.75⨯14.4⨯8•ϕ=2.312202.22201002.2arccos0.837100378060PP LPPU VI I AUIZ j====|Z|===Ωϕ===∠=+ Ω2.32(1)861037220220221022PPPL PZ jU VUI AI I A=+=∠ Ω======|Z|==(2)220220220221038L P L P P L P U V U U V U I A I A= =====|Z |==(3)380380380381066L P L P P L P U V U U V U I A I A= =====|Z |==(4)220,380,Y 220N L L U V U V U V == =∆ 行，形2.33C0000000000038022022002200220022002201022002201002200220100220220220L P A B C A A B B C C N A B B U V U V U V U V U V U I AR U I AR U I A R I I I I •••••••••••••= =∣Z∣=10Ω=∠ =∠-12 =∠12 ∠===∠∠-12===∠-3∠-9∠12===∠3∠9=++=∠+∠-3+∠3设002260.1022104840A A P I R W=∠==⨯=2.34000312238380,2202205.838cos cos35.63054sin sin35.6=2290Var 3817cos 0.8L P P L P L L L L L L Z j U V U V U I I A Z P I W I S I V A =+=∠35.6======∣∣∴=ϕ==ϕ=ϕ==•ϕ=2.35380,1122L A B C U V R R R ==Ω==Ω，(1)00000000022222222002200220022002201122001002222010010010022111088A B C A A A B B B N A B B A A A B C C U V U V U V U I AR U I AR I I I I A P I R I R I R •••••••••••=∠ =∠-12 =∠12 ∠∴===∠∠12 ===∠12=++=∠+∠-12+∠12=∠=++=⨯+⨯22+10⨯22=设00W(2)0000000000017.3022017.3022017.30017.3017.30300AB AB B CA CAC B AB C CA A AB CA U I A R U I A R I I A I I AI I I A•••••••••••∠3===∠3∠15===∠15=-=-=∠-15===-=∠3-∠15=∠(3)0000008.6022228.60N A BC B C B C C I I U I I AR R I A••••••==⨯∠-9=-===∠-9++=∠9，2.3605.57760cos ==1018.3 5.59700320.7320.737256.6192.4L L L L I A P W U VS I V A Z = = ϕ0.8==⨯=•∣Z∣===Ω=∠=+ Ω2.3732.919380380L P P P L P I AI AU I V U U V=====|Z |====2.380000000000380=2200220022010100000220039.3039.3L A A A AB ABA A A A U V U V U I A R U I A R I A I I I AI A••'•'•'•''''•'''•••=∠∠∴===∠===∠3=⨯∠-3=∴=+=∠+=∠∴=设第三章电路的暂态分析3.1 (1)Uc22212111120(0)1000(0)(0)100(0)100100100(0) 1.0199(0)(0)1001000(0)0(0) 1.01c c c R R R R c t u U V t u u U V u V i A R u U u V u i A R i i i A--+-+++++++= == = === =====-=-=∴===-=-(2)+-Uci cu12121112222100()()1199()()1()()99()0()()99R R c c R U i i AR R u i R V u i R V i Au u V∞=∞===++∞=∞=∞=∞=∞=∞=∞=3.2 （1）换路前：0t-=434342341234123442123(0) 1.52(0) 1.51 1.5L c L R R R K R K R R R K i uA Ku i R uA K V --=+=Ω=Ω=+=Ω====⨯= （2）换路后0t +=(0)(0) 1.5(0)(0) 1.5L L c c i i mA u u V+-+-====412146 1.5(0) 2.2511(0)0(0)(0)(0) 2.25 1.50.75(0) 1.5 1.5 1.510c L L L i mAK Ki A i i i mA mA mA u i R mA K V++++++-==+==-=-==-=-⨯Ω=(2)t =∝R 4121236232c L L c L u Vi mAKi i mA i i u V(∝)=6⨯=(∝)==(∝)=(∝)=(∝)=0A (∝)=0A (∝)=03.3(1)求()c u +0 0(0)00(0)(0)0c c c t u V t u u V --+-+= ,= = ==(2)求()c u ∞()20c t u U V =∞,∞==（3）求τ2121212121661:112)22060.12R R K C C Z Z j cZ Z Z j c j c C C C C uF RC K s-==Ω//==ω=//==ωω(2∴=//==∴τ==Ω⨯20⨯10=(4)8.330.12()20(020)2020t t c u t ee V --=+-=-s/3.4t -=13K ΩR 60V(0)10660(0)(0)60c c c u m k V u u V-+-=⨯===0t +=13K ΩR c u36=5366060(0)125C K K R K K Ki mAR K +⨯=Ω+--===-Ω总总t =∝10mAR()0()0C Ci u ∝=∝=1R 3K ΩR[]20622100105521010()()(0)()060060()tc c c c t t R K RC K s u t u u u e ee V ----+--=Ωτ==Ω⨯⨯=⎡⎤∴=∝+-∝⎣⎦ =+-=[]210010()012012()t t c i t mA ee mA ---=+--=-60cu V/t s/t s/ci mA/-123.5（1）求(0),()c ci u++3131210(0)1005020(0)(0)505010050(0) 6.2544cc ccRt u U VR Rt u u VUi AR R--+-++= ,=⨯=⨯=+= ==--===++(2)求()()c ci u∞,∞,()0,()100c ct i A u U V=∞∞=∞==(3)求τ565612651021051021088210()0(6.250) 6.25()100(50100)10050t t c t t c R R R RC s i t ee A u t ee V -----⨯⨯--⨯⨯=+=Ωτ==⨯0.25=⨯∴=+-==+-=-3.60t -=+-2R 31i 2i c u +-1U11124(0)10544c R u u VR R -=⨯=⨯=++0t +=(0)(0)5c c u u V +-==+-2R 3R 1R cuci 2i U2212232250cc i i i U iR i R i R i R =+=++-= (0)0.625(0)0.3125c i mA i mA ++∴= =t =∝R 2R120312602244100100.4R R R R K K K R R R C K s-=+=Ω+Ω=Ω+τ==Ω⨯⨯=22122120.40.50.52.5 2.51()5 2.52()05()0.62544() 2.5(5 2.5)2.5 2.5()0(0.6250)()0.625(0.31250.625)c c t c t t c t t R u U VR R i U i mAR R K K u t e e Vi t e V e mAi t e -----∝=⨯=⨯=+∝=∝===+Ω+Ω∴=+- =+ =+-- =-0.625=+- 2.50.6250.3125t e mA- =-3.7650.250.10(0)0()2050100.2()20(020)2020(0.1)0.1(0.1)20207.870.1(0.1)7.87c c tt c c c t u t u U V RC K s u t ee V t s t u e V t u V++----⨯--++= = =∝ ∝==τ==Ω⨯4⨯=∴=+-=- ≤= =-== =U(0.1)(0.1)207.8712.13R c u U u V ++=-=-=()0R t u =∝ ∝=0600.11010.11010.10.1()0252254100.1()0(12.130)12.13(0.1)()20()()12.13(0.1)()20(7.8720)R t t R c t R c t c t u RR K R C K su t e e V t t u t U Vu t U u t e V t u t eV----+-+-=∝ ∝===Ωτ==Ω⨯⨯==+-= ≥=∝ ===-= ≥=+-3.836000.2100(0.2)0.0100.2,11010100.01(0.2)(0.2)100.2,(0.2)(0.2)10(0.2)(0.2)(0.2)01010,()0()0(100)10,0.20,(0)(0)0c i c i i c t t c i t RC s u u V t u u Vu u u V t u V u t ee V t t u u V ----++-+++-------=τ==⨯⨯⨯======∴=-=-=-=∞∞=∴=+--=-≥===001000.0100,(0)(0)0(0)(0)10,()0()0(100)10,00.2c i i t t t u u V u u V t u V u t ee V t +++++-======∞∞=∴=+-=≤≤u V/t s/3.9求(0)c u + ，(0),(0)BA V V ++0(6)0,(0)515250,(0)(0)1:10(0)125(0)660(0)0.31(0)6100.31 2.9(0)(0)1 1.9c c c B A B t u Vt u u VKVL i i i mA V V V V V-+++-++++++--==⨯=+===⨯++⨯--= =∴=-⨯= =-=求(),(),()cB A u V V ∞∞∞ 67127 2.3104.375106(6)()50.35 1.510525()6100.33()()()3 1.5 1.55(1025) 4.3754.37510010 4.37510() 1.5(1 1.5) 1.50.5() 1.5(1.9 1.5c B A B c t t c A u VV V V V u V R K RC s u t ee VV t -----⨯⨯--∞=⨯=⨯=++∞=-⨯=∞=∞-∞=-==//+=Ωτ==⨯⨯=⨯∴=+-=- =+-66662.310 2.3102.310 2.310) 1.50.4()3(2.93)30.1t t t t B e e V V t e e V-⨯-⨯-⨯-⨯=+ =+-=-3.10U L求(0)L i +31312331210.531040,(0)0.25150,(0)(0)0.24()0.3257.5()0.16215 3.7518.75100.5218.75()0.16(0.20.16)0.160.04L L L L t L U t i AR R t i i A U t i AR R R ii A R R R R L ms R i t ee ---++---⨯====++====∞,∞===+//+ ∞===+//=+=Ωτ===∴ =+-=+875t A3.11 (1)121212121212121212121)0.010.020.03(0),(0)0,(0)00,(0)(0)0(0)=(0)=0(),()6,()()2210.033,0.013()2(0L L L Z Z Z j L j L j L L L L L H i i t i A t i i A L i i A i i U t i i AR R L R R R sR i t ++--++-++=+=ω+ω=ω(+∴=+=+======∞∞=∞∞=∞===++=+=Ωτ===∴=+求断开：求1000.0110012)22()22t t t ee Ai t e A----=- =-（2）1010011112000.00512202020222500.022:()2()()26()320.010.0052()3(23)3:()2()()2()00.020.021()0(20)2tt tt L i t A i t i t A U i A R L s R i t e e AL i t A i t i t Ai A L s R i t ee A-+----+---= ==∞===τ====+-=- = ==∞=τ====+-=3.12100.1220(0),(0)101201(0)(0)10220(),()110110.20.111()110(10110)110100()30,0.02L c L L t t U i i AR R R i i A U i t i A R R L s R R i t e e Ai t A t s+-+---===++++==∞=∞,∞===++τ===++∴=+-=- ==求求3.131(40')400'1000,(0) 2.5400,(0)(0) 2.5(0) 2.5'(0),'80,()0,()0140'40'5%:()0(2.50) 2.5ln 0.05'40600.0360't R tR t i A t i i A u R V u V R t i A u VL sR R t i t ee R R --++-++--++=======- ⎢⎢≤200≤Ω=∞∞=∞=τ==++=+-=≥--=Ω∴Ω≤≤80Ω求对应+00,(0)0,0(0)06()1225014.425014.40,0.057625014.4250,0.0288500L L L L t t i A t i A t i mAL R R R s R s--+==>===∞∞==τ==+=τ===Ωτ==设时，开关闭合时，时，0.05760.05760.02880.02880,() 2.4(0 2.4) 2.4 2.4250,()2(012)12126()6,0.0288ln 0.0212:02500.02t t L t t L L R i t e e R i t e ei t mA t ms R ms----==+-=-==+-=-==-=∴~Ω~延时：0.0166第四章常用半导体器件4.2 (1)∴⨯∴去掉得优先导通则V 截止,,10,0,9109,19A B DA DB A F B D D U V U V D V D ====+(2)∴⨯∴∴ ∴∴ 去掉得优先导通则V 导通,,6, 5.8,96 5.4,191196 5.81195.596 5.59 5.8 5.590.410.21110.62A B DA DB A F B A F B F FF F FF A B A B D D U V U V D V D V V V V V V V VV VI mA I mAI I I mA ====+--+=--+==--=====+= (3)∴ ∴∴∴ 去掉得 优先导通,,5,5,551194.735 4.730.270.2710.54A B DA DB A B FFF F A B A B D D U V U V D D V V V V VI mA I mA I I I mA==--+==-====+=4.4LR->反向击穿241228,LZ RL ZLZ R U U U VR R U V ====+ RL-IU∴>80.08100:0.160.080.0880I ZR L Z R R L Z ZmU U I AR KCL I I I A mA I I -====-=-== 4.5LR -IU > ∴>2反向击穿=2100L IZ IL Z I R U U U R R U V U V=+L R-IU ∴∴∴⨯≤≤⨯∴⨯≤≤⨯∴≤≤3333:1010050050020500510301020510301050022.535R Z R L I Z ZZ LI Z I Z Z I I KCL I I I U U U I R R U I U I I U V U V----=+-=+-=+-=-4.6 (1)∆β∆∆β∆11122220500.80.410500.80.6C B C B I I I I ===-===-(2)ββ12184.50.43847.50.8--====第五章 基本放大电路5.2输出端等效电路-2U 0Ω∴∞ ∴Ω0'000'00'001,11111.1100L L LL R K U V R U U r R U r R U Vr ===+=+=== 5.4 (1)β125024026CCB BC B CE CC C C V I uAR I I mA U V I R V ?====-= （2）∴ ∴β012432640CCC CE C BV mAR I mA U V I I ======(3)1206C BE C CE U U U U V=?==5.6R-•+••（1）•••••ββββ⨯⨯011(1)(1)10020.98(1.41012)b cc u be Ei b be b E U I R R A r R U I r I R --===++++-==-+（2）()()•••••ββββ⨯⨯02211(1)(1)10120.9(1.41012)bEEu be Ei b be b E IR RU A r R U I r I R ++===++++==+（3）•••••∠0⨯∠0∠180 ω⨯∠0∠0ω 000011001000220210.9810.981.39sin(180)0.9910.991.4sin i u i u i U U A U u t mVU A U u t mV===-==+==== 5.7ΩΩβ⨯Ωβ⨯∴Ωβ∴⨯01200,20lg 20046512100,20lg10040510.0520122400052626200(1)200(120)74611007463.7320121 3.738.2u Li m C B CC B B be E Cu beu be C CE CC C C A dBmA U R K A dBI uA I I mAB V R K I mAr I RA r A r R K U V I R ==========?==++=++==-=-=-==-=-=7V 5.8分压偏置共射极放大电路（1）⨯⨯β212201236020301.52()12 1.5(32) 4.51.52560B B CC B B B BE C E E CE CC C C E CB R U V VR R V V I I mAR U V I R R V I I uA ===++--?===-+=-+==== (2)βΩ//⨯ΩΩ'026300(160) 1.361.5366088.21.361.363Lu bebe u i be R A r r K A r r K r R C K =-=++==-=-====5.9 (1)β⨯β⨯⨯⨯1295.2(1)755115095.2 4.7612(150)95.217.14CCB B EC B CE CC E E V I uAR R I I mA U V I R V===+++=====-+= (2)β⨯//⨯//ββΩ//β//⨯//1Ω//Ωβ''''0(1)51(11)0.98472.8451(11)(1)(1) 4.8626200(150)472.844.86(1)75472.84(150)(1)19.3472.84757510.741150Lu be LE B be i B be L be S R A r R I I mA r r R r R K r R r +===+++=+==++=轾=++犏臌轾=++=犏臌++===++第六章 集成运算放大器及其应用6.2（1）∴ ∴ ∴0000:i f f if L i LL ii i u u u u u u u u u u KCL R Ru u R R u R A uf u R+--++-==========（2）∴ ∴∴∴∴A 11''1'10''00100:(1)(1)i ii i f E E Ef F F I E EF E i EFc cc EE F EEc EFc F i Ei i u u u u u u i R R KCL i i u R i i R R u R i R R R R u i R u i R i i i i i R u R i R u R Ruf Au R R +-+-+=====-==-===-==-=-»=+=-+==+（3）00001i ii ii i u u u u u u u u u u u A uf u +-++---=========（4）∴∴∴∴11''033'''003013031000:i i i f f i fi ii i u u u u u u u i R R u u u i R R u u u u u i R KCL i i u u R R u R A uf u R +-++----+=====-==-==-====-==-==- 6.3(1)∴±±⨯±55520lg 100101313100.1310opp dm u A u A u U u V mVA -======(2)±⨯±5max 13100.0652dm idu I mA r -===6.4∴0201222102212222122112211111f ix A x A F A A x A F A A A x A A F A A F A F A F =++===++++6.5∴∴∴~Ω Ω∴~0101110066:6(1):01010:612FFFF i i u Vu u V u u u KCL R R R R u u u R R R K R K u V+-+-+----=====-==+=+=6.6(a) ∴改变对无影响00,0i iR iL u u u u u u u i i R R ui RR i +--+--======= (b) 改变对无影响00,0i iR L u u u i u i i RR i -+-=====6.7改变对无影响00000L i R L i R iiL u i R u u u i i u i R u i RRu i R R i +-+-=+==-===6.8作用时12,i i u u'0u 4u i u∴∴⨯'12012'12012000123()1()222i i F i i F i i u u u u u R R R u u u R VR R +-+-====++==-+=-+=-作用时34,i i u u''04R||∴∴∴34343434343434''012''0''034'''0000:()2:234737 5.52i i i i i i Fi i i i u u u u KCL R R R R u u u u u R R R R u u u KCL R R R u u u u u u u V u u u V +-+++---+-==--+=+=+=+-====+=+==+=-+=6.9。
电力电子技术课后答案
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。
I mI 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≈89.48 b) I m2≈6741.0I≈232.90,I d2≈0.5434 I m2≈126.56 c) I m3=2 I = 314, I d3=41I m3=78.5第2章整流电路3．单相桥式全控整流电路，U2＝100V，负载中R＝2Ω，L值极大，当α＝30°时，要求：①作出u d、i d、和i2的波形；晶闸管的额定电流为：I N＝（1.5~2）×27.57∕1.57＝26~35（A）具体数值可按晶闸管产品系列参数选取。
5．单相桥式全控整流电路，U2=100V，负载中R=2Ω，L值极大，反电势E=60V，当α=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，变压器二次侧电流有效值I2；③考虑安全裕量，确定晶闸管的额定电压和额定电流。
解：①u d、i d和i2的波形如下图：13．三相桥式全控整流电路，U 2=100V ，带电阻电感负载，R =5Ω，L 值极大，当α=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 。
解：①u、i 和i 的波形如下：，I d ＝（U d －E ）∕R解方程组得：U d ＝（πR 0.9U 2cos α＋2X B E ）∕（πR ＋2X B ）＝44.55（V ）ΔU d ＝0.455（V ） I d ＝4.55（A ）又∵即得出+cos(γ︒=0.479860)换流重叠角γ＝61.33°- 60°=1.33°最后，作出整流电压U d的波形如下：，u d、i VT1和i VT2的波形如下：U 二极管电流和变压器二次测电流的有效值分别为I VD ＝I d ∕3＝97.38∕3＝32.46（A ）I 2a ＝32I d ＝79.51（A ） u d 、i VD1和i 2a 的波形如下：γ＝63.35°－60°＝3.35°u d、I VT1和I VT2的波形如下：30．单相桥式全控整流电路、三相桥式全控整流电路中，当负载分别为电阻负载或电感负载时，要求的晶闸管移相范围分别是多少？答：单相桥式全控整流电路，当负载为电阻负载时，要求的晶闸管移相范围是0 ~ 180︒，当负载为电感负载时，要求的晶闸管移相范围是0 ~ 90︒。
电力电子课后答案
电力电子1．晶闸管导通的条件是什么？导通后流过晶闸管的电流由哪些因素决定？答：导通条件：（1）要有适当的正向阳极电压；（2）还要有适当的正向门极电压，且晶闸管一旦导通，门极将失去作用。
2．维持晶闸管导通的条件是什么？怎样使晶闸管由导通变为关断？答：流过晶闸管的电流大于维持电流I H 。
流过晶闸管的电流降低至小于维持电流。
3．型号为KP100—3，维持电流I H = 4mA 晶闸管使用在图1-32的各电路中是否合理,为什么？(暂不考虑电压、电流裕量)解：（a ）不合理∵mA I mA I H 4150100=〈== 晶闸管无法导通 ∴不合理（b ）不合理 ∵V U U V U RRM DRM TM 3003112202==〉=⨯= 晶闸管实际承受的电压超过晶闸管的额定电压。
∴不合理（c ）合理 ∵mA I A I H 41501150=〉== 且 A I A I Av T 15757.1150)(=⨯〈= 又V U U V U RRM DRM TM 300150==〈=∴晶闸管既能导通，又不超过额定值，使用合理。
（a ） (b)(c) (d)(e) (f)图1-33 习题6图6．图1-33中的阴影部分表示流过晶闸管的电流的波形，各波形的峰值均为I m ，试计算各波形的平均值与有效值各为多少？若晶闸管的额定通态平均电流为100A ，问晶闸管在这些波形情况下允许流过的平均电流I dT 各为多少？答：(a) πm I 2m I 100A (b) m I π22m I 141A (c) m I π43π43322+m I 89A (d)m I π23m I π8331+ 118A (e) 2m I 2m I 111A (f) m I 41m I 2178.5A．一电热装置（电阻性负载），要求直流平均电压75V ，负载电流20A ，采用单相半波可控整流电路直接从220V 交流电网供电。
试计算晶闸管的控制角α、导通角T θ及负载电流有效值并选择晶闸管元件（考虑2倍的安全裕量）。
《电力电子技术》课后答案完整版
GTO电压、电流容量大,适用于大功率场合,具有电导调制效应,其通流能力很强。电流关断增益很小,关断时门极负脉
冲电流大,开关速度低,驱动功率大,
驱动电路复杂,开关频率低。
电力
MOSFET
开关速度快,输入阻抗高,热稳定性好,所需驱动功率小且驱动电路简单,工作频率高,不存在二次击穿问题。通态电阻大,通态损耗大,电流容量
d I ,并画出d u与d i波形。
解: ︒=0α时,在电源电压2u的正半周期晶闸管导通时,负载电感L储能,在晶闸管开始导通时刻,负载电流为零。在电源电压2u的负半周期,负载电感L释放能量,晶闸管继续导通。因此,在电源电压2u的一个
周期里,以下方程均成立:
t U dt
di L
d
ωsin 22=考虑到初始条件:当0=t ω时0=d i可解方程得:
αα+两个等效晶体管过饱和而导通;121<
αα+不能维持饱和导通而关断。GTO之所以能够自行关断,而普通晶闸管不能,是因为GTO与普通晶闸管在设计和工艺方面有以下几点
图1-43晶闸管导电波形
不同:1多元并联集成结构使每个GTO元阴极面积很小,门极和阴极间的距离大为缩短,2P区的横向电阻很小,显著减小了横向压降效应,从而使从门极抽出较大的电流成为可能;
对于电感负载;~(απα+期问,单相全波电路中1VT导逼,单相全控桥电路中1VT、4VT导通,输出电压均与电源电压2U相等;2~(απαπ++期间,单相全波电路中2VT导通,单相全控桥电路中2VT、3VT导通,输出波形等于2U -。
可见,两者的输出电压相同,加到同样的负载上时,则输出电流也相同。
2.3单相桥式全控整流电路,V U 1002=,负载中Ω=20R ,L值极大,当︒=30α时,要求:①作出d u、
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第二章 电力电子器件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。
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。
4. 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。
π4π4π25π4a)b)c)图1-43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⎰20)(πωt d I m =41 I mI 3 =⎰202)(21πωπt d I m =21 I m5. 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=41 I m3=78.56. 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。
电力电子技术课后习题答案
第一章电力电子器件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U AK >0且U GK>0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。
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I1、I2、I3。
解：a) I d1=I1=b) I d2=I2=c) I d3=I3=.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 m1A, I d10.2717I m189.48Ab) I m2 I d2c) I m3=2I=314 I d3=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。
两个等效晶体管过饱和而导通；不能维持饱和导通而关断。
GTO之所以能够自行关断，而普通晶闸管不能，是因为GTO与普通晶闸管在设计和工艺方面有以下几点不同： l)GTO在设计时较大，这样晶体管V2控制灵敏，易于GTO关断；2)GTO导通时的更接近于l，普通晶闸管，而GTO则为，GTO的饱和程度不深，接近于临界饱和，这样为门极控制关断提供了有利条件；3)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。
《电力电子》课后习题答案
第 1 章 习题3. 把一个晶闸管与灯泡串联，加上交流电压，如图 1-37 所示图 1-37问：（1）开关 S 闭合前灯泡亮不亮？（2）开关 S 闭合后灯泡亮不亮？（3）开关 S 闭合一段时间后再打开，断开开关后灯泡亮不亮？原因是什么？答：（1）不亮；（2）亮；（3）不亮，出现电压负半周后晶闸管关断。
1） 开关 S 闭合前，灯泡不亮；因为晶闸管门极没有正向门极电压，故晶闸管不能导通。
2） 开关 S 闭合后灯泡亮；因为此时晶闸管门极加上了正向电压，而 U2 为交流电源，故只有当晶闸管阳极承受正向电压时，晶闸管才导通，当晶闸管阳极电压为负时，不导通；但在电源为工频交流的情况下， 灯泡表现为始终亮。
3） 开关 S 闭合一段时间后，再打开，灯泡不亮；因为当晶闸管阳极电压为负时，即使有正向的门极电压，也会使晶闸管很快关断（晶闸管关断时间只有约 40us ）；打开 S 后，即使晶闸管阳极承受正向电压，但因为门极没有正向电压，故晶闸管也不导通。
4. 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。
夏天工作正常、冬天工作不正常的原因可能是电路提供的触发电流偏小，夏天勉强能触发，到冬天则就不能满足对触发电流的要求了。
冬天正常、夏天不正常的原因可能 是晶闸管的维持电流小，冬天勉强能关断，到夏天不容易关断；或者，因所选用的晶闸管电压 偏低，到夏天管子转折电压与击穿电压值下降， 而造成硬开通或击穿。
5. 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）(a)(b)(c)图 1-38 习题 5 图答：（1）I d =10050 ⨯103= 0.002 A = 2mA < I H = 4mA故不能维持导通2 （2）I 2 =220= 15.56...I d = I 2 /1.57 = 9.9 A > I H 10 2而 U TM = 220 = 311V > U R故不能正常工作（3）I d =150/1=150A>I HI T =I d =150A<1.57×100=157A 故能正常工作16. 说明 GTO 的关断原理。
电力电子技术课后习题答案
电力电子技术课后习题答案The document was finally revised on 2021第一章 电力电子器件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U AK >0且U GK >0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。
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。
解：a) I d1=Im 2717.0)122(2Im )(sin Im 214≈+=⎰πωπππtI 1=Im 4767.021432Im )()sin (Im 2142≈+=⎰πϖπππwt d tb) I d2=Im 5434.0)122(2Im )(sin Im 14=+=⎰wt d t ππϖπI 2=Im6741.021432Im 2)()sin (Im 142≈+=⎰πϖπππwt d tc) I d3=⎰=2Im 41)(Im 21πωπt dI 3=Im 21)(Im 21202=⎰t d ωππ.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≈≈I A, ≈≈ I m2,90.2326741.0A I≈≈ I d2A I m 56.1265434.02≈≈c) I m3=2I=314 I d3=5.78413=m I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。
电力电子技术课后习题答案(第2—5章)
第2章 整流电路2. 2图2-8为具有变压器中心抽头的单相全波可控整流电路,问该变压器还有直流磁化问题吗?试说明:晶闸管承受的最大反向电压为22U 2;当负载是电阻或电感时，其输出电压和电流的波形与单相全控桥时一样。
答：具有变压器中心抽头的单相全波可控整流电路，该变压器没有直流磁化问题。
因为单相全波可控整流电路变压器二次侧绕组中，在正负半周上下绕组中的电流方向相反，波形对称，其一个周期内的平均电流为零，故不存在直流磁化的问题。
以下分析晶闸管承受最大反向电压及输出电压和电流波形的情况。
①以晶闸管VT2为例。
当VT1导通时，晶闸管VT2通过VT1与2个变压器二次绕组并联，所以VT2承受的最大电压为22U 2。
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α一样时，对于电阻负载：(O~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VTl 、VT4导通，输出电压均与电源电压U 2相等；( π~απ+)期间均无晶闸管导通，输出电压为0；(απ+~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－U 2。
对于电感负载： ( α~απ+)期间，单相全波电路中VTl 导通，单相全控桥电路中VTl 、VT4导通，输出电压均与电源电压U2相等； (απ+~2απ+)期间，单相全波电路中VT2导通，单相全控桥电路中VT2、VT3导通，输出波形等于-U2。
可见，两者的输出电压一样，加到同样的负载上时，那么输出电流也一样。
2.3.单相桥式全控整流电路，U 2=100V ，负载中R=20Ω，L 值极大，当α=︒30时，要求：①作出U d 、I d 、和I 2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I 2；③考虑平安裕量，确定晶闸管的额定电压和额定电流。
解：①Ud 、Id、和I2的波形如以下图：②输出平均电压Ud 、电流Id、变压器二次电流有效值I2分别为：Ud =0.9U2cosα=0.9×100×cos︒30＝77.97〔V〕Id＝Ud/R=77.97/2=38.99(A)I2=Id=38.99(A)③晶闸管承受的最大反向电压为：2U2=1002=141.4(V) -考虑平安裕量，晶闸管的额定电压为：UN=(2~3)×141.4=283~424(V)详细数值可按晶闸管产品系列参数选取。
电力电子课后习题答案-部分
2-11试列举你所知道的电力电子器件，并从不同的角度对这些电力电子器件进行分类。
目前常用的控型电力电子器件有哪些答：1. 按照器件能够被控制的程度，分为以下三类：（1）半控型器件：晶闸管及其派生器件（2）全控型器件：IGBT,MOSFET，GTO,GTR（3）不可控器件:电力二极管2. 按照驱动信号的波形（电力二极管除外）（1）脉冲触发型：晶闸管及其派生器件（2）电平控制型：（全控型器件）IGBT,MOSFET，GTO,GTR3. 按照器件内部电子和空穴两种载流子参与导电的情况分为三类：（1）单极型器件：电力MOSFET，功率SIT,肖特基二极管（2）双极型器件：GTR,GTO,晶闸管，电力二极管等（3）复合型器件：IGBT,MCT,IGCT 等4.按照驱动电路信号的性质，分为两类：（1）电流驱动型：晶闸管，GTO，GTR 等（2）电压驱动型：电力MOSFET,IGBT 等常用的控型电力电子器件：门极可关断晶闸管, 电力晶闸管，电力场效应晶体管，绝缘栅双极晶体管。
2-15 对晶闸管触发电路有哪些基本要求晶闸管触发电路应满足下列要求：１）触发脉冲的宽度应保证晶闸管的可靠导通；２）触发脉冲应有足够的幅度，对户外寒冷场合，脉冲电流的幅度应增大为器件最大触发电流的3-5倍，脉冲前沿的陡度也需增加，一般需达到1-2A/US。
３）所提供的触发脉冲应不超过晶闸管门极的电压、电流和功率定额，且在门极伏安特性的可靠出发区域之内。
４）应有良好的抗干扰性能、温度稳定性及与主电路的电气隔离。
2-18 ＩＧＢＴ、ＧＴＲ、ＧＴＯ和电力ＭＯＳＦＥＴ的驱动电路各有什么特点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。
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6
第5章逆变电路1．无源逆变电路和有源逆变电路有何不同？答：两种电路的不同主要是：有源逆变电路的交流侧接电网，即交流侧接有电源。
而无源逆变电路的交流侧直接和负载联接。
2．换流方式各有那几种？各有什么特点？答：换流方式有4种：器件换流：利用全控器件的自关断能力进行换流。
全控型器件采用此换流方式。
电网换流：由电网提供换流电压，只要把负的电网电压加在欲换流的器件上即可。
负载换流：由负载提供换流电压，当负载为电容性负载即负载电流超前于负载电压时，可实现负载换流。
强迫换流：设置附加换流电路，给欲关断的晶闸管强迫施加反向电压换流称为强迫换流。
通常是利用附加电容上的能量实现，也称电容换流。
晶闸管电路不能采用器件换流，根据电路形式的不同采用电网换流、负载换流和强迫换流3种方式。
3．什么是电压型逆变电路？什么是电流型逆变电路？二者各有什么特点。
答：按照逆变电路直流测电源性质分类，直流侧是电压源的称为逆变电路称为电压型逆变电路，直流侧是电流源的逆变电路称为电流型逆变电路电压型逆变电路的主要特点是：①直流侧为电压源，或并联有大电容，相当于电压源。
直流侧电压基本无脉动，直流回路呈现低阻抗。
②由于直流电压源的钳位作用，交流侧输出电压波形为矩形波，并且与负载阻抗角无关。
而交流侧输出电流波形和相位因负载阻抗情况的不同而不同。
③当交流侧为阻感负载时需要提供无功功率，直流侧电容起缓冲无功能量的作用。
为了给交流侧向直流侧反馈的无功能量提供通道，逆变桥各臂都并联了反馈二极管。
电流型逆变电路的主要特点是：①直流侧串联有大电感，相当于电流源。
直流侧电流基本无脉动，直流回路呈现高阻抗。
②电路中开关器件的作用仅是改变直流电流的流通路径，因此交流侧输出电流为矩形波，并且与负载阻抗角无关。
而交流侧输出电压波形和相位则因负载阻抗情况的不同而不同。
③当交流侧为阻感负载时需要提供无功功率，直流侧电感起缓冲无功能量的作用。
因为反馈无功能量时直流电流并不反向，因此不必像电压型逆变电路那样要给开关器件反并联二极管。
电力电子课后习题答案
第五章 直流-直流交流电路1．简述图5-1a 所示的降压斩波电路工作原理。
答：降压斩波器的原理是：在一个控制周期中，让V 导通一段时间t on ，由电源E 向L 、R 、M 供电，在此期间，u o ＝E 。
然后使V 关断一段时间t off ，此时电感L 通过二极管VD 向R 和M 供电，u o ＝0。
一个周期内的平均电压U o ＝E t t t ⨯+offon on。
输出电压小于电源电压，起到降压的作用。
2．在图5-1a 所示的降压斩波电路中，已知E =200V ，R =10Ω，L 值极大，E M =30V ，T =50μs ,t on =20μs ,计算输出电压平均值U o ，输出电流平均值I o 。
解：由于L 值极大，故负载电流连续，于是输出电压平均值为U o =E T t on =5020020⨯=80(V) 输出电流平均值为I o =R E U M o -=103080-=5(A)3．在图5-1a 所示的降压斩波电路中，E =100V ， L =1mH ，R =0.5Ω，E M =10V ，采用脉宽调制控制方式，T =20μs ，当t on =5μs 时，计算输出电压平均值U o ，输出电流平均值I o ，计算输出电流的最大和最小值瞬时值并判断负载电流是否连续。
当t on =3μs 时，重新进行上述计算。
解：由题目已知条件可得：m =E E M =10010=0.1τ=RL =5.0001.0=0.002 当t on =5μs 时，有ρ=τT =0.01αρ=τont =0.0025由于11--ραρe e =1101.00025.0--e e =0.249>m 所以输出电流连续。
此时输出平均电压为U o =E T t on =205100⨯=25(V) 输出平均电流为I o =R E U M o -=5.01025-=30(A) 输出电流的最大和最小值瞬时值分别为I max =R E m e e ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-----ραρ11=5.01001.01101.00025.0⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-----e e =30.19(A)I min =R E m e e ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---11ραρ=5.01001.01101.00025.0⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---e e =29.81(A) 当t on =3μs 时，采用同样的方法可以得出：αρ=0.0015由于11--ραρe e =1101.0015.0--e e =0.149>m 所以输出电流仍然连续。
电力电子课后答案(1)
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。
2.15 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。
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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U AK >0且U GK >0 1.2 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 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Im ,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解:a) Id1=Im 2717.0)122(2Im )(d )(sin Im 214≈+∏=∏⎰∏∏t t ωω I1=Im 4767.021432Im )()sin (Im 2142≈∏+=∏⎰∏∏wt d t ϖ b) Id2=Im 5434.0)122(Im )(sin Im 14=+∏=∏⎰∏∏wt d t ϖ I2=Im 6741.021432Im 2)()sin (Im 142≈∏+=∏⎰∏∏wt d t ϖ c) Id3=⎰∏=∏20Im 41)(Im 21t d ω I3=Im 21)(Im 21202=∏⎰∏t d ω1.4.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Id1、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I T(A V)=100A 的晶闸管,允许的电流有效值I=157A,由上题计算结果知a) Im135.3294767.0≈≈I A, Id1≈0.2717Im1≈89.48A b) Im2,90.2326741.0A I ≈≈ Id2A 56.1262Im 5434.0≈≈ c) Im3=2I=314 Id3=5.783Im 41=1.5.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。
121＞αα+两个等效晶体管过饱和而导通；121＜αα+不能维持饱和导通而关断。
GTO 之所以能够自行关断,而普通晶闸管不能,是因为GTO 与普通晶闸管在设计和工艺方面有以下几点不同：l)GTO 在设计时2α较大,这样晶体管V2控制灵敏,易于GTO 关断;2)GTO 导通时21αα+的更接近于l,普通晶闸管5.121≥+αα,而GTO 则为05.121≈+αα，GTO 的饱和程度不深,接近于临界饱和,这样为门极控制关断提供了有利条件;3)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。
1.6.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。
1.7.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。
1.8.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。
1.9.试说明IGBT、GTR、GTO和电力MOSFET各自的优缺点。
解:对ⅠGBT、GTR、GTO和电力MOSFET的优缺点的比较如下表：1.10什么是晶闸管的额定电流？答：晶闸管的额定电流就是它的通态平均电流，国标规定：是晶闸管在环境温度为40。
C和规定的冷却状态下，稳定结温不超过额定结温所允许的最大工频正弦半波电流的平均值。
1.11为什么要限制晶闸管断电电压上升律du/dt?答：正向电压在阻断状态下，反向结J 2相当的一个电容加在晶闸管两端电压上升率过大，就会有过大的充电电流，此电流流过J 3,起到触发电流的作用，易使晶闸管误触发，所以要限制du/dt 。
1.12．为什么要限制晶闸管导通电流上升率di/dt?答：在晶闸管导通开始时刻，若电流上升过快，会有较大的电流集中在门集附近的小区域内，虽然平均电流没有超过额定值，但在小的区域内局部过热而损坏了晶闸管，所以要限制通态di/dt.1.13电力电子器件工作时产生过电压的原因及防止措施有哪些？答：产生原因：a. 由分闸,合闸产生的操作过电压b. 雷击引起的雷击过电压c. 晶闸管换相过程中产生的换相电压。
并联续流=集管令控元件的换相时产生的换相电压措施：压触发电阻，交流侧RC 抑制电路，直流侧RC 控制电路，直流侧RC 抑制电路，变压器屏蔽层，避雷器，器件关断过电压RC 抑制电路。
第2章 整流电路2..1.单相半波可控整流电路对电感负载供电,Z =20mH,U 2=100V ,求当︒=0α时和︒60时的负载电流Id,并画出Ud 与Id 波形。
解: ︒=0α时,在电源电压U2的正半周期晶闸管导通时,负载电感L 储能,在晶闸管开始导通时刻,负载电流为零。
在电源电压U2的负半周期,负载电感L 释放能量,晶闸管继续导通。
因此,在电源电压U2的一个周期里,以下方程均成立:t U dtdi L d ωsin 22= 考虑到初始条件：当0=t ω时id=0可解方程：）－（＝t cos 1LU22Id ωω⎰∏∏=2)(dtcos1LU2221Id tωωω）－（)(51.22U22AL==ωUd与Id的波形如下图：当a=︒60时,在U2的正半周期︒60~︒180期间, 晶闸管导通使电惑L储能,电感L储藏的能量在U2负半周期︒180~︒300期间释放,因此在U2的一个周期中︒60~︒300期间，以下微分方程成立：tUdtdiL dωsin22=考虑到初始条件：当︒=60tω时id=0可解方程得：id=)cos2122tdtUω－（其平均值为Id=⎰∏∏=-∏35322)25.11L2U2)()cos21(221AtdtLU（＝ωωωω此时Ud与id的波形如下图：2. 2图2-9为具有变压器中心抽头的单相全波可控整流电路,问该变压器还有直流磁化问题吗?试说明:①晶闸管承受的最大反向电压为22U2;②当负载是电阻或电感时，其输出电压和电流的波形与单相全控桥时相同。
答:具有变压器中心抽头的单相全波可控整流电路,该变压器没有直流磁化的问题。
因为单相全波可控整流电路变压器二次侧绕组中,正负半周内上下绕组内电流的方向相反，波形对称, 其一个周期内的平均电流为零,故不会有直流磁化的问题。
以下分析晶闸管承受最大反向电压及输出电压和电流波形的情况。
①以晶闸管VT2为例。
当VT1导通时,晶闸管VT2通过VT1与2个变压器二次绕组并联,所以VT2承受的最大电压为22U2。
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α相同时,对于电阻负载;(O~α)期间无晶闸管导通,输出电压为0；(α~∏)期间,单相全波电路中VT1导通,单相全控桥电路中VTl、VT4导通,输出电压均与电源电压U2相等;( ∏~∏+α)期间均无晶闸管导通,输出电压为0;( ∏+α~2∏)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。
对于电感负载;( α~∏+α)期间,单相全波电路中VTl导通,单相全控桥电路中VTl、VT4导通,输出电压均与电源电压U2相等;( ∏+α~2∏+α)期间,单相全波电路中VT2导通,单相全控桥电路中VT2、VT3导通,输出波形等于-U2。
可见,两者的输出电压相同,加到同样的负载上时,则输出电流也相同。
30时,2.3.单相桥式全控整流电路,U2=100V,负载中R=20Ω,L值极大当α=︒要求:①作出Ud、Id、和I2的波形;②求整流输出平均电压Ud、电流Id,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。
解:①Ud、Id、和I2的波形;如下图:②输出平均电压Ud、电流Id,变压器二次电流有效值I2分别为30＝77.97（V）Ud=0.9U2cosα=0.9×100×cos︒Id＝Ud/R=77.97/2=38.99(A)I2=Id=38.99(A)③晶闸管承受的最大反向电压为:2U2=1002=141.4(V) - 考虑安全裕量，晶闸管的额定电压为:U N=(2~3)×141.4=283~424(V)具体数值可按晶闸管产品系列参数选取。
流过晶闸管的电流有效值为:I VT=Id/2=27.57(A)晶闸管的额定电流为:I N=(1.5~2)×27.57/1.57=26~35(A)‘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:2.5.单相桥式全控整流电路,U2 =100V,负载R=20Ω,L值极大,反电势E=60V,当时,要求:①作出Ud、Id和I2的波形;②求整流输出平均电压Ud、电流Id,变压器二次侧电流有效值I2;③考虑安全裕量,确定晶闸管的额定电压和额定电流。