电力电子技术试题

1. 什么是电力电子技术？

答：应用于电力领域的、使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术。是一门与电子、控制和电力紧密相关的边缘学科。

2. 说“电力电子技术的核心技术是变流技术”对吗？

答：对。

3. 模拟电子技术和数字电子技术也是电力电子技术吗？

答：不是。

4. 举几例日常生活中应用电力电子技术的装置。

答：电动自行车的充电器，手机充电器，电警棍等。

5. 简答“开关电源”和“线性电源”的主要优缺点。

答：

开关电源：

优点：体积小、重量轻、效率高、自身抗干扰性强、输入和输出的电压范围宽、可模块化。

缺点：由于开关工作模式和高频工作状态，对周围设备有一定的干扰。需要良好的屏蔽及接地。

线性电源：

优点：电源技术很成熟，可以达到很高的稳定度，波纹也很小，而且没有开关电源具有的噪声干扰。

缺点：是需要庞大而笨重的变压器，所需的滤波电容的体积和重量也相当大，效率低。

将逐步被开关电源所取代。

6. 解释：不可控器件(说明导通和关断的条件)、半控型器件、全控型器件，并举出代表

性器件的名称。

答：

不可控器件：不用控制信号来控制其通、断。导通和关断取决于其在主电路中承受电压的方向和大小。典型器件：电力二极管

导通条件：正向偏置，即承受正向电压，且正向电压＞阀值电压。

关断条件：反向偏置，即承受反向电压。

半控型器件：用控制信号来控制其导通，一旦导通门极就失去控制作用。关断取决于其

在主电路中承受的电压、电流的方向和大小。典型器件：晶闸管

全控型器件：导通和关断均由电路的触发控制信号驱动（驱动状态需保持）。

典型器件：GTR、IGBT、POWER MOSFET。

7. 如图示的二极管伏安特性曲线，示意性地在坐标曲线上标注二极管的参数“反向击穿

电压UB”、“门槛电压UTO”、“正向导通电流IF”及其对应的“正向压降UF”、“反向

漏电流”。

答：

8. 教科书P42：第4题

图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，写出各波形的电流平均值I d1、I d2、I d3与电流有效值I1、I2、I3的计算表达式(不必计算出结果)。

解：

9. 依据教材P20图2-8，简要说明晶闸管的工作原理。

答：晶闸管的工作原理:

开通：在有阳极正向电压E A的情况下，驱动电路注入门极电流I G后，由于电源E A和晶闸管结构形成的电流I C1的正反馈作用，实现开通。

晶闸管开通后，如果保持阳极正向电压E A和晶闸管导通电流I K不变，停止驱动电流I G，晶闸管保持继续导通。

关断：去掉阳极正向电压EA,或给阳极施加反压，使流过晶闸管的电流I K降低到接近于零的某一数值以下才能关断。

门极驱动控制不能关断已导通的晶闸管,只能依靠外部电路实施关断。

10. 简述使晶闸管导通和关断的条件。

答：导通条件：承受正向电压，并由电路的触发信号驱动(在门极施加触发电流)。

关断条件：取决于其在主电路中承受的电压和电流状态。即利用外加反向电压使晶闸管的电流减小到近于零(小于维持电流)。

11．绘出①晶闸管、②MOSFET(含N、P沟道两种)、③GTR、④IGBT四个常见电力电子器件的电路符号,并标注它们的引脚代号和引脚名称。

答：

12. 解释AC-DC电路、AC-DC电路、DC-DC电路、AC-AC电路，并说明主要功能。

答：

AC-DC电路：交流变直流即整流电路。取交流电源供直流负载使用。

DC-AC电路：直流变交流即逆变电路。取直流电源供交流负载使用。

DC-DC电路：直流变直流电路。改变直流电源的电压，也可实现输入和输出之间的电气隔离作用。

AC-AC电路：交流变交流电路。可以改变交流电源的电压、频率、波形。

13. 把“?”改成答案和在括符中作出选择：单相桥式全控整流电路带电阻负载电路如下图，

设控制角=α。

正半周期间，电源电压相位小于α，四个晶闸管均(不导通/ 导通)。

①在u

2

正半周期间，在触发角 处触发VT? 和VT?，输出电流从电源a端到b端的流经②在u

2

回路是：？－？－？

负半周期间，电源电压相位小于α，四个晶闸管均(不导通/ 导通)。

③在u

2

负半周期间，在触发角 处触发VT?和VT?，输出电流从电源b端到a端的流经回④在u

2

路是：？－？－？

答：

①(不导通)。

②(VT1和VT4)。VT1－R－VT4

③(不导通)。

④(VT2和VT3)。VT3－R－VT2

14.单相全波可控整流电路带电阻负载的电路图如下。设控制角=α。

的两个正、负半周期间，各是哪个晶闸管工作，变压器哪个绕组中有电流？问：在电源u

2

答：

①在u

正半周期间，仅VT1工作，变压器二次绕组上半部分流过电流。

2

负半周期间，仅VT2工作，变压器二次绕组下半部分流过电流。

②在u

2

15. 下图三相二极管半波不控整流电路。

说明在ωt1和ωt2两个电角度时刻：

①哪个二极管导通？

②导通二极管向负载施加的电压是相电压或线电压(电压名称)？

③不导通的二极管，承受的是正向或反向电压？是相电压或线电压(电压名称)？

④变压器原、副边的接线方式是Δ型或Y型？

思路：任何时刻只有一只二极管导通给负载施加相电压，与该时刻相电压最高一相相连接的二极管导通。

解答：

①哪个二极管导通？

答：ωt1：VD2导通

ωt2：VD1或VD3导通