哈工大学电力电子习题集1.2

2 电力电子器件（6）

第1章习题

第2部分：简答题

1. 什么是电力电子技术？

答：电力电子技术是应用于电力领域的电子技术，使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术。

2. 电能变换电路的有什么特点？机械式开关为什么不适于做电能变换电路中的开关？

答：电能变换电路在输入与输出之间将电压、电流、频率、相位、相数中的一相加以变换。

电能变换电路中理想开关应满足切换时开关时间为零，使用寿命长，而机械开关不能满足这些要求。

3. 电力电子变换电路包括哪几大类？

答：交流变直流——整流；直流变交流——逆变；直流变直流——斩波；

交流变交流——交流调压、变频。

第2章习题（1）

第2部分：简答题

1.电力电子器件是如何定义和分类的？同处理信息的电子器件相比，它的特点是什么？

答：电力电子器件是指可直接用于处理电能的主电路中，实现电能变换或控制的电子器件。

按照控制程度：不控型器件，半控型器件，全控型器件。

按驱动电路：电流驱动型，电压驱动型。

特点：处理的功率大，器件处于开关状态，需要信息电子电路来控制，需要安装散热片。

2.使晶闸管导通的条件是什么？

答：两个条件缺一不可：

（1）晶闸管阳极与阴极之间施加正向阳极电压。

（2）晶闸管门极和阴极之间必须加上适当的正向脉冲电压和电流。

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流过晶闸管的电流大于维持电流。

欲使之关断，只需将流过晶间管的电流减小到其维持电流以下，可采用阳极电压反向、减小阳极电压或增大回路阻抗等方式。

第2章习题（1）

第3部分：计算题

1.晶闸管在单相正弦有效值电压220V时工作,若考虑晶闸管的安全裕量,其电压定额应选多大?

解：晶闸管所承受的正、反向电压最大值为输入正弦交流电源电压的峰值311V；（注：电压峰值＝1.414*有效值）

取晶闸管的安全裕量为2倍，则晶闸管额定电压不低于：2×311V＝622V。

2.流经晶闸管的电流波形如题图1－41所示,其电流最大值为Im。试计算电流波形的平均值、有效值。若取安全裕量为2，问额定电流为100A的晶闸管，其允许通过的电流平均值和最大值为多少？

第2章习题（2）

第2部分：简答题

1.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能够通过门极关断的原因是其与普通晶闸管有如下区别：

设计α2较大，使晶体管V2控制灵敏，易于关断GTO。

导通时α1+α2更接近1，导通时接近临界饱和，有利门极控制关断，但导通时管压降增大。

多元集成结构，使得P2基区横向电阻很小，能从门极抽出较大电流。

2.试说明IGBT、GTR、GTO和电力MOSFET各自的优缺点。

答：GTR的容量中等，工作频率一般在10kHz以下，所需驱动功率较大，耐压高，电流大，开关特性好，。

GTO：容量大，但驱动复杂，速度低，电流关断增益很小，功耗达，效率较低。MOSFET器件工作频率最高，所需驱动功率最小，热稳定性好，但其容量较小、通态压降大，开通损耗相应较大，耐压低。

IGBT的容量和GTR的容量属同一等级，但属电压控制型器件，驱动功率小，工作频率高，通态压降低，输入阻抗高。