电力电子技术第八章第九章部分课后习题答案(南航)复习课程
No-9-2电力电子技术-ch1,2习题
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：1.414×220=311V； 取晶闸管的安全裕量为2， 则晶闸管额定电压不低于2×311＝622V。
6
题解1.5、1.6
1-5/6 图中阴影部分表示 流过晶闸管的电流波形， 其最大值为Im。试计算晶 闸管的电流平均值Id、有 效值IT及波形系数Kf； 若选用KP-100型晶闸 管，不考虑安全裕量。试 计算上述4种电流波形下 晶闸管能承受的平均电流 是多少?对应的电流最大 值Im各是多少?
R t E i (1 e L ) 15 103 R 0.5 t 50 (1 e 0.5 ) 100(1 et ) 15 103 0.5 et 0.99985
最后解得：
t 150 106 ＝150uS
5题解1.4ຫໍສະໝຸດ 1-4 在图b电路中，电源电压有效值为220v,问晶闸 管承受的正反向电压最高是多少？考虑安全裕量 为2，其额定电压应如何选取。
T
αmin
6
2 20 12.9 A
整流管（最大）？ αmin 续流管（最大）？ αmax
I DC 122.24
I D I T 12.9 A
122 .24
20
180 20 16.48A
21
S U 2 I 2 95.2718.3 1.7kVA
3 计算变压器容量 I 2 2 IT 18.3A I2max=？
1 求U2 min 30，U
U2
d
80V
Ud 80 95.27V 0.451 cos 0.451 cos30
2 计算各元件的电流有效值（最大）
《电力电子技术》课后复习题(附答案)
电力电子技术课后复习题（全面）1、电力电子技术是一种利用电力电子器件对电能进行控制、转换、和传输的技术。
2、电力电子技术包括电力电子器件、电路和控制三大部分。
3、电力电子技术的基本转换形式和功能：整流电路----AC/DC----整流器直流斩波----DC/DC----斩波器逆变电路----DC/AC----逆变器交流电路----AC/AC----变频器4、电力电子器件是指在可直接用于处理电能的主电路中，实现电能的变换或控制的电子器件。
5、广义上，电力电子器件也可分为电真空器件和半导体器件。
6、按照器件能够被控制电路信号所控制的程度的程度进行分类：不可控器件---------电力二极管（功率二极管PD）半控型器件---------晶闸管(SCR)全控型器件---------电力晶体管（GTR）7、全控型器件也称自关断器件。
代表元件：门极可关断晶闸管（GTO）、电力晶体管（GTR）、电力场效应晶体管（MOSFET）、绝缘栅双极晶体管（IGBT）。
8、按照驱动电路加在器件控制端和公共端之间信号的性质进行分类：电流驱动型：晶闸管、门极可关断晶闸管、电力晶体管等。
电压驱动型：电力场效应晶体管、绝缘栅双极晶体管等。
9、按照器件内部电子和空穴两种载流子参与导电的情况分类：双极型器件:电力二极管、晶闸管、门极可关断晶闸管、电力晶体管单极型器件：电力场效应晶体管。
复合型器件：绝缘栅双极晶体管。
10、功率二极管（PD）又称电力二极管，也称半导体整流器。
其基本结构与普通二极管一样。
有螺栓型和平板型两种封装。
正平均电流I F(A V): 电流最大有效值I 11．功率二极管的测试：用万用表的Rx100或Rx1测量。
【注】严禁用兆欧表测试功率二极管。
选择二极管时要考虑耗散功率。
不可控器件------功率二极管（电力二极管）12、功率二极管的主要类型：普通二极管、快速恢复二极管、肖特基二极管。
13、半控型器件----晶闸管（SCR）是硅晶体闸流管的简称，又称为可控硅整流器。
电力电子技术第八章第九章部分课后习题答案(南航)
电力电子技术第八章第九章部分课后习题答案(南航)+-U ce E R c R b u bQ i cu bei b i bu beU ce =0U ce ＞1Vi cu 0E c R cE c(I b )I b 4＞I b 3＞I b 2＞I b 1截止区放大区饱和区(a)(b)(c)I b =0解：30)1(=β取Ω=⎪⎭⎫⎝⎛===-=-=====-=-==8.2603.05.855.110603.03009.1809.1811.12000.1b b bS b b b bes b b CSbs C CES C CSCES R R i i ODF R R U U i Ai i A R U E ，i U β时W I U P I I cs ces C b CS f 09.1809.180.1)3(68.25.809.18)2(=⨯===⎪⎭⎫ ⎝⎛==β强制电流增益8-9电路总电流为20A ，用两个MOSFET 管并联分担，一个管子的U DS1=2.5V ，另一个是U DS2=3V 。
如用串联源极电阻（a ）R S1=0.3Ω，R S2=0.2Ω及（b ）R S1=R S2=0.5Ω来均流，求每个晶体管电流和两管漏极电流之差。
解：E，U S DS=接地设A R U E R U E S DS S DS 202211=-+-（1）时Ω=Ω=2.0,3.021S S R R202.033.05.2=-+-E E V E 2.5= A I A I D D 11,921==AI I D D 212-=-漏极电流差，12D D I I>（2）5.021==S S R R205.035.05.2=-+-E E 75.7=EA I A I D D 5.9,5.1021==AI I D D 112=-漏极电流差，21D D I I>补充题：①IGBT 的SOA 构成？答：IGBT 的正偏安全工作区与场效应晶体管相似，由I CM 、U (BR)ceo 和等功耗线决定的。
南航电力电子技术.习题课.课后习题详解丁道宏PPT课件
选晶闸IT管 a v 2定 A,UR额 R M10V 00
14
题2-3：
• 如图所示具有变压器中心抽头的单相双半波可 控整流电路，请画出α=45º时电阻性负载及大 电感负载下，输出电压ud和SCR承受的电压uT 波形
15
1个T导通时，另一个承受的电压？
2个T都截止，承受的电压？
电阻负载
u2
ud id iT1 iT2
min11.23
额并计算变压器次级容 量。
的变1化 1 .23 ~1 范 8 0 围 18 0，取 ma x 18 ， 0m in0
， 取 m i1 n .2 1 3 m a6 x.8 6
13
晶闸管承受最 正大 反值 2 间 U2为 电压
晶闸管流过IT 电 流 2有 Id效2 值 U Rd
当U2<0,续流二极管导通, Ud＝0
1.414U2
U d 2 1 2 U 2 si td n t 2 12 U 2 co t s2 U 2 • 1 c 2os 12
U d 2 1 2 U 2 si td n t 2 12 U 2 co t s2 U 2 • 1 c 2os
17
电阻负载
u2
ud id iT1 iT2 UT1
UT2
在电感负载
18
Any Question ?
19
习题2-6
• 单相桥式全控整流电路大电感负载，已知 U2=100V，R=10Ω，α=45°
• （1）负载端不接续流二极管D，计算输出整 流电压、电流平均值及晶闸管电流有效值
• （2）负载端接续流二极管D，计算输出整流 电压、电流平均值及晶闸管、续流二级管电流 有效值。画出ud、id、iT、iD及变压器次级电流 i2的波形。
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。
电力电子技术课后题答案
0-1.什么是电力电子技术?电力电子技术是应用于电力技术领域中的电子技术；它是以利用大功率电子器件对能量进行变换和控制为主要内容的技术。
国际电气和电子工程师协会（IEEE）的电力电子学会对电力电子技术的定义为：“有效地使用电力半导体器件、应用电路和设计理论以及分析开发工具，实现对电能的高效能变换和控制的一门技术，它包括电压、电流、频率和波形等方面的变换。
”0-2.电力电子技术的基础与核心分别是什么?电力电子器件是基础。
电能变换技术是核心.0-3.请列举电力电子技术的 3 个主要应用领域。
电源装置;电源电网净化设备;电机调速系统;电能传输和电力控制;清洁能源开发和新蓄能系统;照明及其它。
0-4.电能变换电路有哪几种形式?其常用基本控制方式有哪三种类型?AD-DC整流电;DC-AC逆变电路;AC-AC交流变换电路;DC-DC直流变换电路。
常用基本控制方式主要有三类：相控方式、频控方式、斩控方式。
0-5.从发展过程看，电力电子器件可分为哪几个阶段? 简述各阶段的主要标志。
可分为：集成电晶闸管及其应用；自关断器件及其应用；功率集成电路和智能功率器件及其应用三个发展阶段。
集成电晶闸管及其应用：大功率整流器。
自关断器件及其应用：各类节能的全控型器件问世。
功率集成电路和智能功率器件及其应用：功率集成电路（PIC），智能功率模块（IPM）器件发展。
0-6.传统电力电子技术与现代电力电子技术各自特征是什么?传统电力电子技术的特征：电力电子器件以半控型晶闸管为主，变流电路一般为相控型，控制技术多采用模拟控制方式。
现代电力电子技术特征：电力电子器件以全控型器件为主，变流电路采用脉宽调制型，控制技术采用PWM数字控制技术。
0-7.电力电子技术的发展方向是什么?新器件：器件性能优化，新型半导体材料。
高频化与高效率。
集成化与模块化。
数字化。
绿色化。
1-1.按可控性分类，电力电子器件分哪几类?按可控性分类，电力电子器件分为不可控器件、半控器件和全控器件。
(完整word版)电力电子技术.课后习题答案.南航.丁道宏
第一章第1章 思考题与习题1.1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。
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。
1.3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。
1.4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。
1.5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 +=。
1.6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。
1.7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。
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。
电力电子技术课后习题答案
电力电子技术课后习题答案1. 什么是开关电源？通过高频开关的方式控制电源输出电流、电压的一种电源设备，它具有功率密度高、体积小、效率高等优点。
开关电源分为交流输入和直流输入两种类型，广泛应用于计算机、通讯设备、电子仪器等领域。
2. 开关电源的工作原理是什么？开关电源的核心是开关管，通过开关管的导通和截止，在高频条件下实现将输入电压转换成所需的输出电压。
开关电源主要包含三个部分：输入级、差分放大器和输出级。
输入级通过整流电路对输入电压进行整流，得到一个大于输出电压的电压，经过输入滤波电容器的滤波得到一个较为稳定的电压；差分放大器将输入电压转换成与参考电压相比的误差信号，该信号经过反馈电路和脉宽调制信号一起作用在开关管上，从而控制开关管导通和截止。
输出级将开关管产生的脉冲转换成所需要的输出电压和输出电流。
3. 什么是磁性元器件？磁性元器件是指通过磁性相互作用实现电能和磁能之间的相互转换，完成电子设备中能量的传递、变换和存储的器件，可以分为电感和变压器两种类型。
其中，电感是一种利用磁性材料制成的元器件，具有阻抗大、耐久性好、噪音小等特点；变压器则是能将一个交流电信号转换为另一个电信号的元件，不仅可以实现电压变换，还可以实现电流变换。
4. 在开关电源中，变压器和电感作用有什么不同？在开关电源中，变压器和电感都是采用磁性元器件来实现电能和磁能之间的相互转换。
不同的是，变压器主要用于电源输出和驱动，能够将一个交流电信号转换为另一个电信号，实现电压变换和电流变换；而电感则主要用于滤波器中，能够平滑输出电流，起到稳定输出电压和抑制噪声等作用。
5. 什么是PWM调制？PWM调制是一种通过改变脉冲宽度来调制输出电压的方式，在开关电源中广泛应用。
可以通过改变脉冲宽度和频率来控制输出电压和电流。
调制周期内，脉冲电压的平均值与输入电压成比例，即输出电压。
6. 为什么需要输入滤波电容器？输入滤波电容器是开关电源中的关键元件之一，它可以将输入电源提供的交流信号滤波，使其变成一个较为稳定的直流电信号，避免高频干扰对开关电源产生不良影响，从而起到保护开关管和保证稳定输出电压的作用。
电力电子技术课后部分习题参考答案
电力电子技术课后部分习题参考答案1电力电子技术部分复习题参考答案一、略二、图1所示的单相桥式整流电路中，V U 2202=、触发角°=30a ，负载为阻感负载，电感L 的值极大，W =5R 。
1、绘制输出电压d u 、输出电流d i 、变压器副边电流2i 的波形；2、计算输出电压d u 、输出电流d i 的平均值3、计算晶闸管的电流有效值。
VT1VT2VT4VT3udi du RL1u 2i图1 答案：答案：1．波形绘制．波形绘制du2 2．电路参数计算）．电路参数计算）)(47.17130cos 2209.0cos 9.02V U U d =°´´=××=a)(29.34547171A RU I d d ===78.022047.171222===××=U U I U I U d d d l3 3．电路参数计算．电路参数计算 )(25.242A I I d T ==三、图2所示的三相半波可控电路中，相电压V U 2202=、触发角°=30a ，反电动势V E 30=，电感L 的值极大，W =15R 。
1 1、计算输出电压、计算输出电压d u 、输出电流d i 的平均值、的平均值、a a 相的电流a i 的有效值；2 2、绘制输出电压、绘制输出电压d u 、输出电流d i 、a 相的电流a i 的波形的波形b a cVT1VT2VT3di R LEai du T图2答案：答案： 1．电路参数计算)(91.22230cos 22017.1cos 17.12V U U d =°´´=××=a)(86.12153091.222A RE U I d d =-=-=)(43.7386.123A I I d a ===2．波形绘制四、三相全控桥式整流电路带反电动势阻感负载，已知：负载电阻W =1R ，电感=µd L ，相电压V U 2202=，mH L B 1=，当反电动势V E 400=，控制角α=120=120°或逆变角β°或逆变角β°或逆变角β=60=60=60°时，°时，请计算输出电压平均值d U 、输出电流平均值d I 和换相重叠角g 。
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。
最新电力电子技术.课后习题答案.南航.丁道宏
第一章第1章思考题与习题1.1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。
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。
1.3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。
1.4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。
1.5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 qt t t 。
1.6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。
1.7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。
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HAImA KV I 250100，所以不合理。
《电力电子技术》课后习题答案
《电力电子技术》课后习题答案《电力电子技术》课后习题答案1.什么是电力电子技术？电力电子技术是指利用电子器件和电力电子装置来控制、调节和转换电能的一门技术。
它包括了电力电子器件的设计与应用、电力电子装置的控制与调节以及电力电子系统的设计和优化等方面的内容。
2.电力电子技术的应用领域有哪些？电力电子技术在工业、交通、通信、农业、家庭等领域都有广泛的应用。
常见的应用包括变频调速、UPS电源、电力传输与分配、电动汽车、太阳能和风能发电等。
3.什么是电力电子器件？电力电子器件是指能够实现电力电子技术所需功能的电子器件。
常见的电力电子器件包括二极管、晶闸管、场效应管、双向晶闸管等。
4.什么是晶闸管？晶闸管是一种具有双向导电性的电力电子器件，它由四层半导体材料组成，具有控制极、阳极和阴极三个电极。
晶闸管的主要作用是实现电流的单向导通和双向导通。
5.什么是PWM调制技术？PWM调制技术是一种通过改变脉冲宽度来实现信号调制的技术。
在电力电子技术中，PWM调制技术常用于实现电力电子装置的输出电压和电流的调节和控制。
6.什么是变频调速技术？变频调速技术是通过改变电机的供电频率来实现电机转速调节的一种技术。
在电力电子技术中，常用的变频调速技术包括直流调速、感应电动机调速和永磁同步电动机调速等。
7.什么是电力传输与分配？电力传输与分配是指将电能从发电厂传输到用户的过程，以及在用户之间进行电能分配的过程。
在电力电子技术中，常用的电力传输与分配技术包括高压直流输电和电力变压器调压等。
8.什么是电动汽车？电动汽车是指使用电能作为动力源的汽车。
电动汽车的主要部件包括电池组、电机和电力电子控制系统等。
9.什么是太阳能和风能发电？太阳能和风能发电是利用太阳能和风能将其转化为电能的过程。
太阳能发电主要通过太阳能电池板将太阳能转化为直流电能，而风能发电则通过风力发电机将风能转化为交流电能。
10.电力电子技术的发展趋势是什么？电力电子技术的发展趋势主要包括功率密度的提高、效率的提高、可靠性的提高和智能化的发展等。
电子技术第八章课后习题答案
第八章习题参考答案8-1 对应图8-47所示的各种情况，分别画出F的波形。
a） b）c） d)图8-47 题8-1图解各输出F的波形如题8=1解图所示。
（c）8-2 如果“与”门的两个输入端中，A为信号输入端，B为控制端。
设A的信号波形如图8-48所示，当控制端B=1和B=0两种状态时，试画出输出波形。
如果是“与非”门、“或”门、“或非”门则又如何分别画出输出波形，最后总结上述四种门电路的控制作用。
图8-48 题8-2图解各种门电路的输出波形如图5－4所示。
与门它们的控制作用分别为：（1）与门：控制端B为高电平时，输出为A信号；控制端B为低电平时，输出为低电平。
（2）与非门：控制端B为高电平时，输出为A信号；控制端B为低电平时，输出为高电平。
（3）或门：控制端B为高电平时，输出为高电平；控制端B为低电平时，输出为A信号。
（4）或非门：控制端B为高电平时，输出为低电平；控制端B为低电平时，输出为A信号。
8-3 对应图8-49所示的电路及输入信号波形，分别画出F1、F2、F3、F4的波形。
a) b) c) d)e)图8-49 题8-3图解各电路的输出波形题8-3解图所示。
8-4 化简下列逻辑函数（方法不限） 1）DF++=A+BDCAC2）DA(CF+D=C+++BCDAADCCD)3）D F+(A++B++=CCABDBD)B(A)D4）EABCF+D++=EACDDBCDEA解 1）DC A BD C A B A D C C A B A DD C C A B A F +++=+++=+++=+++=（反复利用吸收率）2）DC D C D C B D C D C D C A D C A D C B D C A D C A DC AD C A D C B D)C D (C A F +=++=++++=++++=（合并同类项）或DC D C D C A D C B D C D C DC AD C A D C B D)C D (C A F +=+++=++++=3）BDC A C BD C B A D AB D BD C A C BD C B A D B A DBD C A C BD)B A ()D B A (F ++++=++++++=+++++= 再利用卡诺图，如题8-4解图（a ）所示。
电力电子技术课后答案与复习资料
电力电子技术复习资料1.1 电力技术、电子技术和电力电子技术三者所涉及的技术内容和研究对象是什么？三者的技术发展和应用主要依赖什么电气设备和器件？答：电力技术涉及的技术内容：发电、输电、配电及电力应用。
其研究对象是：发电机、变压器、电动机、输配电线路等电力设备，以及利用电力设备来处理电力电路中电能的产生、传输、分配和应用问题。
其发展依赖于发电机、变压器、电动机、输配电系统。
其理论基础是电磁学(电路、磁路、电场、磁场的基本原理)，利用电磁学基本原理处理发电、输配电及电力应用的技术统称电力技术。
电子技术，又称为信息电子技术或信息电子学，研究内容是电子器件以及利用电子器件来处理电子电路中电信号的产生、变换、处理、存储、发送和接收问题。
其研究对象:载有信息的弱电信号的变换和处理。
其发展依赖于各种电子器件（二极管、三极管、MOS管、集成电路、微处理器电感、电容等）。
电力电子技术是一门综合了电子技术、控制技术和电力技术的新兴交叉学科。
它涉及电力电子变换和控制技术技术，包括电压（电流）的大小、频率、相位和波形的变换和控制。
研究对象：半导体电力开关器件及其组成的电力开关电路，包括利用半导体集成电路和微处理器芯片构成信号处理和控制系统。
电力电子技术的发展和应用主要依赖于半导体电力开关器件。
1.2 为什么三相交流发电机或公用电网产生的恒频、恒压交流电，经电压、频率变换后再供负载使用，有可能获得更大的技术经济效益？答：用电设备的类型、功能千差万别，对电能的电压、频率、波形要求各不相同。
为了满足一定的生产工艺和流程的要求，确保产品质量、提高劳动生产率、降低能源消耗、提高经济效益，若能将电网产生的恒频、恒压交流电变换成为用电负载的最佳工况所需要的电压、频率或波形，有可能获得更大的技术经济效益。
例如：若风机、水泵全部采用变频调速技术，每年全国可以节省几千万吨以上的煤，或者可以少兴建上千万千瓦的发电站。
若采用高频电力变换器对荧光灯供电，不仅电-光转换效率进一步提高、光质显著改善、灯管寿命延长3～5倍、可节电50%，而且其重量仅为工频电感式镇流器的10%。
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电力电子技术第八章第九章部分课后习题答案(南航)补充题：SOA 的构成？答：功率晶体管的SOA 由四部分组成。
1) 集电极最大允许电流I eM2) 基极开路，集电极—发射极之间的最高允许电压U (BR)ceo 3) 晶体管集电极最大允许功率损耗P CM 4) 二次击穿电流水平I S/B功率场效应管的SOA 由三部分组成 1) 漏—源击穿电压U (BR)DS 2) 等功耗线P DM 3) 最大允许漏极电流I DM8-5图8-5中晶体管的β可在8~40间选择。
R C =11Ω，电源电压E C =200V ，基极输入电压U B =10V 。
如果U CES =1.0V 和U BES =1.5V 。
求：（a ）过驱动系数ODF=5时R B 的值；（b ）强制β值；（c ）晶体管功率损耗P C 。
c截止区饱和区(a)(b)(c)解：30)1(=β取Ω=⎪⎭⎫ ⎝⎛===-=-=====-=-==8.2603.05.855.110603.03009.1809.18110.12000.1b b bS b b b bes bb CSbs CCES C CSCES R R i i ODF R R U U i A i i A R U E ，i U β时W I U P I I cs ces C b CS f 09.1809.180.1)3(68.25.809.18)2(=⨯===⎪⎭⎫⎝⎛==β强制电流增益 8-9电路总电流为20A ，用两个MOSFET 管并联分担，一个管子的U DS1=2.5V ，另一个是U DS2=3V 。
如用串联源极电阻（a ）R S1=0.3Ω，R S2=0.2Ω及（b ）R S1=R S2=0.5Ω来均流，求每个晶体管电流和两管漏极电流之差。
解：E ，U S DS=接地设A R U E R U E S DS S DS 202211=-+- （1）时Ω=Ω=2.0,3.021S S R R 202.033.05.2=-+-E E V E 2.5=A I A I D D 11,921==A I I D D 212-=-漏极电流差，12D D I I >（2）5.021==S S R R 205.035.05.2=-+-E E 75.7=EA I A I D D 5.9,5.1021==A I I D D 112=-漏极电流差，21D D I I >补充题：①IGBT 的SOA 构成？答：IGBT 的正偏安全工作区与场效应晶体管相似，由I CM 、U (BR)ceo 和等功耗线决定的。
由于IGBT 含有GTR 的特性，在某些情况下也会出现二次击穿的问题。
②何为掣住效应，有何措施避免？答：当集电极电流在到一定程度，R b 上的压降使NPN 晶体管导通，从而进入正反馈状态而失去控制作用，成为晶闸管状态，这就是所谓掣住效应或栓锁效应。
针对掣住效应的原因，有两种措施：①在关断时，IGBT 由导通转为截止，受到重加集电极电压上升率的限制。
过大的电压上升率会引起掣住效应。
措施：仔细设计缓冲电路，降低集电极电压上升率tu d d 。
②在导通期间，负载发生短路，IGBT 的集电极电流急剧增大，如不加限制，就可能进入掣住状态。
措施：设计保护检测电路，检测集电极电压，若其升高，则减小U GE ，抬高U CE ，从而降低I C 。
③拖尾现象如何产生？答：IGBT 有两种载流子参与导电，少数载流子需要复合时间IGBT 的开关速度就变慢了。
同时，在关断时不能用加反向电压强迫少数载流子加快复合来缩短开关时间，少数载流子消失由少子寿命决定，这就出现IGBT 特有的关断时电流拖尾现象。
9-1降压式变换器电路如图，输入电压为27V ±10%，输出电压为15V ，最大输出功率为120W ，最小输出功率为10W 。
若工作频率为30kHz ，求（1）占空度变化范围；（2）保证整个工作范围电感电流连续时电感值；（3）当输出纹波电压ΔU 0=100mV 时滤波电容值；（4）电感临界连续电流为4A 时电感量，及最小输出时的占空度；（5）如线圈电阻为0.2Ω，在最低输入电压，最大功率输出时最大占空度和效率。
解：（1）iU U D 0=%7.61~%5.50:%5.501.12715%7.61%902715max 0min min 0max 的范围D U U D U U D i i =⨯===⨯==（2）00I U P =，00U P I =A U P I A U P I 67.03215108151200min min00max max 0=======A I I G 32min 0==)1(2D D LTU I i G -=0min0min 0min(1)2(1)(1)22i Oo U TD D L I U D D U D D fI fI -=--==()min 0min33(1)21510.5050.1851022301030.1856o U D I H mH--=⨯-==⨯⨯⨯⨯=（3）Ci U Lf D D U C ∆-=28)1(Ci i iU Lf U U U U U ∆⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=20081，%11027max ⨯=i i U U 取FmFμ6.550556.0101001030101856.08%11027151153623==⨯⨯⨯⨯⨯⨯⎪⎭⎫⎝⎛⨯-=-- （4）A I G 4= )1(2D D LTU I i G -=G i I D TD U L 2)1(-=，maxmin i U U D D =取mH031.030421.12715115=⨯⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯-⨯=时A I W P 32,1000==，3.249.027min =⨯=i U()2max 0min 0411D I I U U G i +=()0max 0024U U I U I D i G -=()()0823.0153.2423.2410031.0103015328433000=-⨯⨯⨯⨯⨯⨯=-=-U U L TU i i287.0=D（5）Ω=2.0R ，V U i 3.249.027=⨯=，W P 1200=，A I 8151200==68.03.2482.01500=⨯+=+=i U RI U D%4.9082.0120120200=⨯+=+=损P P P y9-2升压式变换器另外两种接法如图9-2(a)，晶体管工作在工关状态，电感电流连续，占空度为D ，求10U U 。
i t解：Q 导通时，ONL T iL t i L Ui 1111d d ∆==11L UiT i ON=∆Q 关断时，OFFL T iL t i LU Ui ∆==-d d 0OFF T Li 02=∆ i1max×N1=i2max×(N1+N2) I1min×N1=i2×(N1+N2)12112N N N i i +=∆∆又 ()221211N N N L L += 可得：DDN N D N D D N N D D N N N U U i -•+-=-+=+-+=112111)1(21111210解法2： （磁通平衡，伏秒面积相等） Qon 时， 0111onT i on i U U dt DT N N ∆Φ==⎰ Qoff 时，012121()(1)Toffo i off o i U U U U dt D T N N N N -∆Φ=-=-++⎰on off ∆Φ=∆Φ112(1)i o iU U U DT D T N N N -=-+ 12112()(1)11o i i o i U U N N DU N D U N N D U N N D-+=-+∴=-升压式变换器另外两种接法如图9-2(b)，晶体管工作在工关状态，电感电流连续，占空度为D ，求10U U 。
解：Q 导通时，ONL T iL t i L Ui 1111d d ∆==11L UiT i ON=∆ Q 关断时，OFFL T iL t i L U Ui ∆==-d d 0OFF T LU Ui i 02-=∆ i1max×(N1+N2)=i2max×N1 i1×(N1+N2)=i2×N1且221(12)21L L L L L += 即得：11121o i U N DU N N D=•++-9-3升压式变换器等效电路如图9-13，输入电压27V ±10%，输出电压45V ，输出功率750W ，假定效率95%，若电感和晶体管导附加等效电阻0.05Ω，（1）求最大占空度；（2）如要求输出60V ，是否可能？为什么？解：V U i 7.297.227max =+= V U i 3.249.027min =⨯=A U P Ii i 5.323.24%95750min 0=⨯==η min max i U D 对应，DRI Ui U i--=10 的情况： 455.3205.03.2410max ⨯-=-=-U RI Ui D i496.0max =D时V U 600=，605.3205.03.24601⨯-=-=-i RI Ui D1%2.62622.0<==D∴可能输出60V9-5单端反激变换器采用如图9-5所示电路，两个晶体管同时开关。
问该电路与图9-15有何异同，比较两个电路的特点。
如果题图9-5所示电路为正激式，如果输出电容改为图9-22(a)的滤波电路，请与图9-22电路比较各有什么异同。
答：与图9-15相比相同点：均能输出稳定电压U0，均可作开压变换器。
不同点：图9-15通过增加Ii，使Pi增大，补偿输入功率稳定U0，而9-5则通过大电感变压器稳定U0。
与图9-22(a)相比相同点：Q1Q2开通时工作情况与图9-22(a)Q通时工作情况相同。
不同点：9-22(a)通过复位线圈N3使磁通复位，而9-5通过D将能量返回电源使磁通复位。
9-7 推挽电路（9-23(a)）输出接桥式整流成为一个直流-直流变换器，如要求输出电压24V，负载电阻为R=0.4Ω，晶体管和二极管通态压降分别为1.2V 和1V，匝比n=N1/N2=0.5。
求：（1）平均输入电流Ii（2）效率；（3）晶体管平均电流；（4）晶体管峰值电流；（5）晶体管有效值电流；（6）晶体管承受的峰值电压，忽略变压器损耗。
图9-23 推挽功率电路解：（1）输出电流：A I 604.0240== A nI Ii 304.0245.00=⨯== （2）V U U U D o 261*22422=+=+=V V U N N U 52265.012121=⋅== V V V U U U Q i 2.532.1521=+=+=输出功率：W R U P O O 14404.02422=== 输入功率：W I U P i i i 159630*2.53===%23.9015961440%100==⨯=i o P P η（3）A Ii I Q 15302121=⨯==（4）A I QP 30= （5）A Ii I Q 2.21302121=⨯==有效值 （6）V U U U Ui U U U Uce Q i Q i i 2.1052.12.53*22)(1=-=-=-+=+=补充题： 理想BOOST 变换器如图，输入电压ui=120V ±20%，输出电压为270V ，输出功率为30W~300W ，工作频率为150kHz ，电感电流连续。