电力电子技术基础参考资料(doc 10页)
思考题与习题
1. 独立思考以下各小题，分别从“SCR、GTO、GTR、功率MOSEFT和IGBT”中选择合适的词填写在各小题的括号里。
（1）（）是半控器件，（）和（）是全控器件。
（2）（）和（）所需驱动电路的静态功耗接近于0。
（3）如果希望导通电流为15A时，器件主回路的导通压降小于220mV，则应选用（）作为主开关器件。
（4）除功率MOSFET外，（）的输入特性与功率MOSFET的输入特性类似。
（5）（）在导通电流为500A条件下，为了将它关断，它的控制极所需反向关断电流之峰值的绝对值需超过100A。
（6）（）的输入特性与双极型三极管的输入特性类似。
（7）如果希望制做一个升压型DC-DC变换电路，将450V 直流电源升高为650V直流电源，最大输出电流为200A，斩波频率为15KHz，则应选用（）作为主开关器件。
（8）（）如果已经导通，在主回路电流大于10A条件下，即使控制信号变为负值，它也不能关断。
2. 分析比较SCR（普通晶闸管）、双向SCR（双向晶闸管）、GTO （可
关断晶闸管）、GTR（电力双极型晶体管）、功率MOSFET和IGBT
（9）当U IN变化20%时，哪几种整流电路输出电压平均值的变化可小于3%？
（10）哪几种整流电路的功率因数低？
（11）哪几种整流电路的对交流输入电源造成的干扰小？
（12）如果在整流电路的输出与R L之间串接平波电感L，并希望在I RL达100A时R L两端电压的纹波因数小于1%，问：选用哪种整流电路所需L的电感量最小？
6. 单相桥式二极管整流电路的交流输入电压有效值为220V，分别计算下列两种不同负载条件下整流输出电压的平均值U d、负载电流的平均值I d、每只整流二极管电流的平均值I DT 和有效值I T：
（1）负载为纯阻性，R=10Ω。
（2）负载为电阻与电感相串联，R=10Ω，L可视为无穷大。
7. 由晶闸管构成的单相桥式全控整流电路的交流输入电压之有效值为100V，负载R=2Ω，L可视为无穷大，反电动势E=50V。试求α=30°时整流输出电流的平均值I d、每只晶闸管电流的平均值I dT和有效值I T。
8. 设晶闸管三相桥式可控整流电路输出带阻感负载，R=10Ω，L可视为∞？，它的三相交流输入线电压之有效值和全控整流输出电压之平均值分别为U lL和U d，U lL随电网电压波动的变化范围是320V至420V，晶闸管的导通压降可视为0，试求：
（1）若α=0，U d的变化范围是什么？
（2）若希望通过调节α，使U d稳定在400V，那么α应在
什么范围内调节？在这种情况下下流过每只晶闸管的电流之最
大有效值是多少？
（4）设控制器通过恰当调节T1和T2的控制角α使
u的平
d
均值等于150V不变，则T1的额定电流临界值（不包括安全裕
量）约为何值？
9. 电力电子技术中的逆变器和变频器的基本功能各是什
么？它们主电路的基本原理各是什么？它们具有什么共同的理
论基础？
10. 变频可分为哪两大类？各有何特点？
第一章
填空题：
1.电力电子器件一般工作在________状态。
2.在通常情况下，电力电子器件功率损耗主要为________，而当器件开关频率较高时，功率损耗主要为________。
3.电力电子器件组成的系统，一般由________、________、________三部分组成，由于电路中存在电压和电流的过冲，往往需添加________。
4.按内部电子和空穴两种载流子参与导电的情况，电力电子器件可分为________、________、________三类。
5.晶闸管的基本工作特性可概括为 ____ 正向有触发则导通、反向截止 ____ 。
6.对同一晶闸管，维持电流I H与擎住电流I L在数值大小上有I L________I H。
7.晶闸管断态不重复电压U DRM与转折电压U bo数值大小上应为，U DRM________Ubo。
8.逆导晶闸管是将________与晶闸管________（如何连接）在同一管芯上的功率集成器件。
9.GTO的________结构是为了便于实现门极控制关断而设计的。
10.功率晶体管GTR从高电压小电流向低电压大电流跃变的现象称为________。
11.MOSFET的漏极伏安特性中的三个区域与GTR共发射极接法时的输出特性中的三个区域有对应关系，其中前者的截止区对应后者的________、前者的饱和区对应后者的
________、前者的非饱和区对应后者的________。
12.电力MOSFET的通态电阻具有________温度系数。
13.IGBT 的开启电压U GE（th）随温度升高而________，开关速度________电力MOSFET 。
14.按照驱动电路加在电力电子器件控制端和公共端之间的性质，可将电力电子器件分为________和________两类。
15.在如下器件：电力二极管（Power Diode）、晶闸管（SCR）、门极可关断晶闸管（GTO）、电力晶体管（GTR）、电力场效应管（电力MOSFET）、绝缘栅双极型晶体管（IGBT）中，属于不可控器件的是________，属于半控型器件的是________，属于全控型器件的是________；属于单极型电力电子器件的有________，属于双极型器件的有________，属于复合型电力电子器件得有________；在可控的器件中，容量最大的是________，工作频率最高的是________，属于电压驱动的是________，属于电流驱动的是________。
简答题：
16.使晶闸管导通的条件是什么？
17.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？
18.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？
19.GTR的安全工作区是如何定义的？如题图1-33所示，GTR带电感性负载时，如果不接二极管VD会产生什么问题？有了二极管VD是否还要加缓冲电路呢？
计算题：
20.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 ?
21.流经晶闸管的电流波形如题图1－41所示。试计算电流波形的平均值、有效值及波形系数。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？
三相桥式SPWM逆变电路仿真 一、设计的技术指标： 直流母线电压输入：650V； 输出三相交流相电压：220V； 调制方式：SPWM； 频率调制比：N=5； 幅值调制比为：0.8； 二、工作原理 三相桥式逆变电路如图所示，图中应用V1-V6作为逆变开关，也可用其它全控型器件构成逆变器，若用晶闸管时，还应有强迫换流电路。 从电路结构上看，如果把三相负载看成三相整流变压器的三个绕组，那么三相桥式逆变电路犹如三相桥式可控整流电路与三相二极管整流电路的反并联，其中可控电路用来实现直流到交流的逆变，不可控电路为感性负载电流提供续流回路，完成无功能量的续流和反馈，因此VD1～VD6称为续流二极管或反馈二极管。 在三相桥式逆变电路中，各管的导通次序同整流电路一样，也是T1、T2、T3……T6、T1……各管的触发信号依次互差60?。根据各管的导通时间可以分为180?导通型和120?导通型两种工作方式，在180?导通型的逆变电路中，任意瞬间都有三只管子导通，各管导通时间为180?，同一桥臂中上下两只管子轮流导通，称为互补管。在120?导通型逆变电路中，各管导通120?，任意瞬间只有不同相的两只管子导通，同一桥臂中的两只管子不是瞬时互补导通，而是有60?的间隙时间，当某相中没有逆变管导通时，其感性电流经该相中的二极管流通。
上图中的uao`、ubo`与uco`是逆变器输出端a、b、c分别与直流电源中点o`之间的电压，o`点与负载的零点o并不一定是等电位的，uao`等并不代表负载上的相电压。令负载零点o与直流电源中点o`之间的电压为uoo`，则负载各相的相电压分别为 (3-1) 将式(3-1)中各式相加并整理后得 一般负载三相对称，则uao+ubo+uco=0，故有 (3-2) 由此可求得a相负载电压为 (3-3) 在图3.3中绘出了相应的负载a相电压波形，ubo和uco波形与此相似。 三、仿真电路图
电力电子技术基础参考资料(doc 10页)
思考题与习题 1. 独立思考以下各小题，分别从“SCR、GTO、GTR、功率MOSEFT和IGBT”中选择合适的词填写在各小题的括号里。 （1）（）是半控器件，（）和（）是全控器件。 （2）（）和（）所需驱动电路的静态功耗接近于0。 （3）如果希望导通电流为15A时，器件主回路的导通压降小于220mV，则应选用（）作为主开关器件。 （4）除功率MOSFET外，（）的输入特性与功率MOSFET的输入特性类似。 （5）（）在导通电流为500A条件下，为了将它关断，它的控制极所需反向关断电流之峰值的绝对值需超过100A。 （6）（）的输入特性与双极型三极管的输入特性类似。 （7）如果希望制做一个升压型DC-DC变换电路，将450V 直流电源升高为650V直流电源，最大输出电流为200A，斩波频率为15KHz，则应选用（）作为主开关器件。 （8）（）如果已经导通，在主回路电流大于10A条件下，即使控制信号变为负值，它也不能关断。 2. 分析比较SCR（普通晶闸管）、双向SCR（双向晶闸管）、GTO （可 关断晶闸管）、GTR（电力双极型晶体管）、功率MOSFET和IGBT
（9）当U IN变化20%时，哪几种整流电路输出电压平均值的变化可小于3%？ （10）哪几种整流电路的功率因数低？ （11）哪几种整流电路的对交流输入电源造成的干扰小？ （12）如果在整流电路的输出与R L之间串接平波电感L，并希望在I RL达100A时R L两端电压的纹波因数小于1%，问：选用哪种整流电路所需L的电感量最小？ 6. 单相桥式二极管整流电路的交流输入电压有效值为220V，分别计算下列两种不同负载条件下整流输出电压的平均值U d、负载电流的平均值I d、每只整流二极管电流的平均值I DT 和有效值I T： （1）负载为纯阻性，R=10Ω。 （2）负载为电阻与电感相串联，R=10Ω，L可视为无穷大。 7. 由晶闸管构成的单相桥式全控整流电路的交流输入电压之有效值为100V，负载R=2Ω，L可视为无穷大，反电动势E=50V。试求α=30°时整流输出电流的平均值I d、每只晶闸管电流的平均值I dT和有效值I T。 8. 设晶闸管三相桥式可控整流电路输出带阻感负载，R=10Ω，L可视为∞？，它的三相交流输入线电压之有效值和全控整流输出电压之平均值分别为U lL和U d，U lL随电网电压波动的变化范围是320V至420V，晶闸管的导通压降可视为0，试求：
一、单项选择题 1、硅材料电力二极管正向压降为（）。 A、0.3V B、0.7V C、1V D、1.5V 2、锗材料电力二极管正向压降为（）。 A、0.3V B、0.7V C、1V D、1.5V 3、研究电力电子电路的重要方法是（）。 A、电阻法 B、电流法 C、电压法 D、波形分析法 4、三相逆变电路中相邻序号开关导通间隔为（）。 A、30° B、60° C、90° D、120° 5、以下（）属于不控型器件。 A、晶闸管 B、三极管 C、二极管 D、场效应管 6、工频交流电是指频率为（）的交流电源。 A、50Hz B、60Hz C、90Hz D、120Hz 7、半导体器件的最高结温一般限制在（）。 A、30°～50° B、50°～100° C、100°～150° D、150°～200° 8、晶闸管额定电压是其在电路中可能承受最高电压的（）倍。 A、1～2 B、2～3 C、3～4 D、4～5 9、晶闸管额定电流是在通态电流平均值的基础上增加（）倍。 A、1～1.5 B、1.5～2 C、2～2.5 D、2.5～3 10、发展最快最有前景的电力电子器件是（）器件。 A、不控型 B、半控型 C、可控性 D、全控型 11、电力场效应晶体管中主要类型是（）。 A、P沟道增强型 B、N沟道增强型 C、P沟道耗尽型 D、N沟道耗尽型 12、以下属于电阻性负载的是（）。 A、白炽灯 B、蓄电池 C、电动机励磁绕组 D、电磁铁 13、电力电子器件的通态损耗与器件的通态（）有关。 A、电压 B、电流 C、电阻 D、电感 14、功率因数λ为（）时电力系统发送功率的利用率最高。 A、0>λ>-1 B、1 C、0<λ<1 D、0.9 15、在放大电路中，场效应晶体管应工作在漏极特性的（）。 A、可变电阻区 B、截止区 C、饱和区 D、击穿区 16、场效应管三个电极中，用D表示的电极称为（）。 A. 栅极 B. 源极 C. 基极 D. 漏极 17、三相对称交流电相互之间相差（）。 A、60° B、90° C、120° D、150° 18、电力电子器件主要工作在（）状态。 A、放大 B、饱和 C、开关 D、截止 19、双向晶闸管有（）种触发方式。 A、1 B、2 C、3 D、4 20、双向晶闸管额定电流以通过电流的（）来定义。 A、平均值 B、有效值 C、最大值 D、瞬时值 21、高频电路中常用（）晶闸管。 A、光控型 B、快速型 C、逆导型 D、普通型 22、主要作短路保护的器件是（）。 A、过电流继电器 B、电子保护电路 C、快速熔断器 D、直流快速开关 23、全控型器件一般采用（）作过电流保护。
现代电力电子技术的发展 浙江大学电气工程学院电气工程及其自动化992班马玥 (浙江杭州310027 E-mail: yeair@https://www.doczj.com/doc/03700643.html,学号:3991001053 摘要:本文简要回顾电力电子技术的发展,阐述了现代电力电子技术发展的趋势,论述了走向信息时代的电力电子技术和器件的创新、应用,将对我国工业尤其是信息产业领域形成巨大的生产力,从而推动国民经济高速、高效可持续发展。 关键词:现代电力电子技术;应用;发展趋势 The Development of Modern Power Electronics Technique Ma Yue Electrical Engineering College. Zhejiang University. Hangzhou 310027, China E-mail: yeair@https://www.doczj.com/doc/03700643.html, Abstract: This paper reviews the development of power electronics technique, as well as its current situation and anticipated trend of development. Keywords: modern power electronics technique, application, development trend. 1、概述 自本世纪五十年代未第一只晶闸管问世以来,电力电子技术开始登上现代电气传动技术舞台,以此为基础开发的可控硅整流装臵,是电气传动领域的一次革命,使电能的变换和控制从旋转变流机组和静止离子变流器进入由电力电子器件构成的变流器时代,这标志着电力电子的诞生。
电力电子器件的发展对电力电子技术的发展起着决定性的作用，因此，电力电子技术的发展史是以电力电子器件的发展史为纲的。而电力电子技术的不断发展，新材料、新结构器件的陆续诞生，计算机技术的进步为现代控制技术的实际应用提供了有力的支持，在各行各业中的应用越来越广泛。电力电子技术在电力系统中的应用研究与实际工程也取得了可喜成绩。 电力电子技术是应用于电力领域的电子技术。具体地说，就是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术，主要用于电力变换。目前所用的电力电子器件均用半导体制成，故也称电力半导体器件。通常把电力电子技术分为电力电子器件制造技术（理论基础是半导体物理）和变流技术（理论基础是电路理论）两个分支。电力电子器件的制造技术是电力电子技术的基础，而变流技术则是电力电子技术的核心。 电力电子技术的发展史 自 20 世纪50 年代末第一只晶闸管问世以来，电力电子技术开始登上现代电气传动技术舞台，以此为基础开发的可控硅整流装置，是电气传动领域的一次革命，使电能的变换和控制从旋转变流机组和静止离子变流器进入由电力电子器件构成的变流器时代，这标志着电力电子技术的诞生。在随后的40 余年里，电力电子技术在器件、变流电路、控制技术等方面都发生了日新月异的变化，在国际上，电力电子技术是竞争最激烈的高新技术领域。 电力电子器件的发展对电力电子技术的发展起着决定性的作用，因此，电力电子技术的发展史是以电力电子器件的发展史为纲的。1957年美国通用电气公司研制出第一个晶闸管为电力电子技术的诞生奠定了基础。晶闸管自诞生以来，电力电子器件已经走过了五十多年的概念更新、性能换代的发展历程。 第一代电力电子器件 以电力二极管和晶闸管(SCR)为代表的第一代电力电子器件，以其体积小、功耗低等优势首先在大功率整流电路中迅速取代老式的汞弧整流器，取得了明显的节能效果，并奠定了现代电力电子技术的基础。电力二极管对改善各种电力电子电路的性能、降低电路损耗和提高电源使用效率等方面都具有非常重要的作用。目前，硅整流管已形成普通整流管、快恢复整流管和肖特基整流管三种主要类型。晶闸管诞生后，其结构的改进和工艺的改革，为新器件的不断出现提供了条件。由晶闸管及其派生器件构成的各种电力电子系统在工业应用中主要解决了传统的电能变换装置中所存在的能耗大和装置笨重等问题，因而大大提高电能的利用率，同时也使工业噪声得到一定程度的控制。 第二代电力电子器件 自20世纪70 年代中期起，电力晶体管(GTR)、可关断晶闸管(GTO)、电力场控晶体管(功率MOSFET)、静电感应晶体管(SIT)、MOS 控制晶闸管(MCT)、绝缘栅双极晶体管(IGBT)等通断两态双可控器件相继问世，电力电子器件日趋成熟。一般将这类具有自关断能力的器件称为第二代电力电子器件。全控型器件的开关速度普遍高于晶闸管，可用于开关频率较高的电路。 第三代电力电子器件 进入20 世纪90 年代以后，为了使电力电子装置的结构紧凑、体积减少，常常把若干个电力电子器件及必要的辅助元件做成模块的形式，这给应用带来了很大的方便。后来，又把驱动、控制、保护电路和功率器件集成在一起，构成功率集成电路（PIC），也就是说，电力电子器件的研究和开发已进入高频化、标准模块化、集成化和智能化时代。电力电子器件的高频化是今后电力电子技术创新
电力电子技术》课程习题集、单选题
1. 晶闸管内部有（）PN结。 A 、一个B 、 二个 C 、三个D 、 四个 2. A电力二极管内部有（）个PN结。一个B 、二个 C 、三个D 、 四个 3. 双向晶闸管是用于交流电路中的，其外部有 （ ）电极。 A 、一个B 、 两个 C 、三个D 、 四个 4. 比较而言，下列半导体器件中开关速度最快的 是（）。 A 、GTO B 、 GTR C 、MOSFET D 、 SR 5. 下列半导体器件中属于电流型控制器件的是 （） A 、GTR B 、 MOSFET C 、IGBT D 、 SR 6. 比较而言，下列半导体器件中开关速度最慢的 是（）。 A 、GTO B 、 GTR C 、MOSFET D 、 IGBT 7. 下列半导体器件中属于电压型控制器件的是 （）。 A 、GTO B 、 GTR C 、MOSFET D 、 SR 8. 压敏电阻在晶闸管整流电路中主要是用来作 （）。 A 、分流B 、 降压 C 、过电压保护D 、 过电流保 护 9. 晶闸管两端并联一个RC电路的作用是（）。 A 、分流B 、 降压 C 、过电压保护D 、 过电流保 护 10 . 普通晶闸管的通态电流（额定电流）是用电流 的（） A 、有效值B 、 最大值 C平均值D最小值 11. 晶闸管在电路中的门极正向偏压（）愈好。 来表示 的。
A 、愈大 B 、愈小 C 、不变 D 、为零 12. 快速熔断器在晶闸管整流电路中主要是用来作 （ A 、分流 B 、降压 C 、过电压保护 D 、过电流保护 13. 当晶闸管的额定电压小于实际要求时，可以用两个以上同型号的器件相 A 、 串联 B 、并联 C 、串并联 14. 当晶闸管承受反向阳极电压时，不论门极加何种极性触发电压，管子都将工 作在 （ ） 。 A 、导通状态 B 、关断状态 C 、饱和状态 D 、不定 15. 当晶闸管的额定电流小于实际要求时，可以用两个以上同型号的器件相 A 、 串联 B 、并联 C 、串并联 A 、电阻性 B 、电感性 C 、反电动势 D 、不定 17. 晶闸管可控整流电路中的控制角 α 减小，则输出的电压平均值会（ A 、不变 B 、增大 C 、减小 D 、不定 18. 三相可控整流与单相可控整流相比较，输出直流电压的纹波系数（ A 、三相的大 B 、单相的大 C 、一样大 D 、不定 19. 单相半波可控整流电路输出直流电压的平均值最大等于整流前交流电压有效值的 倍。 B 、0.5 C 、 0.45 D 、0.9 20. 单相桥式可控整流电路输出直流电压的平均值最大等于整流前交流电压有效值的 倍。 A 、 1 B 、0.5 C 、 0.45 D 、0.9 21. 为了让晶闸管可控整流电感性负载电路正常工作，应在电路中负载两端并联接入 （ ）。 A 、三极管 B 、续流二极管 C 、保险丝 D 、晶闸管 22. 晶闸管可整流电路中直流端的蓄电池或直流电动机应该属于（ A 、电阻性 B 、电感性 16. 晶闸管整流电路中直流电动机应该属于 （ ）负载。 ）。 ）。 ）。 A 、1 ）负载。
电力电子技术复习题及 答案 Coca-cola standardization office【ZZ5AB-ZZSYT-ZZ2C-ZZ682T-ZZT18】
1、单相半控桥整流电路的两只晶闸管的触发脉冲依次应相差A 度。 A、180°， B、60°， c、360°， D、120° 2、α为C 度时，三相半波可控整流电路，电阻性负载输出的电压波形，处于连续和断续的临界状态。 A，0度， B，60度， C，30度， D，120度， 3、晶闸管触发电路中，若改变B 的大小，则输出脉冲产生相位移动，达到移相控制的目的。 A、同步电压， B、控制电压， C、脉冲变压器变比。 4、可实现有源逆变的电路为A 。 A、三相半波可控整流电路， B、三相半控桥整流桥电路， C、单相全控桥接续流二极管电路， D、单相半控桥整流电路。 5、在一般可逆电路中，最小逆变角βmin选在下面那一种范围合理A 。 A、30o-35o， B、10o-15o， C、0o-10o， D、0o。 6、在下面几种电路中，不能实现有源逆变的电路有哪几种BCD 。 A、三相半波可控整流电路。 B、三相半控整流桥电路。 C、单相全控桥接续流二极管电路。 D、单相半控桥整流电路。 7、在有源逆变电路中，逆变角的移相范围应选B 为最好。 A、=90o∽180o， B、=35o∽90o， C、=0o∽90o， 晶闸管整流装置在换相时刻（例如：从U相换到V相时）的输出电压等于C 。 A、U相换相时刻电压uU B、V相换相时刻电压uV C、等于uU+uV的一半即： 9、三相全控整流桥电路，如采用双窄脉冲触发晶闸管时，下图中哪一种双窄脉冲间距相隔角度符合要求。请选择B 。 10、晶闸管触发电路中，若使控制电压UC=0，改变C 的大小，可使直流电动机负载电压Ud=0，使触发角α=90o。达到调定移相控制范围，实现整流、逆变的控制要求。 B、同步电压， B、控制电压， C、偏移调正电压。 11、下面哪种功能不属于变流的功能（ C ） A、有源逆变 B、交流调压 C、变压器降压 D、直流斩波 12、三相半波可控整流电路的自然换相点是( B ) A、交流相电压的过零点； B、本相相电压与相邻相电压正、负半周的交点处； C、比三相不控整流电路的自然换相点超前30°； D、比三相不控整流电路的自然换相点滞后60°。 13、如某晶闸管的正向阻断重复峰值电压为745V，反向重复峰值电压为825V，则该晶闸管的额定电压应为（ B ） A、700V B、750V C、800V D、850V 14、单相半波可控整流电阻性负载电路中，控制角α的最大移相范围是( D ) A、0o-90° B、0o-120° C、0o-150° D、0o-180° 15、在单相全控桥整流电路中，两对晶闸管的触发脉冲，应依次相差A 度。 A 、180度； B、60度； C、360度； D、120度； 16、可实现有源逆变的电路为A 。
电力电子技术基本概念和基础知识练习：（王兆安、黄俊第四版） 第1章电力电子器件填空题： 1.电力电子器件一般工作在________状态。 2.在通常情况下，电力电子器件功率损耗主要为________，而当器件开关频率较高时，功率损耗主要为________。 3.电力电子器件组成的系统，一般由________、________、________三部分组成，由于电路中存在电压和电流的过冲，往往需添加________。 4.按内部电子和空穴两种载流子参与导电的情况，电力电子器件可分为________ 、________ ________三类。 5.电力二极管的工作特性可概括为________。 6.电力二极管的主要类型有________、________、________。 7.肖特基二极管的开关损耗________快恢复二极管的开关损耗。 8.晶闸管的基本工作特性可概括为____ 正向有触发则导通、反向截止____ 。 9.对同一晶闸管，维持电流IH与擎住电流IL在数值大小上有IL________IH 。 10.晶闸管断态不重复电压UDRM与转折电压Ubo数值大小上应为，UDRM________Ubo。 11.逆导晶闸管是将________与晶闸管________（如何连接）在同一管芯上的功率集成器件。 12.GTO的________结构是为了便于实现门极控制关断而设计的。 13.功率晶体管GTR从高电压小电流向低电压大电流跃变的现象称为________ 。 14.MOSFET的漏极伏安特性中的三个区域与GTR共发射极接法时的输出特性中的三个区域有对应关系，其中前者的截止区对应后者的________、前者的饱和区对应后者的________、前者的非饱和区对应后者的________。 15.电力MOSFET的通态电阻具有________温度系数。 16.IGBT 的开启电压UGE（th）随温度升高而________，开关速度________电力MOSFET 。 17.功率集成电路PIC分为二大类，一类是高压集成电路，另一类是________。 18.按照驱动电路加在电力电子器件控制端和公共端之间的性质，可将电力电子器件分为________和________两类。 19.为了利于功率晶体管的关断，驱动电流后沿应是________。 20.GTR的驱动电路中抗饱和电路的主要作用是________。 21.抑制过电压的方法之一是用________吸收可能产生过电压的能量，并用电阻将其消耗。在过电流保护中，快速熔断器的全保护适用于________功率装置的保护。 22.功率晶体管缓冲保护电路中的二极管要求采用________型二极管，以便与功率晶体管的开关时间相配合。 23.晶闸管串联时，给每只管子并联相同阻值的电阻R是________措施，给每只管子并联RC支路是________措施，当需同时串联和并联晶闸管时，应采用________的方法。 24.IGBT的通态压降在1/2或1/3额定电流以下区段具有________温度系数，在1/2或1/3额定电流以上区段具有________温度系数。 25.在如下器件：电力二极管（Power Diode）、晶闸管（SCR）、门极可关断晶闸管（GTO）、电力晶体管（GTR）、电力场效应管（电力MOSFET）、绝缘栅双极型晶体管（IGBT）中，属于不可控器件的是________，属于半控型器件的是________，属于全控型器件的是________；属于单极型电力电子器件的有________，属于双极型器件的有________，属于复合型电力电子器件得有________；在可控的器件中，容量最大的是________，工作频率最高的是________，属于电压驱动的是________，属于电流驱动的是________。 第2章整流电路填空题： 1.电阻负载的特点是________，在单相半波可控整流电阻性负载电路中，晶闸管控制角α的最大移相范围是________。 2.阻感负载的特点是________，在单相半波可控整流带阻感负载并联续流二极管的电路中，晶闸管控制角α的最大移相范围是________ ，其承受的最大正反向电压均为________，续流二极管承受的最大反向电
思考题与习题 1. 独立思考以下各小题，分别从“SCR、GTO、GTR、功率MOSEFT 和IGBT”中选择合适的词填写在各小题的括号里。 （1）（）是半控器件，（）和（）是全控器件。 （2）（）和（）所需驱动电路的静态功耗接近于0。 （3）如果希望导通电流为15A时，器件主回路的导通压降小于220mV，则应选用（）作为主开关器件。 （4）除功率MOSFET外，（）的输入特性与功率MOSFET的输入特性类似。 （5）（）在导通电流为500A条件下，为了将它关断，它的控制极所需反向关断电流之峰值的绝对值需超过100A。 （6）（）的输入特性与双极型三极管的输入特性类似。 （7）如果希望制做一个升压型DC-DC变换电路，将450V直流电源升高为650V直流电源，最大输出电流为200A，斩波频率为15KHz，则应选用（）作为主开关器件。 （8）（）如果已经导通，在主回路电流大于10A条件下，即使控制信号变为负值，它也不能关断。 2. 分析比较SCR（普通晶闸管）、双向SCR（双向晶闸管）、GTO（可关断晶闸管）、GTR（电力双极型晶体管）、功率MOSFET和IGBT等电力电子器件的性能，回答下列问题： （1）哪种器件的工作频率最高？ （2）哪种器件的容量较小？
（3）哪种器件既可由控制信号正向开通，也可由控制信号反向开通？ （4）哪些是半控器件？ （5）哪些是全控器件？ （6）Ron是哪种器件的参数？ （7）哪种器件的输入特性与功率MOSFET的输入特性类似，而且它的输出特性与GTR的输出特性类似？ （8）在器件的通态电流与300A条件下，为了将它关断，哪种器件的控制极所需反向关断电流之峰值的绝对值应超过60A？ （9）如果在静态（电流、电压、控制信号的幅值和电路参数保持不变）条件下，测得一个器件的控制极电压为+10V，主电路的电流为20A，主回路的管压降为200mV。问：它属于哪种器件？ （10）如果希望在每个工作周期内，器件导通和关断的持续时间各为约10ms,那么，哪些可控器件相应的控制信号为高电平的持续时间必须大于5ms？而另外哪些可控器件相应的控制信号为高电平的持续时间可小于5ms？ 3. 普通晶闸管（SCR）与负载电阻串联接单相交流市电，其标称值为220V（有效值），电网电压波动不超过20%。试计算晶闸管实际承受的最高反向电压是多少？若考虑晶闸管的安全裕量电压（安全裕量可按2.5倍考虑），则应选用额定电压不少于多少伏的晶闸管？ 4. 设上题中晶闸管的通态平均电流为100A，若晶闸管的电流安全裕量按1.5或2倍考虑，试分别计算导通角为180°和90°时，允许流过晶闸管的峰值电流各是多少？
XX大学 2015-2016 学年第2 学期 《电力电子技术》课程考试试卷（A） 题号 -二二三 四总分分值25103530100 得分 一、填空题（每空1分，共25分） 1. 电力电子技术的诞生是以1957年美国通用电 气公司研制出第一个________ 为标志的。 2?电力电子器件同信息电子器件相比具有________________ 、___________ _____________ 和_____________ 四个特征。 3?普通晶闸管的额定电流用__________ 标定，而双向晶闸管的额定电流用有 效值标定。 4?直流斩波电路中，所谓导通占空比a是指___________ 和___________ 的比值。 5. ______________________________ 电力电子技术的核心是 6. TSC是指_____________ ,其运行时选择晶闸管投入时刻的原则是 得分评卷人
7?把直流电变成交流电的过程称为逆变，逆变电路交流侧接有电源时称为 __________ ； 交流侧直接与负载连接时，称为 ___________ 。 8. ________ 控制就是对脉冲宽度进行调制的技术，即通过对一系列脉冲 的宽度进行调制，来等效地获得所需要的波形，其控制技术的理论基础是 __________ 。生成所需等效波形的方法主要有 ____________ 、 ___________ 和 跟踪控制方法。 9?使开关开通前其两端电压为零，这种开关称为 _______________ ;使开关关断 前其电流为零，这种开关称为 ____________ 。 10. 根据软开关技术发展的历程可以将软开关电路可以分为 __________ 和 __________ 三类。 11. _________________ UPS 是指 12. _________________________________________________ 三相桥式整流电路是两组三相半波整流电路的 ____________________________ ，而双反星整 流电路则是两组三相半波整流电路的 _____________ ，且后者需用平衡电抗器。 ( )。 2. 普通晶闸管属于（ ）。 A. 全控型器件 B.半控型器件 C.不控型器件 D.以 上都不是 3. 随着晶闸管门极电流 、单项选择题（每题 1分，共10 分） 1.以下英文缩写表示门极可关断晶闸管的是 A.GTO B.MOSFET C.GTR D 」GBT
电力电子技术基础简答题及答案《电力电子技术基础》涉及电力电子变换系统的基本原理和分析设计方法，主要内容包括电力半导体器件；功率变换电路的拓扑、分析方法和参数设计；开关器件的驱动和缓冲技术；开关变换系统的调制、建模和闭环控制技术等。以下是整理的电力电子技术基础简答题及答案，欢迎阅读。 答：晶闸管的阳极与阴极间有正向压降，幅值要适当;门极与阴极间加触发信号。 答：阳极电流必须大于维持电流Ih ，使阳极电流小于维持电流Ih阳极与阴极间加反向电压、去掉或降低正向阳极电压、增大阳极回路电阻。 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。
载波信号和调制信号不保持同步的调制方式称为异步调制。 载波比N等于常数，并在变频时使载波和信号波保持同步的方式称为同步调制。分段同步调制是把逆变电路的输出频率划分为若干段，每个频段的载波比一定，不同频段采用不同的载波比。其优点主要是，在高频段采用较低的载波比，使载波频率不致过高，可限制在功率器件允许的范围内。而在低频段采用较高的载波比，以使载波频率不致过低而对负载产生不利影响。 答：逆变运行时，一旦发生换流失败，外接的直流电源就会通过晶闸管电路形成短路，或者使变流器的输出平均电压和直流电动势变为顺向串联，由于逆变电路内阻很小，形成很大的短路电流，称为逆变失败或逆变颠覆。 防止逆变失败的方法有：采用精确可靠的触发电路，使用性能良好的晶闸管，保证交流电源的质量，留出充足的换向裕量角β等。 造成逆变失败的原因很多，大致可归纳为四类，今以三相半波逆变电路为例，加以说明。 1.触发电路工作不可靠：触发电路不能适时地，准确地给各晶闸管分配脉冲，如脉冲丢失，脉冲延迟等，致使晶闸管工作失常。如图3－6所示，当a相晶闸管T1导通到ωt1时刻，正常情况时ug2触发T2管，电流换到b相，如果在
、填空题（每空1分，共15分） 1、晶闸管导通的条件是正向阳极电压、正向门极触发电流。 2、电子器件据其能被控制信号所控制的程度，可分为三大类：不控型、半控型、全控 型。 3、擎住电流是指晶闸管刚从断态转入通态,移除触发信号使元件保持导通所需最小阳极电流。 4、绝缘栅晶体管（IGBT）是GTR（或电力晶体管）和MOSFET（或功率场效应管或电力场效应管）的复合型器件。 5、根据无源逆变器直流输入端接入滤波器的不同，可分为电压（或电压源）型逆变器和电流（或电流源）型逆变器,按电子开关的工作规律分，无源逆变器的基本类型为180°导电型和120 0导电型。 6、将一个不可控直流电压变换为适合于负载要求的可控直流电压的技术称为直流斩波技术。 二、简答题（每题5分，共30分） 1、全控型器件的缓冲电路的主要作用是什么？试分析RCD缓冲电路各元件的作用？ （1）抑制电力电子器件内因过电压，du/dt或过电流和di/dt，减少器件的开关损耗
(2)C限制关断时电压的上升，R限制电流的大小。D利用单向导电性，关断时起作用。 2、简述电压型逆变器和电流型逆变器主电路中每一桥臂的结构,并分析二极管的作用。 (1)电压型逆变器每个桥臂由电子开关和一个反并联的二极管组成，二极管起续流作 用。 (2)电流型逆变器每个桥臂由电子开关串联一个二极管组成，二极管确保每一个桥臂 的电流单方向流动。 3、什么是逆变失败？如何防止逆变失败？ (1)逆变运行时,一旦发生换流失败,外接的直流电源就会通过晶闸管电路形成短路, 或者使变流器的输出平均电压和直流电动势变为顺向串联,由于逆变电路内阻很小,形成很大的短路电流,称为逆变失败。 (2)防止逆变失败的方法: 采用精确可靠的触发电路,使用性能良好的晶闸管,保证交 流电流的质量,留出充足的换向裕量角等。 4、什么是IGBT 掣住效应？它有什么危害？ (1)在额定集电极电流范围内，在NPN 管的基极与发射极之间的体内短路电阻Rs 上的 偏压很小，对NPN 管无影响。 (2)如果集电极电流大到一定程度，Rs 上压降上升，相当于加一正偏电压，使NPN
《现代电力电子技术》离线作业答案 一、单项选择题(只有一个选项正确，共4道小题)1、在晶闸管应用电路中，为了防止误触发应将幅值限制在不触发区的信号是( ) (A) 干扰信号 (B) 触发电压信号 (C) 触发电流信号 (D) 干扰信号和触发信号正确答案：A2、当晶闸管承受反向阳极电压时，不论门极加何种极性触发电压，管子都将工作在( ) (A) 导通状态 (B) 关断状态 (C) 饱和状态 (D) 不定正确答案：B3、晶闸管工作过程中，管子本身产生的管耗等于管子两端电压乘以（ ） (A) 阳极电流 (B) 门极电流 (C) 阳极电流与门极电流之差 (D)
阳极电流与门极电流之和正确答案：A4、电阻性负载三相半波可控整流电路，相电压的有效值为U2，当控制角α=0时，整流输出电压平均值等于（ ） (A) 1、41U2 (B) 2、18U2 (C) 1、73U2 (D) 1、17U2正确答案：D 四、主观题(共14道小题)5、电力电子技术的研究内容？参考答案：主要包括电力电子器件、功率变换主电路和控制电路。 6、电力电子技术的分支？参考答案：电力学、电子学、材料学和控制理论等。 7、电力变换的基本类型？参考答案：包括四种变换类型：（１）整流ＡＣ－ＤＣ （２）逆变ＤＣ－ＡＣ （３）斩波ＤＣ－ＤＣ （４）交交电力变换ＡＣ－ＡＣ。8、电力电子系统的基本结构及特点？参考答案：电力电子系统包括功率变换主电路和控制电路，功率变换主电路是属于电路变换的强电电路，控制电路是弱电电路，两者在控制理论的支持下实现接口，从而获得期望性能指标的输出电能。9、电力电子的发展历史及其特点？参考答案：主要包括史前期、晶闸管时代、全控型器件时代和复合型时代进行介绍，并说明电力电子技术的未来发展趋势。
一、填空题（每空1分，34分） 1、实现有源逆变的条件为和。 2、在由两组反并联变流装置组成的直流电机的四象限运行系统中，两组变流装置分别工作在正组状态、状态、反组状态、状态。 3、在有环流反并联可逆系统中，环流指的是只流经而不流经 的电流。为了减小环流，一般采用αβ状态。 4、有源逆变指的是把能量转变成能量后送给装置。 5、给晶闸管阳极加上一定的电压；在门极加上电压，并形成足够的电流，晶闸管才能导通。 6、当负载为大电感负载，如不加续流二极管时，在电路中出现触发脉冲丢失时 与电路会出现失控现象。 7、三相半波可控整流电路，输出到负载的平均电压波形脉动频率为H Z；而三相全控桥整流电路，输出到负载的平均电压波形脉动频率为H Z；这说明电路的纹波系数比电路要小。 8、造成逆变失败的原因有、、、等几种。 9、提高可控整流电路的功率因数的措施有、、、等四种。 10、晶闸管在触发开通过程中，当阳极电流小于电流之前，如去掉脉冲，晶闸管又会关断。 三、选择题（10分） 1、在单相全控桥整流电路中，两对晶闸管的触发脉冲，应依次相差度。 A 、180度；B、60度；C、360度；D、120度； 2、α= 度时，三相半波可控整流电路，在电阻性负载时，输出电压波形处于连续和断续的临界状态。 A、0度； B、60度； C 、30度；D、120度； 3、通常在晶闸管触发电路中，若改变的大小时，输出脉冲相位产生移动，达到移相控制的目的。 A、同步电压； B、控制电压； C、脉冲变压器变比； 4、可实现有源逆变的电路为。
A、单相全控桥可控整流电路 B、三相半控桥可控整流电路 C、单相全控桥接续流二极管电路 D、单相半控桥整流电路 5、由晶闸管构成的可逆调速系统中，逆变角βmin选时系统工作才可靠。 A、300~350 B、100~150 C、00~100 D、00 四、问答题（每题9分，18分） 1、什么是逆变失败？形成的原因是什么？ 2、为使晶闸管变流装置正常工作，触发电路必须满足什么要求？ 五、分析、计算题：（每题9分，18分） 1、三相半波可控整流电路，整流变压器的联接组别是D/Y—5，锯齿波同步触发电路中的信号综合管是NPN型三极管。试确定同步变压器TS的接法钟点数为几点钟时，触发同步定相才是正确的，并画出矢量图。（8分） 2、如图所示：变压器一次电压有效值为220V，二次各段电压有效值为100V，电阻性负载，R=10Ω，当控制角α=90o时，求输出整流电压的平均值U d，负载电流I d，并绘出晶闸管、整流二极管和变压器一次绕组电流的波形。（10分） 一、填空题 1、要有一个直流逆变电源，它的极性方向与晶闸管的导通方向一致，其幅极应稍大于逆变桥直流侧输出的平均
现代电力电子技术的发展及未来趋势 摘要:电力电子技术是指利用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术,对节省电能有重要意义,从根本上讲,电力电子技术也是研究电源的技术。目前,电力电子作为智能化、自动化、机电一体化的基础,正朝着应用技术高频化、硬件结构模块化、产品性能绿色化的方向发展。在不远的将来,随着第三代半导件器件的成熟和应用,电力电子技术将使电源技术更加成熟、经济、实用且节能高效,实现高效率和高品质用电相结合。 关键词:电力电子技术;发展;未来趋势 1. 电力电子技术的发展 电力电子技术起始于五十年代末六十年代初,其发展先后经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代,八十年代末和九十年代初,是以IGBT为代表的、集高频、高压和大电流于一身的全控型功率半导体复合器件时代,其发展以低频技术向以高频技术方向转变。 1.1整流器时代 大功率硅整流器能够高效率地把工频交流电转变为直流电,大功率硅整流管和晶闸管的开发与应用得以很大发展。当时国内曾经掀起了一股各地大办硅整流器厂的热潮,目前全国大大小小的制造硅整流器的半导体厂家就是那时的产物。但目前也只有国产晶闸管可在世界上与其他国家生产的同类产品相媲美,甚至略胜一筹。 1.2逆变器时代 七十年代出现了全控型器件,它们在交流电机变频调速因节能效果显著而得到迅速发展和广泛应用。随着变频调速装置的迅速发展,大功率逆变用的晶闸管、巨型功率晶体管和门极可关断晶闸管成为当时电力电子器件的主角。类似的应用还包括高压直流输电,静止式无功功率动态补偿等。这时的电力电子技术已经能够实现整流和逆变,但工作频率较低,仅局限在中低频范围内。 1.3变频器时代 进入八十年代后期,以绝缘栅双极晶体管为代表的复合型器件异军突起。随之而来大规模和超大规模集成电路技术也得到迅猛发展。将集成电路技术的精细加工技术和高压大电流技术有机结合,导致了中小功率电源向高频化发展,也为大中型功率电源向高频发展带来机遇。 新型器件的发展不仅为交流电机变频调速提供了较高的频率,使其性能更加完善可靠,而且使现代电力电子技术不断向高频化发展,为用电设备的高效节能,
《电力电子技术》试卷 一．填空（共15分，1分/空） 1.电力电子技术通常可分为（）技术和（）技术两个分支。 2.按驱动电路信号的性质可以将电力电子器件分为（）型器件和（）型器件两类，晶闸管属于其中的（）型器件。 3.晶闸管单相桥式全控整流电路带反电动势负载E时（变压器二次侧电压有效值为U ，忽略主 2 电路各部分的电感），与电阻负载时相比，晶闸管提前了电角度δ停止导电，δ称为（）角，数量关系为δ=（）。 4.三相桥式全控整流电路的触发方式有（）触发和（）触发两种，常用的是（）触发。 5.三相半波可控整流电路按联接方式可分为（）组和（）组两种。 6.在特定场合下，同一套整流电路即可工作在（）状态，又可工作在（）状态，故简称变流电路。 7.控制角α与逆变角β之间的关系为（）。 二．单选（共10分，2分/题） 1．采用（）是电力电子装置中最有效、应用最广的一种过电流保护措施。 A.直流断路器 B. 快速熔断器 C.过电流继电器 2．晶闸管属于（）。 A.不可控器件 B. 全控器件 C.半控器件 3．单相全控桥式整流电路，带阻感负载（L足够大）时的移相范围是（）。 A．180O 4．对三相全控桥中共阴极组的三个晶闸管来说，正常工作时触发脉冲相位应依次差（）度。 B. 180 C. 120 5．把交流电变成直流电的是（）。 A. 逆变电路 B.整流电路 C.斩波电路 三．多选（共10分，2分/题） 1．电力电子器件一般具有的特征有。 A.所能处理电功率的大小是其最重要的参数 B.一般工作在开关状态 C.一般需要信息电子电路来控制 D.不仅讲究散热设计，工作时一般还需接散热器 2．下列电路中，不存在变压器直流磁化问题的有。 A.单相全控桥整流电路 B.单相全波可控整流电路 C.三相全控桥整流电路 D.三相半波可控整流电路 3．使晶闸管关断的方法有。 A.给门极施加反压 B.去掉阳极的正向电压 C.增大回路阻抗 D.给阳极施加反压 4．逆变失败的原因有。 A.触发电路不可靠 B.晶闸管发生故障 C.交流电源发生故障 D.换相裕量角不足 5．变压器漏抗对整流电路的影响有。 A.输出电压平均值降低 B.整流电路的工作状态增多 C.晶闸管的di/dt减小 D.换相时晶闸管电压出现缺口
一、填空题（每空1分，共15分） 1、晶闸管导通的条件是正向阳极电压、正向门极触发电流。 2、电子器件据其能被控制信号所控制的程度，可分为三大类: 不控型、半控型、 全控型。 3、擎住电流是指晶闸管刚从断态转入通态, 移除触发信号使元件保持导通所需最小阳极电流。 4、绝缘栅晶体管(IGBT)是GTR(或电力晶体管) 和MOSFET(或功率场效应管或电力场效应管) 的复合型器件。 5、根据无源逆变器直流输入端接入滤波器的不同，可分为电压(或电压源) 型逆变器和电流(或电流源) 型逆变器,按电子开关的工作规律分，无源逆变器的基本类型为1800导电型和1200导电型。 6、将一个不可控直流电压变换为适合于负载要求的可控直流电压的技术称为直流斩波技术。 二、简答题（每题5分，共30分） 1、全控型器件的缓冲电路的主要作用是什么？试分析RCD缓冲电路各元件的作用？ (1)抑制电力电子器件内因过电压，du/dt 或过电流和di/dt，减少器件的开关损耗。 (2) C限制关断时电压的上升，R限制电流的大小。D利用单向导电性, 关断时起作用。 2、简述电压型逆变器和电流型逆变器主电路中每一桥臂的结构,并分析二极管的作用。 (1)电压型逆变器每个桥臂由电子开关和一个反并联的二极管组成，二极管起续流作 用。
(2)电流型逆变器每个桥臂由电子开关串联一个二极管组成，二极管确保每一个桥臂 的电流单方向流动。 3、什么是逆变失败？如何防止逆变失败？ (1)逆变运行时,一旦发生换流失败,外接的直流电源就会通过晶闸管电路形成短路, 或者使变流器的输出平均电压和直流电动势变为顺向串联,由于逆变电路内阻很小,形成很大的短路电流,称为逆变失败。 (2)防止逆变失败的方法: 采用精确可靠的触发电路,使用性能良好的晶闸管,保证 交流电流的质量,留出充足的换向裕量角等。 4、什么是IGBT掣住效应？它有什么危害？ (1)在额定集电极电流范围内，在NPN管的基极与发射极之间的体内短路电阻Rs上 的偏压很小，对NPN管无影响。 (2)如果集电极电流大到一定程度，Rs上压降上升，相当于加一正偏电压，使NPN 管导通，进而使NPN、PNP两晶体管同时处于饱和状态，造成寄生晶闸管开通IGBT栅极失去控制作用，这就是所谓的掣住效应。 (3)IGBT一旦发生掣住效应，器件将失控，集电极电流将增大，早成过高的功耗， 将导致器件损坏。另外，它还关系着IGBT的安全工作区的大小，在实际应用中是需要引以重视的问题。 5、简要说明锯齿波垂直移相触发电路中，控制电压、偏移电压各有什么作用？ (1)改变控制电压就可以改变触发脉冲产生的时刻，达到移相的目的。 (2)设置偏移电压的目的是确定控制电压的初始相位。 6、简述电力晶体管产生二次击穿的原因。 (1)当GTR的C、E极间施加的电压高于晶体管的电压的额定值时，GTR的电流雪 崩式增加，呈现负阻特性，即出现一次击穿现象。