H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y 课程设计说明书（论文） 课程名称：电子技术课程设计 设计题目：声控开关的设计与制作 院系：电气工程及其自动化 班级：1406111 设计者：元胜 学号：1140610319 指导教师：吕超 设计时间：2016年12月5-18日 工业大学
工业大学课程设计任务书
*注：此任务书由课程设计指导教师填写。
声控灯的设计与制作 1设计任务及原理 设计任务基本要求：设计一个声控开关，控制对象为发光二极管，接收到一定强度的声音后，声控开关点亮发光二级管，灯亮时间可调。控制延时时间用数字显示。 扩展要求：发光二极管点亮时间延时显示。 1.1设计原理 声控灯是将声音信号转换为电信号、电信号再转换为光信号的装置。 输入部分可由一个驻极体话筒实现。话筒的高分子极化膜生产时就注入了一定的永久电荷。在声波的作用下，极化膜随着声音震动，电容是随声波变化。于是电容两极间的电压就会成反比的变化。将电容两端的电压取出来，就可以得到和声音对应的电压了。但是这个电压信号非常小，不能驱动LED灯。对这个电压信号进行放大、整形，才能得到足够大的电压。 声控灯的延时可以由一个单稳态触发电路实现。单稳态电路的暂态时间就是发光二极管的发光持续时间。用前面经放大的电压作为触发脉冲输送给单稳态触发电路，会得到一个持续特定时间的电压输出。这个输出来驱动发光二极管，就达到了声控、发光的目的。 计数器部分首先需要一个时钟源。时钟源脉冲可由多谐振荡器获得。将单稳态电路的输出与时基脉冲结合，控制计数器的计数与清零，就可以使计数部分与发光部分同步工作。 计数结果再经译码输送给共阳极数码管，显示出来。 2设计过程 2.1声控灯电路原理： 当驻极体话筒接受到一定强度的声音信号时，声音信号转换为电压信号，经三极管放大、施密特触发器整形后，触发单稳态延时电路，产生一个宽度可调的脉冲信号，驱动发光二极管发光。同时，该脉冲信号作为选通信号，使计数器计数，并用数码管显示延时时间。电路的流程图如图 1所示：
第2章 电力电子器件概述 习题 第1部分：填空题 1. 电力电子器件是直接用于（主）电路中，实现电能的变换或控制的电子器件。 2. 主电路是在电气设备或电力系统中，直接承担（电能的变换或控制任务） 的电路。 3.处理信息的电子器件一般工作于放大状态，而电力电子器件一般工作在（开关）状态。 4. 电力电子器件组成的系统，一般由（控制电路）、（驱动电路）、（保护电路）、（主电路）四部分组成。 5. 按照器件能够被控制的程度，电力电子器件可分为以下三类：（半控型）、（全控型） 和（不控型）。 6．按照驱动电路信号的性质，电力电子器件可分为以下分为两类：（电流驱动型） 和（电压驱动型） 7. 电力二极管的主要类型有（普通二极管）、（ 快恢复二极管）、（肖特基二极管）。 8. 普通二极管又称整流二极管多用于开关频率不高,一般为（1K ）Hz 以下的整流电路。其反向恢复时间较长，一般在(5us)以上。 9.快恢复二极管简称快速二极管，其反向恢复时间较短，一般在(5us)以下。 10.晶闸管的基本工作特性可概括为：承受反向电压时，不论（门极是否有触发电流），晶闸管都不会导通；承受正向电压时，仅在（门极有触发电流）情况下，晶闸管才能导通；晶闸管一旦导通，（门极）就失去控制作用。要使晶闸管关断，只能使晶闸管的电流（降到接近于零的某一数值以下）。 11.晶闸管的派生器件有：（快速晶闸管）、（双向晶闸管）、（逆导晶闸管）、（光控晶闸管）。 12. 普通晶闸管关断时间（一般为数百微秒），快速晶闸管（一般为数十微秒），高频晶闸管（10us ）左右。高频晶闸管的不足在于其（电压和电流定额）不易提高。 13.（双向晶闸管）可认为是一对反并联联接的普通晶闸管的集成。 14.逆导晶闸管是将（晶闸管）反并联一个（二极管）制作在同一管芯上的功率集成器件。 15. 光控晶闸管又称光触发晶闸管，是利用（一定波长的光照信号）触发导通的晶闸管。光触发保证了主电路与控制电路之间的（绝缘），且可避免电磁干扰的影响。常应用在（高压大功率）的场合。 16. GTO 的开通控制方式与晶闸管相似，但是可以通过在门极（施加负的脉冲电流）使其关断。 17. GTR 导通的条件是：（0CE u >） 且（ 0B i > ）。
姓名 ________ X XX ______ 班级 1108301 学号 11108301XX 实验日期 6.5 节次 9-11 教师签字 ____________ 成绩 ______ 四人无弃权表决电路 1■实验目的 1）掌握74LS20的逻辑功能和使用方法； 2 ）通过实验，进一步熟悉组合逻辑电路的分析与设计方法。 2■总体设计方案或技术路线 设计一个四人无弃权表决电路 （多数赞成则提议通过， 即三人以上包括三人），用74LS20 来实现。 1） 根据任务的要求，设计电路； 2） 用代数化简法求出最简的逻辑表达式； 3） 根据表达式，画出逻辑电路图，用标准器件（与、或、非）构成电路； 4） 最后，用实验来验证设计的正确性。 3■实验电路图 2）改变ABCD 勺组态，记录 Z 的变化，验证逻辑函数的功能及设计的正确性。 4.仪器设备名称、型号 1）实验箱 1 台 2）双踪示波器 1 台 3）双路直流稳压电源 1 台 4）数字万用表 1 只 1） ABCD 俞入端，接数据开关；Z 输出端接电平指示器 5) 74LS20 3 片 J 74ILS20 BCD T I _ 1^ ^T —-d ：—T~r~~ 14 13 12 11 10 9 8 J 74LS20 1 2 3 4 5 6 7
5.理论分析或仿真分析结果 74LS20管脚图： 逻辑关系式： Z=ABC+BCD+ACD+ABD= AB C BCDACD ABD 逻辑图： ABC BCD ACD ABD
6■详细实验步骤及实验结果数据记录（包括各仪器、仪表量程及内阻的记录）真值表：
7.实验结论 由真值表可知，四人无弃权表决电路设计成功，实现了预期功能。 8.实验中出现的问题及解决对策 实验过程中由于有五个与门，而每个74LS20 可实现两个与门，故线路连起来相当复杂， 容易混淆，故在连接电路时安排好位置，标记好引脚和接头。 9.本次实验的收获和体会、对电路实验室的意见或建议 此次设计是对经典四人表决电路的一次创新，利用书本上的知识和以前类似实验的设计思路进行了此次实验，锻炼了实践能力，熟悉了组合逻辑电路的设计方法。 这次的实验绝对原创的，是对以前做过的实验的一次创新，复杂了不少，锻炼了能力。 10．参考文献 [1] 电工学实验教程/王宇红主编. ——北京：机械工业出版社，2009.8 （2012.1 重印）
现代电力电子技术第1次作业 二、主观题(共12道小题) 11.电力电子技术的研究内容？ 答：主要包括电力电子器件、功率变换主电路和控制电路。 12.电力电子技术的分支？ 答：电力学、电子学、材料学和控制理论等。 13.电力变换的基本类型？ 答： 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 14.电力电子系统的基本结构及特点？ 答： 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。' 15.电力电子的发展历史及其特点？ 答：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 16.电力电子技术的典型应用领域？ 答：介绍一般工业、交通运输、电力系统、家用电器和新能源开发几个方面进行介绍，要说明电力电子技术应用的主要特征。 17.电力电子器件的分类方式？ 答： 电力电子器件的分类 （１）从门极驱动特性可以分为：电压型和电流型 （２）从载流特性可以分为：单极型、双极型和复合型 （３）从门极控制特性可以分为：不可控、半控及全控型 18.晶闸管的基本结构及通断条件是什么？ 答：晶闸管由四层半导体结构组成，是个半控型电力电子器件，导通条件：承受正向阳极电压及门极施加正的触发信号。关断条件：流过晶闸管的电流降低到维持电流以下。
19.维持晶闸管导通的条件是什么？ 答：流过晶闸管的电流大于维持电流。 20.对同一晶闸管，维持电流I H与擎住电流IL在数值大小上有I L______I H。 答：I L__〉____I H 21.整流电路的主要分类方式？ 答： 按组成的器件可分为不可控（二极管）、半控（SCR)、全控(全控器件）三种； 按电路结构可分为桥式电路和半波电路； 按交流输入相数分为单相电路和三相电路。 22.单相全控桥式整流大电感负载电路中，晶闸管的导通角θ=________。 答：180o 现代电力电子技术第2次作业 二、主观题(共12道小题) 11.单相全控桥式整流阻性负载电路中，晶闸管的移相范围________。 答：0-180o 12.有源逆变产生的条件之一是：变流电路输出的直流平均电压Ud的极性必须与整流时输出的极性___ ________，且满足|Ud|<|Ed|。 答：相反 13.
电气工程及其自动化专业本科生培养方案 一、培养目标 本专业培养具备电气工程领域相关的基础理论、专业技术和实践能力，具有宽广的自然科学基础和良好的人文素养，富于创新精神，能在电机与电器、电力系统、工业自动化以及电气装备制造等领域从事科学研究、工程设计、系统运行、试验分析、管理等工作的宽口径、复合型高级工程技术人才，以及具有国际竞争力的高水平研究型精英人才或工程领军人才。 二、培养要求 本专业学生主要学习电路、电磁场、电子技术基础、计算机技术、信号分析与处理、通信与网络技术、电机学、自动控制理论和电力电子技术等方面基础理论和专业知识，接受电工、电子、信息、控制及计算机技术方面的基本训练，掌握解决电气工程领域中的装备设计与制造、系统分析与运行及控制的基本能力。 毕业生应当具备以下几方面的知识和能力： 1.掌握较扎实的高等数学和大学物理等自然科学基础知识，具有较好的人文社会科学和管理科学基础，具有一定的外语国际交流和运用能力； 2.系统地掌握电气工程学科的基础理论和基本知识，主要包括电工理论、电子技术、信息处理、控制理论、计算机软硬件基本原理与应用等； 3.掌握电气工程相关的系统分析方法、设计方法和实验技术； 4.具有本专业领域内至少一个专业方向（电机、电力系统、工业自动化和电器）的专业知识和技能，了解本专业学科前沿的发展趋势； 5.具有较强的适应能力，具备一定的科学研究、技术开发和组织管理能力； 6.具有较好的工程实践动手能力和计算机应用能力，能综合运用所学知识分析和解决本领域工程问题； 7.掌握其他的一些技能，如信息技术获取，组织管理，团队合作，持续的知识学习等。 三、主干学科 电气工程。 四、专业主干课程 C语言程序设计、机械学基础、电路、模拟电子技术基础、数字电子技术基础、电磁场、电机学、自动控制理论、嵌入式系统原理及应用、仿真技术与应用、电力电子技术、信号与系统、工业通信与网络技术。 五、修业年限、授予学位及毕业学分要求 修业年限：四年。 授予学位：工学学士。 毕业学分要求：本专业学生应达到学校对本科毕业生提出的德、智、体、美等方面的要求，完成教学计划规定的全部课程的学习及实践环节训练，修满167.5学分，其中通识教育类课程 62.5学分，专业教育类课程68.0学分，实践环节37.0学分，毕业设计（论文）答辩合格，方可准予毕业。
姓名XXX 班级1108301 学号xx 实验日期节次 9-11 教师签字成绩 四人无弃权表决电路 1.实验目的 1）掌握74LS20的逻辑功能和使用方法； 2）通过实验，进一步熟悉组合逻辑电路的分析与设计方法。 2.总体设计方案或技术路线 设计一个四人无弃权表决电路(多数赞成则提议通过，即三人以上包括三人)，用74LS20来实现。 1）根据任务的要求，设计电路； 2）用代数化简法求出最简的逻辑表达式； 3）根据表达式，画出逻辑电路图，用标准器件（与、或、非）构成电路； 4）最后，用实验来验证设计的正确性。 3.实验电路图 1）ABCD输入端，接数据开关；Z输出端接电平指示器; 2）改变ABCD的组态，记录Z的变化，验证逻辑函数的功能及设计的正确性。 4. 仪器设备名称、型号
1）实验箱 1台2）双踪示波器 1台3）双路直流稳压电源 1台4）数字万用表 1只5）74LS20 3片5.理论分析或仿真分析结果 74LS20管脚图： 逻辑关系式： C AB D Z=ABC+BCD+ACD+ABD=AB BCDACD 逻辑图：
6.详细实验步骤及实验结果数据记录（包括各仪器、仪表量程及内阻的记录）真值表： A B C D F 00000 00010 00100 00110
7.实验结论 由真值表可知，四人无弃权表决电路设计成功，实现了预期功能。
8.实验中出现的问题及解决对策 实验过程中由于有五个与门，而每个74LS20可实现两个与门，故线路连起来相当复杂，容易混淆，故在连接电路时安排好位置，标记好引脚和接头。 9.本次实验的收获和体会、对电路实验室的意见或建议 此次设计是对经典四人表决电路的一次创新，利用书本上的知识和以前类似实验的设计思路进行了此次实验，锻炼了实践能力，熟悉了组合逻辑电路的设计方法。 这次的实验绝对原创的，是对以前做过的实验的一次创新，复杂了不少，锻炼了能力。 10．参考文献 [1]电工学实验教程/王宇红主编.——北京：机械工业出版社，（重印）
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/0310060655.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/0310060655.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。
第7章 时序逻辑电路 【7-1】已知时序逻辑电路如图7.1所示，假设触发器的初始状态均为0。 (1 )写出电路的状态方程和输出方程。 (2) 分别列出X =0和X =1两种情况下的状态转换表，说明其逻辑功能。 (3) 画出X =1时，在CP 脉冲作用下的Q 1、Q 2和输出Z 的波形。 1J 1K C11J 1K C1Q 1 Q 2 CP X Z 1 图7.1 解： 1．电路的状态方程和输出方程 n 1n 2n 11n 1Q Q Q X Q +=+ n 2n 11n 2Q Q Q ⊕=+ CP Q Q Z 21= 2 ．分别列出X =0和X =1两种情况下的状态转换表，见题表7.1所示。逻辑功能为 当X =0时，为2位二进制减法计数器；当X =1时，为3进制减法计数器。 3．X =1时，在CP 脉冲作用下的Q 1、Q 2和输出Z 的波形如图7.1(b)所示。 题表7.1 Q Q Z 图7.1(b) 【7-2】电路如图7.2所示，假设初始状态Q a Q b Q c =000。 (1) 写出驱动方程、列出状态转换表、画出完整的状态转换图。 (2) 试分析该电路构成的是几进制的计数器。 Q c
解： 1．写出驱动方程 1a a ==K J n c n a b b Q Q K J ?== n b n a c Q Q J = n a c Q K = 2．写出状态方程 n a 1 n a Q Q =+ n a n a n a n a n c n a 1n b Q Q Q Q Q Q Q +=+ n c n a n c n b n a 1n b Q Q Q Q Q Q +=+ 3．列出状态转换表见题表7.2，状态转换图如图7.2(b)所示。 图7.2(b) 表7.2状态转换表 CP n a n b c Q Q Q 0 0 0 0 1 0 0 1 2 0 1 0 3 0 1 1 4 1 0 0 5 1 0 1 6 0 0 0 n 4．由FF a 、FF b 和FF c 构成的是六进制的计数器。 【7-3】在二进制异步计数器中，请将正确的进位端或借位端（Q 或Q ）填入下表 解： 题表7-3 下降沿触发 由 Q 端引出进位 由Q 端引出借位 触发方式 加法计数器 减法计数器上升沿触发 由Q 端引出进位 由Q 端引出借位 【7-4】电路如图7.4(a)所示，假设初始状态Q 2Q 1Q 0=000。 1. 试分析由FF 1和FF 0构成的是几进制计数器； 2. 说明整个电路为几进制计数器。列出状态转换表，画出完整的状态转换图和CP 作用下的波形图。
现代电力电子技术发展及其应用 摘要：电力电子技术是研究采用电力电子器件实现对电能的控制和变换的科学，是介于电气工程三大主要领域——电力、电子和控制之间的交叉学科，在电力、工业、交通、航空航天等领域具有广泛的应用。电力电子技术的应用已经深入到工业生产和社会生活的各个方面，成为传统产业和高新技术领域不可缺少的关键技术，可以有效地节约能源。 一、引言 自上世纪五十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控制技术舞台，标志着电力电子技术的诞生。究竟什么是电力电子技术呢？电力电子技术就是采用功率半导体器件对电能进行转换、控制和优化利用的技术，它广泛应用于电力、电气自动化及各种电源系统等工业生产和民用部门。它是介于电力、电子和控制三大领域之间的交叉学科。目前，电力电子技术的应用已遍及电力、汽车、现代通信、机械、石化、纺织、家用电器、灯光照明、冶金、铁路、医疗设备、航空、航海等领域。进入21世纪，随着新的理论、器件、技术的不断出现，特别是与微控制器技术的日益融合，电力电子技术的应用领域也必将不断地得以拓展，随之而来的必将是智能电力电子时代。 二、电力电子技术的发展 现代电力电子技术的发展方向,是从以低频技术处理问题为主的传统电力电子学,向以高频技术处理问题为主的现代电力电子学方向转变。电力电子技术起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件,其发展先后经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代,并促进了电力电子技术在许多新领域的应用。八十年代末期和九十年代初期发展起来的、以功率MOSFET和IGBT为代表的、集高频、高压
和大电流于一身的功率半导体复合器件,表明传统电力电子技术已经进入现代电力电子时代。 1、整流器时代 大功率的工业用电由工频(50Hz)交流发电机提供,但是大约20%的电能是以直流形式消费的,其中最典型的是电解(有色金属和化工原料需要直流电解)、牵引(电气机车、电传动的内燃机车、地铁机车、城市无轨电车等)和直流传动(轧钢、造纸等)三大领域。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,因此在六十年代和七十年代,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-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。 2、逆变器时代 七十年代出现了世界范围的能源危机,交流电机变频惆速因节能效果显著而迅速发展。变频调速的关键技术是将直流电逆变为0~100Hz的交流电。在七十年代到八十年代,随着变频调速装置的普及,大功率逆变用的晶闸管、巨型功率晶体管(GTR)和门极可关断晶闸管(GT0)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出,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。 3、变频器时代 进入八十年代,大规模和超大规模集成电路技术的迅猛发展,为现代电力电子技术的发展奠定了基础。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,出现了一批全新的全控型功率器件、首先是功率M0SFET的问世,导致了中小功率电源向高频化发展,而后绝缘门极双极晶体管(IGBT)的出现,又为大中型功率电源向高频发展带来机遇。MOSFET和IGBT的相继问世,是传统的电力电子向现代电力电子转化的标志。据统计,到1995年底,功率M0SFET和GTR在功率半导体器件市场上已达到平分秋色的地步,而用IGBT代替GTR在电力电子领域巳成定论。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
姓名XXX 班级1108301 学号11108301xx 实验日期 6.5 节次9-11 教师签字成绩 四人无弃权表决电路 1.实验目的 1）掌握74LS20的逻辑功能和使用方法； 2）通过实验，进一步熟悉组合逻辑电路的分析与设计方法。 2.总体设计方案或技术路线 设计一个四人无弃权表决电路(多数赞成则提议通过，即三人以上包括三人)，用74LS20来实现。 1）根据任务的要求，设计电路； 2）用代数化简法求出最简的逻辑表达式； 3）根据表达式，画出逻辑电路图，用标准器件（与、或、非）构成电路； 4）最后，用实验来验证设计的正确性。 3.实验电路图 1）ABCD输入端，接数据开关；Z输出端接电平指示器; 2）改变ABCD的组态，记录Z的变化，验证逻辑函数的功能及设计的正确性。 4. 仪器设备名称、型号 1）实验箱 1台 2）双踪示波器 1台 3）双路直流稳压电源 1台 4）数字万用表 1只 5）74LS20 3片
5.理论分析或仿真分析结果 74LS20管脚图： 逻辑关系式： C AB D Z=ABC+BCD+ACD+ABD=AB BCDACD 逻辑图：
6.详细实验步骤及实验结果数据记录（包括各仪器、仪表量程及内阻的记录）真值表：
7.实验结论 由真值表可知，四人无弃权表决电路设计成功，实现了预期功能。 8.实验中出现的问题及解决对策 实验过程中由于有五个与门，而每个74LS20可实现两个与门，故线路连起来相当复杂，容易混淆，故在连接电路时安排好位置，标记好引脚和接头。 9.本次实验的收获和体会、对电路实验室的意见或建议 此次设计是对经典四人表决电路的一次创新，利用书本上的知识和以前类似实验的设计思路进行了此次实验，锻炼了实践能力，熟悉了组合逻辑电路的设计方法。 这次的实验绝对原创的，是对以前做过的实验的一次创新，复杂了不少，锻炼了能力。 10．参考文献 [1]电工学实验教程/王宇红主编.——北京：机械工业出版社，2009.8（2012.1重印）
【电子行业】哈理工电子技术数字部分
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数制和码制、逻辑代数基础 教学内容： 0、概述（1）逻辑代数（2）二进制表示法（3）二进制代码 1、基本概念、公式和定理（1）基本和常用逻辑运算（2）公式和定理 2、逻辑函数的化简方法（1）标准式和最简式（2）公式化简法（3）图形化 简法（4）具有约束的函数的化简 3、逻辑函数的表示方法及其相互转换（1）几种表示方法（2）几种表示法 的相互转换 重点难点： 逻辑代数的公式、定理及应用 逻辑函数各种表示方法及其相互转换 逻辑函数的化简（包括具有约束的函数）
教学要求： 掌握逻辑函数四种表示方法，能熟练地相互转换，会根据输入画输出波形； 掌握逻辑函数俩种化简方法，正确理解约束条件，且能在化简中熟练运用。 一、单项选择题 1、数字电路中的工作信号为( )。 (a) 随时间连续变化的电信号(b) 脉冲信号(c) 直流信号 2、AB+CD的“和非”逻辑式为( )。 (a) (b) (c) 3、图示逻辑电路的逻辑式为( )。 (a) B+A(b) AB+ (c) +AB (d) AB
4、下列逻辑符号中，能实现逻辑功能的是( )。 5、逻辑图和输入A，B的波形如图所示，分析当输出F为“0”的时刻应是( )。 (a) t1(b) t2(c) t3 6、逻辑式BC+ABC+C，化简后为( )。 (a) B+C (b) C+AB (c) C+BC 7、逻辑符号如图所示，表示“和”门的是( ) 。
现代电力电子技术的发展、现状与未来展 望综述
课程报告 现代电力电子技术的发展、现状与 未来展望综述 学院：电气工程学院 姓名： ********* 学号: 14********* 专业： ***************** 指导教师： *******老师 0 引言
电力电子技术就是使用电力半导体器件对电能进行变换和控制的技术，它是综合了电子技术、控制技术和电力技术而发展起来的应用性很强的新兴学科。随着经济技术水平的不断提高，电能的应用已经普及到社会生产和生活的方方面面，现代电力电子技术无论对传统工业的改造还是对高新技术产业的发展都有着至关重要的作用，它涉及的应用领域包括国民经济的各个工业部门。毫无疑问，电力电子技术将成为21世纪的重要关键技术之一。 1 电力电子技术的发展［1］ 电力电子技术包含电力电子器件制造技术和变流技术两个分支，电力电子器件的制造技术是电力电子技术的基础。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，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。 1.1半控型器件（第一代电力电子器件） 上世纪50年代，美国通用电气公司发明了世界上第一只硅晶闸管(SCR)，标志着电力电子技术的诞生。此后，晶闸管得到了迅速发展，器件容量越来越大，性能得到不断提高，并产生了各种晶闸管派生器件，如快速晶闸管、逆导晶闸管、双向晶闸管、光控晶闸管等。但是，晶闸管作为半控型器件，只能通过门极控制器开通，不能控制其关断，要关断器件必须通过强迫换相电路，从而使整个装置体积增加，复杂程度提高，效率降低。另外，晶闸管为双极型器件，有少子存储效应，所以工作频率低，一般低于400 Hz。由于以上这些原因，使得晶闸管的应用受到很大限制。 1.2全控型器件（第二代电力电气器件） 随着半导体技术的不断突破及实际需求的发展，从上世纪70年代后期开始，以门极可关断晶闸管（GTO）、电力双极晶体管（BJT）和电力场效应晶体管（Power-MOSFET）为代表的全控型器件迅速发展。全控型器件的特点是，通过对门极（基极、栅极）的控制既可使其开通又可使其关断。此外，这些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。这些优点使电力电子技术的面貌焕然一新，把电力电子技术推进到一个新的发展阶段。 1.3电力电子器件的新发展 为了解决MSOFET在高压下存在的导通电阻大的问题，RCA公司和GE公司于1982年开发出了绝缘栅双极晶体管（IGBT）,并于1986年开始正式生产并逐渐系列化。IGBT是MOS?FET和BJT得复合，它把MOSFET驱动功率小、开关速度快的优点和BJT通态压降小、载流能力大的优点集于一身，性能十分优越，使之很快成为现代电力电子技术的主导器件。与IGBT 相对应，MOS 控制晶闸管(MCT)和集成门极换流晶闸管（IGCT）都是MOSFET和GTO的复合，它们都综合
黑龙江省精品课程 电力电子技术基础 作业（3章） 2014年 2月
第3章整流电路习题 第1部分：简答题 1.什么是半波整流器？什么是全波整流器？举例说明其拓扑结构有什么不同？ 2. 针对晶闸管变流器，给出下列名词的定义：自然换流点，触发延迟角，导通角和移相控制范围。 3.什么是变流器的相位控制方式？ 4.什么是有源逆变？简述有源逆变产生的条件，并比较晶闸管变流器整流工作模式与逆变工作模式的差别。 5.逆变角是如何定义的？简述当晶闸管变流器工作于逆变状态时，应如何限制逆变角才能保证正常换流？简述逆变失败的原因及逆变失败所产生的后果。 6.晶闸管三相桥式变流电路，在设计触发电路时，为什么要采用“双窄脉冲”触发方式？晶闸管单相桥式变流电路，是否也需要采用这种双窄脉冲触发方式，为什么？ 7.为什么随着触发角α的增加，晶闸管整流器的功率因数会变降低？ 8.二极管桥式整流电路，负载侧并联大电容时，为什么在启动时会产生突入电流，突入电流有何危害，如何抑制突入电流？ 第2部分：画图及计算题 1.当要求设备即可以在115V，又可以在230V交流输入电压下工作时，可采用如图3－1所 示倍压整流电路为设备提供直流电源。当输入电压为230V时，电压选择开关断开；当输入电压为115V时，电压选择开关闭合。试说明在这两种情况下整流输出电压是相同的。 图 3－1
2. 图3－2所示单相桥式半控整流电路（半控指将变流器中的一半晶闸管换成二极管，所以只有一半器件是可控的），大电感负载（近似认为负载电流恒定为Id ），回答下列问题： 1)画出在α＝0o，α＝90o时直流输出电压vd ，电源电流is ，S1中电流is1，D1中电流iD1的波形（规定：器件的正向导电方向为电流的正方向）。 2)推导直流输出电压Vd 的解析表达式（即Vd 与相电压有效值Vs,触发角α的关系表达式）。 3)说明该电路能否工作于有源逆变状态。试说明单相桥式半控整流电路与全控变流电路（全部器件都是晶闸管）相比，有那些优缺点？ 图3－2 3. 单相桥式晶闸管变流电路如图3－3所示，交流电源电压有效值Vs=100V ，负载中rd =2Ω，Ld 值极大，反电势Ed=60V ，假定Ls ＝0。回答下列问题： 1）计算使晶闸管能触发导通的最小触发角； 2）当 时，求整流输出平均电压Vd 、平均电流Id ，输入电流有效值Is ，输入电流畸 变率THD ，功率因数PF 。 提示： 图3－ 3 ) ]
哈尔滨工业大学远程教育学院 电力电子技术模拟试题5（开卷，时间：120分钟） （所有答案必须写在答题纸上） 一、填空题（42分，每空1分） 1.IGBT导通的条件是：且。 2. IGBT的输出特性分为三个区域，分别是：。IGBT的开关过程，是在区和区之间切换。 3.IGCT由和两类器件结合而成的复合器件，目前正在与IGBT等新型器件激烈竞争，试图最终取代在大功率场合的位置。 4.将多个电力电子器件封装在一个模块中，称为。 5.与单管器件相比，功率模块的优点是：、。 6.功率集成电路将功率器件与等信息电子电路制作在同一芯片上。 7.功率集成电路实现了和的集成，成为机电一体化的理想接口。 8.按照载流子参与导电的情况,，可将电力电子器件分为: 、和三类。 9.斩波电路用于拖动直流电动机时，降压斩波电路能使电动机工作于第 象限，升压斩波电路能使电动机工作于第象限，斩波电路能使电动机工作于第1和第2象限。 10.桥式可逆斩波电路用于拖动直流电动机时，可使电动机工作于第 象限。 11.复合斩波电路中，电流可逆斩波电路可看作一个斩波电路和一个 斩波电路的组合；多相多重斩波电路中，3相3重斩波电路相当于3 个斩波电路并联。 12.T型双极式可逆斩波电路需要电源供电，功率管承受的反向电压是电源电压的倍。 13.一个开关周期内，双极式桥式可逆斩波电路所输出的负载电压极 性，故称双极式；单极式桥式可逆斩波电路所输出的负载电压极 性，故称单极式。 14.把直流电变成交流电的电路称为，当交流侧有电源时称为，当交流侧无电源时称为。
15.电流从一个支路向另一个支路转移的过程称为换流，从大的方面，换流可以分为两类，即外部换流和，进一步划分，前者又包括两种换流方式，后者包括两种换流方式。适用于全控型器件的换流方式 是。 16.逆变电路可以根据直流侧电源性质不同分类，当直流侧是电压源时，称此电路为，当直流侧为电流源时，称此电路为。17.半桥逆变电路输出交流电压的幅值Um为，全桥逆变电路输出交流电压的幅值Um为。 18.单相全桥方波型逆变电路，180度导电角的控制方式下，改变输出交流电压的有效值只能通过改变来实现，改变可改变输出交流电频率。为防止同一桥臂的上下两个开关器件同时导通而引起直流侧电源短路，在开关控制上应采取的措施。 二、简答题（18分，每题2分） 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？ 2.使晶闸管导通的条件是什么？ 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？ 4.什么是异步调制？什么是同步调制？两者各有何特点？分段同步调制有什么优点？ 5.什么是SPWM波形的规则化采样法？和自然采样法比规则采样法有什么优点？ 6.交流调压电路和交流调功电路有什么区别？二者各运用于什么样的负载？为什么？ 7.单相交流调压电路带电阻负载和带阻感负载时所产生的谐波有何异同？ 8.斩控式交流调压电路带电阻负载时输入输出有何特性？ 9.什么是组合变流电路？
哈工大电气学院 生产实习报告 姓名： 学号： 班级： 专业：电气工程及其自动化 实习时间：2014年夏季学期 2014.7.20
目录 一、前言 (2) 二、实习流程 (2) 三、实习概况 (2) 1、哈尔滨热电厂 (2) 2、哈尔滨同为电气 (3) 3、哈尔滨电机厂 (3) 4、固泰电子 (4) 5、长春第一汽车制造厂 (5) 6、一汽解放汽车有限公司卡车厂薄板车间 (6) 7、一汽兴业公司会议室听安全教育讲座 (6) 四、主要理论技术与生产工艺介绍 (7) 1、锻造工艺 (7) 2、冲压工艺 (7) 3、焊接工艺 (7) 4、烟气脱硫技术 (7) 5、数控编程 (8) 6、发电机 (8) 7、汽车喇叭 (8) 五、思考题 (8) 六、实习感想 (11)
一、前言 生产实习是电气工程及其自动化专业教学计划的重要组成部分，是我们在校期间理论联系实际，增长实践知识的重要手段和方法之一。通过实习，使我们在学校所学到的理论知识与生产实践相结合，综合运用所学到的知识解决生产实践中遇到的问题。通过实践，我们可以验证、巩固和深化所学的理论知识，培养了我们分析问题和解决问题的能力，使我们系统了解专业情况，加深对专业理论知识的全面理解。参加专业劳动，学习生产技能，培养优良作风，提高思想觉悟，扩大视野，为以后的工作实践增强感性认识。 实践是大学生活的第二课堂，是知识常新和发展的源泉，是检验真理的试金石，也是大学生锻炼成长的有效途径。一个人的知识和能力只有在实践中才能发挥作用，才能得到丰富、完善和发展。大学生成长，就要勤于实践，将所学的理论知识与实践相结合一起，在实践中继续学习，不断总结，逐步完善，有所创新，并在实践中提高自己由知识、能力、智慧等因素融合成的综合素质和能力，为自己事业的成功打下良好的基础，在这样的实际条件下，我们十分有必要去进行一次生产实习。 二、实习流程 2014年7月7日实习动员大会 2014年7月8日哈尔滨热电厂 2014年7月9日哈尔滨同为电 2014年7月10日下午哈尔滨电机厂 2014年7月10日上午固泰电子 2014年7月16日-18日长春第一汽车制造厂 2014年7月23日生产实习讲座 三、实习概况 1、哈尔滨热电厂
现代电力电子技术
现代电力电子技术二、主观题(共12道小题) (主观题请按照题目，离线完成，完成后纸质上交学习中心，记录成绩。在线只需提交客观题答案。) 11. 电力电子技术的研究内容？ 12. 电力电子技术的分支？ 13. 电力变换的基本类型？ 14. 电力电子系统的基本结构及特点？ 15. 电力电子的发展历史及其特点？ 16. 电力电子技术的典型应用领域？ 17. 电力电子器件的分类方式？ 18. 晶闸管的基本结构及通断条件是什么？ 19. 维持晶闸管导通的条件是什么？ 20. 对同一晶闸管，维持电流I H与擎住电流IL在数值大小上有I L______I H。 21. 整流电路的主要分类方式？ 22. 单相全控桥式整流大电感负载电路中，晶闸管的导通角θ=________。
现代电力电子技术二、主观题(共12道小题) 11. 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。 12. 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。 13. 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 14. 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。'
15. 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 16. 电力电子技术的典型应用领域？ 参考答案：介绍一般工业、交通运输、电力系统、家用电器和新能源开发几个方面进行介绍，要说明电力电子技术应用的主要特征。 17. 电力电子器件的分类方式？ 参考答案： 电力电子器件的分类 （１）从门极驱动特性可以分为：电压型和电流型 （２）从载流特性可以分为：单极型、双极型和复合型 （３）从门极控制特性可以分为：不可控、半控及全控型 18. 晶闸管的基本结构及通断条件是什么？ 参考答案：晶闸管由四层半导体结构组成，是个半控型电力电子器件，导通条件：承受正向阳极电压及门极施加正的触发信号。关断条件：流过晶闸管的电流降低到维持电流以下。 19. 维持晶闸管导通的条件是什么？ 参考答案：流过晶闸管的电流大于维持电流。 20. 对同一晶闸管，维持电流I H与擎住电流IL在数值大小上有I L______I H。 参考答案：I L__〉____I H 21. 整流电路的主要分类方式？ 参考答案： 按组成的器件可分为不可控（二极管）、半控（SCR)、全控(全控器件）三种； 按电路结构可分为桥式电路和半波电路； 按交流输入相数分为单相电路和三相电路。
后面有些2009及2010年的复试题，很有参考价值哦。 本人电气工程专业，亲历2011年哈工大复试，总的来说还是很公正公平的。要把握住笔试环节，考取高分很重要，其实好好复习也不难。2011年的复试中的笔试，自控部分基本和2009年题型一样，甚至重复的很多。只要复习好书本划定的范围，就没问题。而电力电子部分的变化较大，主要改动有抽取电力电子教材（指定的那本）大概20左右的（记得不是很准）原理图以及打乱的产生的波形及PWM 那一章的图几乎都有哦，让你们将其对应起来（也就是多选题，选错就没分，少选还扣分）。我觉得主要变化就是更加侧重分析理解书本的图形原理。当然一定要抓住划定的考试范围，这点很重要，不能盲目。对于划定范围内的一定要复习理解透彻。做好这些，相信没问题。至于面试环节，就是尽量有自己的实践或者擅长的东西给老师说说，不要基本的都没有搞懂就说自己做过这做过那，不然被识破很难看的。也就是宁缺毋滥，还要有闪光点，对自己做的课题或者项目有很好的表述。面试抽题时候，有个计算机控制还是什么，反正我没学过，要提前准备下，总共应该有电机学、单片机、计算机控制等等吧。我当年是抽的单片机的中断源有那几个，还很简单。总之，也要准备下这一块。实在不行，等面试的时候，遇见工大一块面试的，就从他们那借下资料，复印下，面试前看看，也行。工大的学生，有些会愿意給借的，不过我那年没遇到这么好的，你们试试吧，予人玫瑰，手有余香嘛，借给别人也不会给你多大的损失。还有就是算好自己的笔试复试成绩，当录取结果出来的时候以免老师把你算掉了，因为人数很多
还有查清每个人的调剂自愿，出错误也难免，做到自己心里有数，出了问题找那里的老师，一般还算公平。 最后提醒大家，工大的复印店有很多复试的资料哦。舍得花钱买，才行。主楼里面也有复印店，里面有很多面试问题，可以看看。分数出来了，只要感觉能进复试，就早点去工大吧，住他们宿舍，还是很方便的，晚了就没有了。 预测，2012年的复试题怎么变化我真不知道，上面是2011年的回忆。我觉得2012的自控应该和2010年像，电力电子题型可能还是和2010一样吧。只要好好复习那两本书，自信去考，肯定没问题。祝大家考出好成绩。有错误多多包涵，时间长了，记不住了。
第九章 集 成 触 发 器 9--1 R d S d Q Q 不定 9--2 （1 CP=1时如下表）(2) 特性方程Q n+1=D (3)该电路为锁存器（时钟型D 触发器）。CP=0时，不接收D 的数据；CP=1时，把数据锁存。(但该电路有空翻） 9--3 (1)、C=0时该电路属于组合电路；C=1时是时序电路。 (2)、C=0时Q=A B +; C=1时Q n+1=B Q BQ n n += (3)、输出Q 的波形如下图。 A B C Q 9--4 CP D Q 1Q 2 9--5 D Q Q CP T 图9.5
Q1CP Q2Q3Q4 Q 1 n 1+=1 Q 2n 1+=Q 2n Q n 13+=Q n 3 Q Q 4n 14n += 9--7 1、CP 作用下的输出Q 1 Q 2和Z 的波形如下图； 2、Z 对CP 三分频。 D Q Q CP Q1 D Q Q Q2 Z Rd CP Q1Q2 Z 1 9--8 由Q D J Q KQ J Q KQ n 1n n n n +==+=?得D 触发器转换为J-K 触发器的逻辑图如下面的左图；而将J-K 触发器转换为D 触发器的逻辑图如下面的右图 CP D Q Q J K Q D Q Q J K CP 9--9 CP B C A 9--10 CP X Q1Q2Z
Q Q D Rd CP R C 5V CP u c u c Q 1.4V 9--12 1、石英晶体的作用是稳定频率，因为石英晶体选频特性非常好。 2、振荡器的输出频率是1MH Z 3、控制信号C=0是停振。 9--13图9.13(a)为由555定时器和D 触发器构成的电路，请问： 1、555定时器构成多谐振荡器 2、u c, u o 1, u o 2的波形 u c u o 1u o 2 t t t 1.67V 3.33V 3、u o 1的频率f 1= 1 074501316.. H z ??≈ u o 2的频率f 2=158H z 4、如果在555定时器的第5脚接入4V 的电压源，则u o 1的频率变为 1 113001071501232.... H z ??+??≈ 9—14 （a)是由555定时器构成的单稳态触发电路。 1、工作原理（略）； 2、暂稳态维持时间t w =1.1RC=10ms(C 改为1μF)； 3、u c 和u o 的波形如下图：