（供学生平时课程学习、复习用，●为重点） 第一章绪论 1.电力电子技术：信息电子技术----信息处理，包括：模拟电子技术、数字电子技术 电力电子技术----电力的变换与控制 2. ●电力电子技术是实现电能转换和控制，能进行电压电流的变换、频率的变换及相 数的变换。 第二章电力电子器件 1.电力电子器件分类：不可控器件：电力二极管 可控器件：全控器件----门极可关断晶闸管GTO电力晶体管GTR 场效应管电力PMOSFET绝缘栅双极晶体管IGBT及其他器件 ☆半控器件----晶闸管●阳极A阴极K 门极G 2.晶闸管 1）●导通：当晶闸管承受正向电压时，仅在门极有触电电流的情况晶闸管才能开通。 ●关断：外加电压和外电路作用是流过晶闸管的电流降到接近于零 ●导通条件：晶闸管承受正向阳极电压，并在门极施加触发电流 ●维持导通条件：阳极电流大于维持电流 当晶闸管承受反向电压时，不论门极是否有触发电流，晶闸管都不会导通。 当晶闸管承受正向电压时，仅在门极有触发电流的情况下晶闸管才会开通。 当晶闸管导通，门极失去作用。 ●主要参数：额定电压、额定电流的计算，元件选择 第三章 ●整流电路 1.电路分类：单相----单相半波可控整流电路单相整流电路、桥式（全控、半控）、单相全波可控整流电路单相桥式（全控、半控）整流电路 三相----半波、●桥式（●全控、半控） 2.负载：电阻、电感、●电感+电阻、电容、●反电势 3.电路结构不同、负载不同●输出波形不同●电压计算公式不同
单相电路 1.●变压器的作用：变压、隔离、抑制高次谐波（三相、原副边星/三角形接法） 2.●不同负载下，整流输出电压波形特点 1）电阻电压、电流波形相同 2）电感电压电流不相同、电流不连续，存在续流问题 3）反电势停止导电角 3.●二极管的续流作用 1）防止整流输出电压下降 2）防止失控 4.●保持电流连续●串续流电抗器，●计算公式 5.电压、电流波形绘制，电压、电流参数计算公式 三相电路 1.共阴极接法、共阳极接法 2.触发角ā的确定 3.宽脉冲、双窄脉冲 4.●电压、电流波形绘制●电压、电流参数计算公式 5.变压器漏抗对整流电流的影响●换相重叠角产生原因计算方法 6.整流电路的谐波和功率因数 ●逆变电路 1.●逆变条件●电路极性●逆变波形 2.●逆变失败原因器件触发电路交流电源换向裕量 3.●防止逆变失败的措施 4.●最小逆变角的确定 触发电路 1.●触发电路组成 2.工作原理 3.触发电路定相 第四章逆变电路
1.1 晶闸管导通的条件是什么？由导通变为关断的条件是什么？ 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：u AK>0且u GK>0。 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。 1.2晶闸管非正常导通方式有几种？ （常见晶闸管导通方式有5种，见课本14页，正常导通方式有：门级加触发电压和光触发） 答：非正常导通方式有： (1) Ig=0，阳极加较大电压。此时漏电流急剧增大形成雪崩效应，又通过正反馈放大漏电 流，最终使晶闸管导通； (2) 阳极电压上率du/dt过高；产生位移电流，最终使晶闸管导通 (3) 结温过高；漏电流增大引起晶闸管导通。 1.3 试说明晶闸管有那些派生器件。 答：晶闸管派生器件有：（1）快速晶闸管，（2）双向晶闸管，（3）逆导晶闸管，（4）光控晶闸管 1.4 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和普通晶闸管同为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α1 和α２，由普通晶闸管的分析可得，α1 + α2 = 1 是器件临界导通的条件。α1 + α2＞1 两个等效晶体管过饱和而导通；α1 + α2＜1 不能维持饱和导通而关断。GTO 之所以能够自行关断,而普通晶闸管不能,是因为GTO 与普通晶闸管在设计和工艺方面有以下几点不同： 1）GTO 在设计时α2 较大,这样晶体管T2 控制灵敏,易于GTO 关断; 2)GTO 导通时α1 + α2 的更接近于l,普通晶闸管α1 + α2 ≥1.5 ,而GTO 则为α1 + α2 ≈1.05 ，GTO 的饱和程度不深,接近于临界饱和,这样为门极控制关断提供了有利条件; 3)多元集成结构使每个GTO 元阴极面积很小, 门极和阴极间的距离大为缩短,使得P2 极
第一章 电力半导体器件 习题与思考题解 1-1．晶闸管导通的条件是什么？怎样使晶闸管由导通变为关断？ 解：晶闸管导通的条件是：阳极承受正向电压，处于阻断状态的晶闸管，只有在门极加正向触发电压，才能使其导通。门极所加正向触发脉冲的最小宽度，应能使阳极电流达到维持通态所需要的最小阳极电流，即擎住电流ＩＬ以上。导通后的晶闸管管压降很小。 使导通了的晶闸管关断的条件是：使流过晶闸管的电流减小至某个小的数值－维持电流ＩＨ以下。其方法有二： １）减小正向阳极电压至某一最小值以下，或加反向阳极电压； ２）增加负载回路中的电阻。 1-2．型号为KP100-3的晶闸管，维持电流I H =4mA ，使用在题1-2图中的电路中是否合理？为什么（不考虑电压、电流裕量）？ 解：根据机械工业部标准JB1144-75规定，ＫＰ型为普通闸管，KP100-3的晶闸管，其中100是指允许流过晶闸管的额定通态平均电流为100A ，3表示额定电压为300V 。 对于图(a)，假若晶闸管V 被触发开通，由于电源为直流电源，则晶闸管流过的最大电流为 ()mA I V 210 5001003=?= 因为I V < I H ，而I H < I L ，I L 为擎住电流，通常I L =(2~4) I H 。可见，晶闸管流过的最大电流远小于擎住电流，所以，图(a)不合理。 对于图(b)，电源为交流220V ，当α=0°时，最大输出平均电压 9922045.045.02=?=≈U U d （Ｖ）
平均电流 9.91099=== R U d VAR I (A) 波形系数 57.1≈=VAR V f I I K 所以， ＩＶ＝K f 。ＩＶＡＲ＝1.57×9.9＝15.5(A) 而KP100-3允许流过的电流有效值为I VE ＝1.57×100＝157(A)， I L < I V 300(V) 所以，图(b)不满足电压指标，不合理。 对于图(c)，电源为直流电源，Ｖ触发导通后，流过Ｖ的最大电流为I V ＝150／1＝150(A),即为平均值，亦是有效值。而I VE ＝150A ，I V ＝150(A)<157（A ），即I L < I V 电力电子技术复习提纲
《电力电子技术》复习提纲 期末考试： 总成绩分配比例：平时10%+实验20%+期末70% 题型：填空、简答、计算、分析题（1308、1309） 第一章绪论 本章要点：1、电力电子技术概念。 2、电力变换的种类。 1电力电子技术定义：是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术，是应用于电力领域的电子技术，主要用于电力变换。 2 电力变换的种类： （1）交流变直流AC-DC：整流 （2）直流变交流DC-AC：逆变 （3）直流变直流DC-DC：一般通过直流斩波电路实现 （4）交流变交流AC-AC：一般称作交流电力控制 3 电力电子技术分类：分为电力电子器件制造技术和变流技术 4.电力电子技术的诞生1957年美国通用电气公司研制出第一个晶闸管，1904年出现电子管，1947年美国著名贝尔实验室发明了晶体管。 5 电子技术分为信息电子技术与电力电子技术。信息电子技术主要用于信息处理，电力电子技术主要用于电力变换。 第2章电力电子器件 本章要点：1、电力电子器件的分类。 2、晶闸管的基本特性和主要参数（额定电流和额定电压的确定）。 3、全控型器件的电气符号。 复习参考：P42 2、3、4 1、电力电子器件一般工作在开关状态。 2、通常情况下，电力电子器件功率损耗主要为通态损耗，而当器件开关频率较高时，功率损耗主要为开关损耗。 3、电力电子器件组成的系统，一般由控制电路、驱动电路、主电路三部分组成，由于电路中存在电压和电流的过冲，往往需添加保护电路。 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单极型器件、双极型器件、复合型器件三类。 5、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电压驱动型和电流驱动型两类。 6、属于不可控器件的是电力二极管，属于半控型器件的是晶闸管，属于全控型器件的是GTO 、GTR 、电力MOSFET 、IGBT ；属于单极型电力电子器件的有电力MOSFET，属于双极型器件的有电力二极管、晶闸管、GTO 、GTR，属于复合型电力电子器件得有IGBT ；在可控的器件中，容量最大的是晶闸管，工作频
电力电子技术试题（第一章） 一、填空题 1、普通晶闸管内部有PN结,，外部有三个电极，分别是极极和极。 1、三个、阳极A、阴极K、门极G。 2、晶闸管在其阳极与阴极之间加上电压的同时，门极上加上电压，晶闸管就导通。 2、正向、触发。 3、、晶闸管的工作状态有正向状态，正向状态和反向状态。 3、阻断、导通、阻断。 4、某半导体器件的型号为KP50—7的，其中KP表示该器件的名称为，50表示，7表示。 4、普通晶闸管、额定电流50A、额定电压700V。 5、只有当阳极电流小于电流时，晶闸管才会由导通转为截止。 5、维持电流。 6、当增大晶闸管可控整流的控制角α，负载上得到的直流电压平均值会。 6、减小。 7、按负载的性质不同，晶闸管可控整流电路的负载分为性负载，性负载和负载三大类。 7、电阻、电感、反电动势。 8、当晶闸管可控整流的负载为大电感负载时，负载两端的直流电压平均值会，解决的办法就是在负载的两端接一个。 8、减小、并接、续流二极管。 9、工作于反电动势负载的晶闸管在每一个周期中的导通角、电流波形不连续、呈状、电流的平均值。要求管子的额定电流值要些。 9、小、脉冲、小、大。 10、单结晶体管的内部一共有个PN结，外部一共有3个电极，它们分别是极、极和极。 10、一个、发射极E、第一基极B1、第二基极B2。 11、当单结晶体管的发射极电压高于电压时就导通；低于电 压时就截止。 11、峰点、谷点。 12、触发电路送出的触发脉冲信号必须与晶闸管阳极电压，保证在管子阳极电压每个正半周内以相同的被触发，才能得到稳定的直流电压。 12、同步、时刻。 13、晶体管触发电路的同步电压一般有同步电压和电压。 13、正弦波、锯齿波。 14、正弦波触发电路的同步移相一般都是采用与一个或几个的叠加，利用改变的大小，来实现移相控制。 14、正弦波同步电压、控制电压、控制电压。 15、在晶闸管两端并联的RC回路是用来防止损坏晶闸管的。 15、关断过电压。 16、为了防止雷电对晶闸管的损坏，可在整流变压器的一次线圈两端并接一个或。 16、硒堆、压敏电阻。 16、用来保护晶闸管过电流的熔断器叫。 16、快速熔断器。 二、判断题对的用√表示、错的用×表示（每小题1分、共10分） 1、普通晶闸管内部有两个PN结。（×） 2、普通晶闸管外部有三个电极，分别是基极、发射极和集电极。（×） 3、型号为KP50—7的半导体器件，是一个额定电流为50A的普通晶闸管。（） 4、只要让加在晶闸管两端的电压减小为零，晶闸管就会关断。（×） 5、只要给门极加上触发电压，晶闸管就导通。（×） 6、晶闸管加上阳极电压后，不给门极加触发电压，晶闸管也会导通。（√） 7、加在晶闸管门极上的触发电压，最高不得超过100V。（×） 8、单向半控桥可控整流电路中，两只晶闸管采用的是“共阳”接法。（×） 9、晶闸管采用“共阴”接法或“共阳”接法都一样。（×） 10、增大晶闸管整流装置的控制角α，输出直流电压的平均值会增大。（×） 11、在触发电路中采用脉冲变压器可保障人员和设备的安全。（√） 12、为防止“关断过电压”损坏晶闸管，可在管子两端并接压敏电阻。（×） 13、雷击过电压可以用RC吸收回路来抑制。（×） 14、硒堆发生过电压击穿后就不能再使用了。（×） 15、晶闸管串联使用须采取“均压措施”。（√）
第1章 电力电子器件习题答案 1.晶闸管导通的条件是什么?关断的条件是什么? 答: 晶闸管导通的条件: ① 应在晶闸管的阳极与阴极之间加上正向电压。 ② ②应在晶闸管的门极与阴极之间也加上正向电压和电流。 晶闸管关断的条件: 要关断晶闸管,必须使其阳极电流减小到一定数值以下,或在阳极和阴极加反向电压。 2.为什么要限制晶闸管的通态电流上升率? 答:因为晶闸管在导通瞬间,电流集中在门极附近,随着时间的推移,导通区才逐渐扩大,直到全部结面导通为止。在刚导通时,如果电流上升率/di dt 较大,会引起门极附近过热,造成晶闸管损坏，所以电流上升率应限制在通态电流临界上升率以内。 3.为什么要限制晶闸管的断态电压上升率？ 答：晶闸管的PN 结存在着结电容，在阻断状态下，当加在晶闸管上的正向电压上升率/du dt 较大时，便会有较大的充电电流流过结电容，起到触发电流的作用，使晶闸管误导通。因此，晶闸管的电压上升率应限制在断态电压临界上升率以内。 4.额定电流为100A 的晶闸管流过单相全波电流时，允许其最大平均电流是多少？ 解：额定电流为100A 的晶闸管在不考虑安全裕量的情况下，允许的电流有效值为： A I I 15710057.157.1T(AV)T =?== 晶闸管在流过全波电流的时候，其有效值和正弦交流幅值的关系为： 2 d )sin (1 m 0 2m T I t t I I = = ? π ωωπ 其平均值与和正弦交流幅值的关系为： π ωωππ m m d 2d sin 1 I t t I I = = ? 则波形系数为： 11.12 2d T f === πI I K 则晶闸管在流过全波电流的时候，其平均值为： A K I I 1.14111 .1157f T d === 所以，额定电流为100A 的晶闸管流过单相全波电流时，允许其最大平均电流是141.4A 。 5.晶闸管中通过的电流波形如下图所示，求晶闸管电流的有效值、平均值、波形系数及晶闸管额定电流。
第一章绪论 * 先修课程： 电路理论：电路分析的方法（怎么分析、计算） 电子技术基础：学好电力电子器件有帮助，二极管、三极管、MOS管都是此课程的基础。 * 课程的主要任务（为什么要学这门课/对我们有什么帮助）： （1）电力电子器件是电力电子技术的基础，没有器件只有电路，只能做仿真，无法实现功能。现在的器件多是硅半导体的器件，属于集成电路方面的知识。 我们主要不是做电力电子器件，而是应用器件，搭建电路，完成项目的功能。对于电路设计来说，首先要了解器件，所以首先要掌握器件的工作原理和应用。（基础） （2）在（1）的基础上，要了解各种电力电子变换电路的应用（都是应用电力电力器件）。变换电路：直流→直流、直流→交流、交流→直流、交流→交流，大致有这几种，要熟悉掌握这几种电路。（核心）（3）培养分析和解决问题的能力。怎么设计电路，做出相应产品，怎样测试他，有问题（达不到设计指标），如何分析并解决。 *发展史：国外大学重视，通过发展史，可以了解这门科学的发展情况，并有所启迪 *应用：一门技术，知道它在哪里用，就会彻底了解到，否则，茫然 *简单介绍这门课怎么上 1、什么是电力电子技术
电子技术包括两大分支：信息电子技术&电力电子技术。通常所说的电子技术主要是指信息电子技术（模拟电子技术&数字电子技术），主要用来进行信息处理。 电力电子技术，主要研究电能的变换（利用电力电子器件），→区别于信息电子技术（本质上不同）。 一般电子技术（狭义的电子技术）就是指信息电子技术，但实际上，电力电子技术也属于电子技术的一类。 *电力变换，并不一定是几千瓦，几百个兆瓦或G瓦，与大小无关，小到几毫瓦，只要电路是对电能进行变化，都属于电力电子的范畴。 电力电子技术本身有两大分支：电力电子器件制造技术&变流技术。 *电力电子器件制造技术（电力电子技术的基础）：基础，其理论基础是半导体物理，要学电力电子器件制造，要学好半导体物理（属于另一个领域），我们主要是利用电力电子设计电路，实现功能。 *变流技术——就是电力电子器件应用技术，核心是分析和研究电路。 （电力电子技术的核心），研究电力电子技术，主要是研究怎么用管子做电路做系统。 电力电子技术主要研究的是电能的变换，通常所用的电力分两种：直流和交流，从公用电网得到的电力是交流电（近现代电网都提供的是交流，一般不提供直流），从蓄电池和干电池得到的电力是直流。从这些电源得到的电力往往不能满足要求，需要进行电力变换→电力电子技术。 电力变化不仅仅是交流和直流之间的变换，也可能是一种直流变成另一种直流，或者一种交流变成另一种交流电。 整流：交流→直流（把电网出来的交流变成直流） 逆变：直流→交流（相对整流而言，反过来） 直流斩波：直流→直流（一种直流电压/电流变成另一种直流电压/电流） 交流电力控制、变频、变相：交流→交流（交流的变化比较多，不仅有电压、电流，还有频率、相数），单相变三相，三相变单相。 电力电子技术与相关学科的关系 电力电子技术就像Newell所说，用倒三角把它描述清楚了。 电力电子学（电力电子技术）由三门学科交叉而成的，其中，电子学又分电路、器件，电力学又分静止器、旋转电机，控制理论有连续控制、离散控制。
《电力电子技术》第1章课 后习题答案 -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
1.1 晶闸管导通的条件是什么由导通变为关断的条件是什么 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：u AK>0且u GK>0。 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。 1.2晶闸管非正常导通方式有几种 1.3 （常见晶闸管导通方式有5种，见课本14页，正常导通方式有：门级加触 发电压和光触发） 答：非正常导通方式有： (1) Ig=0，阳极加较大电压。此时漏电流急剧增大形成雪崩效应，又通过正反馈放大漏电流，最终使晶闸管导通； (2) 阳极电压上率du/dt过高；产生位移电流，最终使晶闸管导通 (3) 结温过高；漏电流增大引起晶闸管导通。 1.3 试说明晶闸管有那些派生器件。 答：晶闸管派生器件有：（1）快速晶闸管，（2）双向晶闸管，（3）逆导晶闸管，（4）光控晶闸管 1.4 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和普通晶闸管同为 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α1 和α２，由普通晶闸管的分析可得，α1 + α 2 = 1 是器件临界导通的条件。α1 + α 2＞1 两个等效晶体管过饱和而导通；α1 + α 2＜1 不能维持饱和导通而关断。 GTO 之所以能够自行关断,而普 通晶闸管不能,是因为 GTO 与普通晶闸管在设计和工艺方面有以下几点不同：
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I H与擎住电流I L在数值大小上有I L________I H。 10.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。 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U GE（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
第一章电力电子器件 使晶闸管导通的条件是什么？ 答：使晶闸管导通的条件是：晶闸管承受正相阳极电压，并在门极施加触发电流（脉冲）。或者U AK >0且U GK>0 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。 图1－43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I m ，试计算各波形的电流平均值I d1、I d2、I d3与电流有效值I1、I2、I3。 解：a) I d1= I1= b) I d2= I2= c) I d3= I3= .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、I d2、I d3各为多少?这时，相应的电流最大值I m1、I m2、I m3各为多少? 解：额定电流I T(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) I m1A, I d10.2717I m189.48A b) I m2 I d2 c) I m3=2I=314 I d3= 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。两个等效晶体管过饱和而导通；不能维持饱和导通而关断。 GTO之所以能够自行关断，而普通晶闸管不能，是因为GTO与普通晶闸管在设计和工艺方面有以下几点不同： l)GTO在设计时较大，这样晶体管V2控制灵敏，易于GTO关断； 2)GTO导通时的更接近于l，普通晶闸管，而GTO则为，GTO的饱和程度不深，接近于临界饱和，这样为门极控制关断提供了有利条件； 3)多元集成结构使每个GTO元阴极面积很小，门极和阴极间的距离大为缩短，使得P2极区所谓的横向电阻很小，从而使从门极抽出较大的电流成为可能。 .如何防止电力MOSFET因静电感应应起的损坏? 答：电力MOSFET的栅极绝缘层很薄弱，容易被击穿而损坏。MOSFET的输入电容是低泄漏电容，当栅极开路时极易受静电干扰而充上超过±20的击穿电压，所以为防止MOSFET因静电感应而引起的损坏，应注意以下几点： ①一般在不用时将其三个电极短接； ②装配时人体、工作台、电烙铁必须接地，测试时所有仪器外壳必须接地； ③电路中，栅、源极间常并联齐纳二极管以防止电压过高； ④漏、源极间也要采取缓冲电路等措施吸收过电压。 、GTR、GTO和电力MOSFET的驱动电路各有什么特点? 答：IGBT驱动电路的特点是:驱动电路具有较小的输出电阻，ⅠGBT是电压驱动型器件，IGBT的驱动多采用专用
第 1 章习题 第 1 部分：填空题 1.电力电子技术是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的 技术。 2.电力电子技术是应用在电力变换领域的电子技术。 3.电能变换的含义是在输入与输出之间，将电压、_电流、频率、_相位、_相数中的一项以上加以改变。 4.在功率变换电路中，为了尽量提高电能变换的效率，所以器件只能工作在_ 开关状态，这样才能降低损耗。 5.电力电子技术的研究内容包括两大分支：电力电子器件制造 技术和_变流技术。 6.半导体变流技术包括用电力电子器件构成电力变换电路和对其 进行控制的技术，以及构成_ 电力电子装置和电力电子系统的技术。 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能，电流，频率，相位，相数种的一 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；直流变支路-斩波；交流变交流-交 流调压或者变频。
“” “” At the end, Xiao Bian gives you a passage. Minand once said, "people who learn to learn are very happy people.". In every wonderful life, learning is an eternal theme. As a professional clerical and teaching position, I understand the importance of continuous learning, "life is diligent, nothing can be gained", only continuous learning can achieve better self. Only by constantly learning and mastering the latest relevant knowledge, can employees from all walks of life keep up with the pace of enterprise development and innovate to meet the needs of the market. This document is also edited by my studio professionals, there may be errors in the document, if there are errors, please correct, thank you!
1.2 晶闸管-电动机系统（V-M 系统）的主要问题 V-M 系统本质上是带R 、L 、E 负载的晶闸管可控整流电路，关于它的电路原理、电压和电流波形、机械特性等问题，都已在“电力电子技术”课程中讲授。为了承上启下，本节按照分析和设计直流调速系统的需要，重点归纳V-M 系统的几个重要问题：1.触发脉冲相位控制；2.电流脉冲及其波形的连续与断续；3. 抑制电流脉动的措施；4. V-M 系统的机械特性；5. 晶闸管触发和整流装置的放大系数和传递函数。 1.2.1触发脉冲相位控制 在图1-3的V-M 系统中，调节控制电压U c ，从而移动触发装置GT 输出脉冲的相位，即可方便地改变可控整流器VT 输出瞬时电压u d 的波形，以及输出平均电压U d 的数值。如果把整流装置内阻Rrec 移到装置外边，看成是其负载电路电阻的一部分，那么，整流电压便可以用其理想空载瞬时值u d0和平均值U d0 来表示，相当于用图1-7的等效电路代替图1-3实际的整流电路。 图1-7 V-M 系统主电路的等效电路图 这时，瞬时电压平衡方程式可写作 （1-3） 式中 E — 电动机反电动势(V)； i d — 整流电流瞬时值(A)； L — 主电路总电感(H)； R — 主电路等效电阻(Ω)；R = R rec + R a + R L ； R rec —整流装置内阻，包括整流器内部的电阻、整流器件正向压降所对应的电阻整流变压器漏抗换相压降的电阻； R a —电动机电枢电阻 R L —平波电抗器电阻。 对u d0进行积分，即得理想空载整流电压平均值U d0 。 用触发脉冲的相位角α 控制整流电压的平均值U d0是晶闸管整流器的特点。 U d0与触发脉冲相位角 α 的关系因整流电路的形式而异，对于一般的全控整流电路，当电流波形连续时，U d0 = f (α) 可用下式表示 （1-4） 式中 α—从自然换相点算起的触发脉冲控制角； U m — α = 0 时的整流电压波形峰值； t i L R i E u d d d d d0++=αcos π sin πm d0m U m U =R L +_+_I d U d0 E
《电力电子技术》期末复习提纲 绪论 1电子技术信息电子技术和电力电子技术。 电力电子技术定义：是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术，是应用于电力领域的电子技术，主要用于电力变换。 2 电力变换的种类 （1）交流变直流AC-DC：整流 （2）直流变交流DC-AC：逆变 （3）直流变直流DC-DC：一般通过直流斩波电路实现 （4）交流变交流AC-AC：一般称作交流电力控制 3 电力电子技术分类：分为电力电子器件制造技术和变流技术。 第1章电力电子器件 1 电力电子器件与主电路的关系 （1）主电路：指能够直接承担电能变换或控制任务的电路。 （2）电力电子器件：指应用于主电路中，能够实现电能变换或控制的电子器件。 2 电力电子器件一般都工作于开关状态，以减小本身损耗。 3 电力电子系统基本组成与工作原理 （1）一般由主电路、控制电路、检测电路、驱动电路、保护电路等组成。 （2）检测主电路中的信号并送入控制电路，根据这些信号并按照系统工作要求形成电力电子器件的工作信号。
（3）控制信号通过驱动电路去控制主电路中电力电子器件的导通或关断。 （4）同时，在主电路和控制电路中附加一些保护电路，以保证系统正常可靠运行。 4 电力电子器件的分类 根据控制信号所控制的程度分类 （1）半控型器件：通过控制信号可以控制其导通而不能控制其关断的电力电子器件。如SCR晶闸管。 （2）全控型器件：通过控制信号既可以控制其导通，又可以控制其关断的电力电子器件。如GTO、GTR、MOSFET和IGBT。 （3）不可控器件：不能用控制信号来控制其通断的电力电子器件。如电力二极管。 根据驱动信号的性质分类 （1）电流型器件：通过从控制端注入或抽出电流的方式来实现导通或关断的电力电子器件。如SCR、GTO、GTR。 （2）电压型器件：通过在控制端和公共端之间施加一定电压信号的方式来实现导通或关断的电力电子器件。如MOSFET、IGBT。 根据器件内部载流子参与导电的情况分类 （1）单极型器件：内部由一种载流子参与导电的器件。如MOSFET。 （2）双极型器件：由电子和空穴两种载流子参数导电的器件。如SCR、GTO、GTR。（3）复合型器件：有单极型器件和双极型器件集成混合而成的器件。如IGBT。 5 半控型器件—晶闸管SCR 晶闸管的结构与工作原理
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)
电力电子技术随堂练习 TTA standardization office【TTA 5AB- TTAK 08- TTA 2C】
电力电子技术随堂练习 第一章电力二极管和晶闸管 一、单选题 1．晶闸管内部有（）PN结 A．一个B．二个C．三个D．四个【答案：C】 2. 晶闸管两端并联一个RC电路的作用是（C ） A．分流B．降压C．过电压保护D．过电流保护【答案：C】 3. 普通晶闸管的通态电流（额定电流）是用电流的（）来表示的A．有效值 B．最大值 C．平均值 D．瞬时值【答案：C】 4. 晶闸管在电路中的门极正向偏压（）愈好 A．愈大 B．愈小 C．不变 D．0 【答案：B】 二、判断题 1．晶闸管串联使用时，必须注意均流问题。（） 【答案：×】 2．给晶闸管加上正向阳极电压它就会导通。（） 【答案：×】 3. 两个以上晶闸管串联使用，是为了解决自身额定电压偏低，不能胜任电路电压要求，而采取的一种解决方法，但必须采取均压措施。（）【答案：√】 4. 触发普通晶闸管的触发脉冲，也能触发可关断晶闸管。（）【答案：×】
5. 普通晶闸管外部有三个电极，分别是基极、发射极和集电极。 （）【答案：×】 6. 只要让加在晶闸管两端的电压减小为零，晶闸管就会关断。（）【答案：×】 7. 只要给门极加上触发电压，晶闸管就导通。（） 【答案：×】 第二章单相可控整流电路 一、单选题 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（）度A．180° B．60° C．360° D．120°【答案：A】 2. 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() A．90°?B．120°?C．150°?D．180°【答案：D】 3. 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。【答案：B】 4. 单相半波可控整流电路输出直流电压的最大平均值等于整流前交流电压的（）倍。 A．1， B．， C．， D．. 【答案：C 】 5. 单相桥式全控整流电路输出直流电压的最大平均值等于整流前交流电压的（）倍。 A. 1， B. ， C. ， D. .【答案：D 】
晶闸管导通的条件是什么由导通变为关断的条件是什么 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： u AK>0 且 u GK>0。 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。 1.2晶闸管非正常导通方式有几种 （常见晶闸管导通方式有 5 种，见课本14 页，正常导通方式有：门级加触发电压和 光触发） 答：非正常导通方式有： (1)Ig=0，阳极加较大电压。此时漏电流急剧增大形成雪崩效应，又通过正反馈放大漏电 流，最终使晶闸管导通； (2)阳极电压上率 du/dt 过高；产生位移电流，最终使晶闸管导通 (3)结温过高；漏电流增大引起晶闸管导通。 试说明晶闸管有那些派生器件。 答：晶闸管派生器件有：（1）快速晶闸管，（2）双向晶闸管，（3）逆导晶闸管，（4）光控晶闸管 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 和普通晶闸管同为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α 1和α２，由普通晶闸管的分析可得，α 1 +α 2 = 1是器件临 界导通的条件。α 1 +α 2 ＞1两个等效晶体管过饱和而导通；α 1 +α 2＜ 1不能维 持饱和导通而关断。GTO之所以能够自行关断,而普通晶闸管不能,是因为GTO与普通晶 闸管在设计和工艺方面有以下几点不同： 1）GTO在设计时α 2 较大 ,这样晶体管T2控制灵敏,易于GTO关断 ; 2)GTO + α 2导通时α 1 +α 2的更接近于l,普通晶闸管α1 +α 2≥ ,而GTO则为α 1≈，GTO 的饱和程度不深 , 接近于临界饱和 ,这样为门极控制关断提供了有利条 件; 3)多元集成结构使每个GTO元阴极面积很小, 门极和阴极间的距离大为缩短,使得P2极
(第一章) 一、填空题 1、普通晶闸管内部有PN结,,外部有三个电极,分别就是极极与极。1、两个、阳极A、阴极K、门极G。 2、晶闸管在其阳极与阴极之间加上电压得同时,门极上加上电压,晶闸管就导通。2、正向、触发。 3、、晶闸管得工作状态有正向状态,正向状态与反向状态。阻断、导通、阻断。 4、某半导体器件得型号为KP50—7得,其中KP表示该器件得名称为,50表示,7表示。4、普通晶闸管、额定电流50A、额定电压100V。 5、只有当阳极电流小于电流时,晶闸管才会由导通转为截止。 5、维持电流。 6、当增大晶闸管可控整流得控制角α,负载上得到得直流电压平均值会。减小。 7、按负载得性质不同,晶闸管可控整流电路得负载分为性负载, 性负载与负载三大类。7、电阻、电感、反电动势。 8、当晶闸管可控整流得负载为大电感负载时,负载两端得直流电压平均值会,解决得办法就就是在负载得两端接一个。 8、减小、并接、续流二极管。 9、工作于反电动势负载得晶闸管在每一个周期中得导通角、电流波形不连续、呈状、电流得平均值。要求管子得额定电流值要些。 9、小、脉冲、小、大。 10、单结晶体管得内部一共有个PN结,外部一共有3个电极,它们分别就是极、极与极。10、一个、发射极E、第一基极B1、第二基极B2。 11、当单结晶体管得发射极电压高于电压时就导通;低于电压时就截止。11、峰点、谷点。 12、触发电路送出得触发脉冲信号必须与晶闸管阳极电压,保证在管子阳极电压每个正半周内以相同得被触发,才能得到稳定得直流电压。 12、同步、时刻。 13、晶体管触发电路得同步电压一般有同步电压与电压。 13、正弦波、锯齿波。 14、正弦波触发电路得同步移相一般都就是采用与一个或几个得叠加,利用改变得大小,来实现移相控制。 14、正弦波同步电压、控制电压、控制电压。 15、在晶闸管两端并联得RC回路就是用来防止损坏晶闸管得。 15、关断过电压。 16、为了防止雷电对晶闸管得损坏,可在整流变压器得一次线圈两端并接一个或。16、硒堆、压敏电阻。 16、用来保护晶闸管过电流得熔断器叫快速熔断器。 二、判断题对得用√表示、错得用×表示(每小题1分、共10分) 1、普通晶闸管内部有两个PN结。 (×) 2、普通晶闸管外部有三个电极,分别就是基极、发射极与集电极。 (×) 3、型号为KP50—7得半导体器件,就是一个额定电流为50A得普通晶闸管。 () 4、只要让加在晶闸管两端得电压减小为零,晶闸管就会关断。(×) 5、只要给门极加上触发电压,晶闸管就导通。(×) 6、晶闸管加上阳极电压后,不给门极加触发电压,晶闸管也会导通。(√) 7、加在晶闸管门极上得触发电压,最高不得超过100V。(×) 8、单向半控桥可控整流电路中,两只晶闸管采用得就是“共阳”接法。(×) 9、晶闸管采用“共阴”接法或“共阳”接法都一样。(×) 10、增大晶闸管整流装置得控制角α,输出直流电压得平均值会增大。(×) 11、在触发电路中采用脉冲变压器可保障人员与设备得安全。(√) 12、为防止“关断过电压”损坏晶闸管,可在管子两端并接压敏电阻。(×) 13、雷击过电压可以用RC吸收回路来抑制。(×) 14、硒堆发生过电压击穿后就不能再使用了。(×) 15、晶闸管串联使用须采取“均压措施”。(√) 16、为防止过电流,只须在晶闸管电路中接入快速熔断器即可。(×) 17、快速熔断器必须与其它过电流保护措施同时使用。(√) 18、晶闸管并联使用须采取“均压措施”。(×) 22、在电路中接入单结晶体管时,若把b1、b2接反了,就会烧坏管子。(×) 23、单结晶体管组成得触发电路也可以用在双向晶闸管电路中。(√) 24、单结晶体管组成得触发电路输出得脉冲比较窄。(√) 25、单结晶体管组成得触发电路不能很好地满足电感性或反电动势负载得要求。(√) 三、单项选择题把正确答案得番号填在括号内(每小题1分,共10分)