第6章PWM控制技术6.1 PWM的基本原理
6.2 PWM逆变电路及其控制方法6.3 PWM跟踪控制技术
6.4 PWM整流电路及其控制方法
本章小结
第6章PWM控制技术
PWM控制对脉冲的宽度进行调制的技术
通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等
效的获得所需要的波形（含形状和幅值）
直流斩波电路
斩控式交流调压电路
矩阵式变频电路
6.1 PWM控制的基本原理采样控制理论中一个重要结论
冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同
冲量窄脉冲的面积
效果基本相同环节的输出响应波形基本相同 如果把各输出波形用傅里叶变换分析，则其低频段非常接近，仅在高频段略有差异
●图a 为方波窄脉冲、图b 为三角波窄脉冲、图c 为正弦半波窄脉冲，它们的面积都等于1，当它们分别加在具有惯性的同一环节上时，其输出响应基本相同
●当窄脉冲变为图6-1d 的单位冲击函数δ（t ）时，环节的响应即为该环节的脉冲过渡函数
f (t )
d (t )
t
O
a)
b)
c)
d)
t
O
f (t )
t O f (t )t
O f (t )
图6-1 形状不同而冲量相同的各种窄脉冲
i (t )
u (t )
i(t)
t
a)
b)
图6-2 冲量相同的各种窄脉冲的响应波形
u(t)为电压窄脉冲，为电路的输入，电流i(t)为电路的输出，i(t)的上升阶段，脉冲
形状不同，i(t)得形状也略有
不同，但其下降段则几乎完全相同，脉冲越窄，各i(t)波形的差异也越小◆如周期性地施加上述脉冲，则响应i(t)也是周期性的◆用傅里叶级数分解后，各i(t)在低频段的特性将非常接近，仅在高频段有所不同◆上述原理为面积等效原理，
是PWM 控制技术的重要理论基础
O
u 将图6-3a 的正弦波分成N 个
比此相连的脉冲序列所组成的
波形，这些脉冲宽度相等，为π/N ，但幅值不等，各脉冲幅值按正弦规律变化O u
ωt
>a
O
u
ωt
>
b
图6-3 用PWM 波代替正弦半波
如将脉冲序列用相同数量的等幅不等宽的矩形脉冲代替，使矩形脉冲的重点和相应的正弦波部分的中点重合，且使矩形脉冲和相应的正弦波部分面积相等，得图6-3b 脉冲序列，即PWM 波形
脉冲的宽度按正弦规律变化而
和正弦波等效的PWM波形SPWM波形
SPWM波形等幅PWM（直流电源产生）不等幅PWM（交流电源产生）
直流斩波电路得到的PWM波是等效直流波形，SPWM波得到的是等效正弦波
第6章PWM控制技术6.1 PWM的基本原理
6.2 PWM逆变电路及其控制方法6.3 PWM跟踪控制技术
6.4 PWM整流电路及其控制方法
本章小结
6.2 PWM逆变电路及其控制方法
6.2.1 计算法和调治法
6.2.2 异步调制和同步调制
6.2.3 规则采样法
6.2.4 PWM逆变电路的谐波分析
6.2.5 提高直流电压利用率和减少开关次数
6.2.6 PWM逆变电路多重化
6.2.1 计算法和调制法
计算法
根据正弦波频率、幅值和半周期脉
冲数，准确计算PWM波各脉冲宽度
和间隔，据此控制逆变电路开关器
件的通断，就可得到所需PWM波形调制法
把希望输出的波形作为调制信号，把接受调制的信号作为载波，通过信号波得调制得到所期望的PWM波形
等腰三角波或锯齿波等腰三角波上任一点的水平宽度和高度成线性关系，且左右对称，当它与任何一个平缓变化的调制信号波相交时，如在交点时刻对电路中开关器件的通断进行控制，就可得到宽度正比于信号波幅值的脉冲
调制法
把希望输出的波形作为调制信号，把接受调制的信号作为载波，通过信号波得调制得到所期望的PWM波形
信号波
载波
图6-4
调制电路
U d
+V 1
V 2
V 3V 4
VD 1VD 2
VD 3
VD 4
u o R L
u r
u c
图6-4 单相桥式PWM 逆变电路
V 1和V 2通断互补，V 3和V 4通断也互补●u o 正半周时，V 1导通，V 2关断，V 3和V 4交替通断●负载电流比电压滞后，在电压正半周，电流有一段区间为正，一段区间为负阻感负载
●负载电流为正的区间，V 1和V 4导通时，u o 等于U d
V 4关断时，负载电流通过V 1和VD 3续流，u o =0●负载电流为负的区间，V 1和V 4仍导通，i o 为负，实际上i o 从VD 1和VD 4流过，仍有u o
=U
d
●V 4关断，V 3开通后，i o 从V 3和VD 1续流，u o =0●u o 总可得到U d 和零两种电平●u o 负半周，让V 2保持通，V 1保持断，V 3和V 4交替通断，u o 可得-U d 和零两种电平
u r
u c
u
O
ωt
O ωt
u o
u of
u o U d
-U d
图6-5 单极性PWM 控制方式波形
调制信号u r 为正弦波，载波u c 在u r 的正半周为正极性的三角波，在负半周为负正极性的三角波?在u r 和u c 的交点时刻控制IGBT 的通断?u r 正半周，V 1保持通，V 2保持断
?当u r >u c 时使V 4通，V 3断，u o =U d
?当u r
表示u o 的基波分量单极性PWM 控制方式（单相桥逆变）
?U r 负半周，V 1保持断，V 2保持通
?当u r
?当u r >u c 时使V 3断，V 4通，u o =0单极性PWM 控制方式U r 半个周期内三角波载波只在正极性或负极性一种极性范围内变化，所得PWM 波形的控制方法
u r
u c
u
O
ωt
O ωt
u o
u of u o
U d -U d
图6-5 双极性PWM 控制方式波形
双极性PWM 控制方式（单相桥逆变）
双极性PWM 控制方式在u r 的半个周期内，三角波载波有正有负，所得
PWM 波也有正有负●在u r 的一个周期内，输
出的PWM 波只有±U d 两种电平●同样在调制信号u r 和载波信号u c 的交点时刻控制哥开关器件的通断●u r 正负半周，对各开关
器件的控制规律相同
●当u r >u c 时，给V 1和V 4导通信号，给V 2和V 3关断信号?如i o >0，则V 1和V 4通，?如i o <0，VD 1和VD 4通，?不管哪种情况u o =U d ●当
关断信号?如i o <0，V 2和V 3通?如i o >0，VD 2和VD 3通，?不管哪种情况u o =-U d
调制电路V
1
V
2
V
3
V
4
VD
1
VD
2
VD
3
VD
4
u c
V
6
VD
6
V
5
VD
5
V
U
W
N N'
C
+
C
+
u rU u rV u rW
2
U
d
2
U
d
图6-7 三相桥式PWM型逆变电路
双极性PWM控制方式
（三相桥逆变）●U、V和W三相的
PWM控制通常公用三
角波载波u c，三相的调
制信号u rU、u rV和u rW依
次相差120°
●U、V和W各相功率
开关器件的控制规律
相同
当u
rU
>u
c
时，给V
1
导
通信号，给V
4
关断信号，
则u
UN’
=U
d
/2
●当u
rU
通信号，给V1关断信号，
则u UN’=-U d/2
●当给V
1
(V4)加导通信
号时，可能是V1(V4)导
通，也可能是二极管
VD1(VD4)续流导通
u c u r U
u r V u r W
u u UN'
u VN'
u WN'
u UN
u UV
U d
-U d O ωt
O
O
O
O O
ωt
ωt
ωt
ωt
ωt
2U d -
2U d 2
U d -
2U d
2
U d 3
U d 3
2U d
图6-8 三相桥式PWM 逆变电路波形
●u UN’、u VN’和u WN’的PWM 波形只有±U d /2两种电平●线电压波形u UV
的波形可
由u UN’-u VN’得出?当1和6通时，u UV =U d ?当3和4通时，u UV =－U d ?当1和3或4和6通时，u UV =0●逆变器输出线电压PWM 波由
±U d 和0三种电平构成
●负载向电压u UN
可由下式求得●负载相电压PWM 波由(±2/3)U d
、(±1/3)U d
和0共5种电
平组成
3''''WN VN UN UN UN u u u u u ++-
=
同一相上下两臂的驱动信号互补，为防止上下臂直通而造成短路，在上下两臂切换时留一小段上下臂都施加关断信号的死区时间
死区时间的长短主要由功率开关器件的关断时间决定 死区时间会给输出的PWM波带来影响，使其稍稍偏离正弦波
图6-9
O ωt
u o U d
-U d
2ππ
a 1a 2a 3
图6-9 特定谐波消去法的输出PWM 波形
特定谐波消去法
●在输出电压半周期内，器件通、断各3次（不包括0和π），共6个开关时刻可控
●首先，为消除偶次谐波，使波形正负两半周期镜对称，即
)
()(πωω+-=t u t u (6-1)
)
()(t u t u ωπω-=∑∞
==
,5,3,1sin )(n n
t
n a
t u ωω?
=
20
d sin )(4
πωωωπ
t
t n t u a n 其次，为消除谐波中余弦项，应使波形在正半周期内前后1/4周期以π/2为轴线对称，即
同时满足式（6-1）、（6-2）的波形称为四分之一周期对称波形，用傅里叶级数表示为
式中，a n 为
(6-2)
(6-3)
图6-9中，能独立控制的只有a 1、a 2和a 3共3个时刻。该波形的a n 为
式中n =1,3,5,…
确定a 1的值，再令两个不同的a n =0，就可建三个方程，联立可求得a 1、a 2和a 3，这样可消去两种特定频率的谐波
)cos 2cos 2cos 21(2d )sin 2(d sin 2d )sin 2
(d sin 24321203
32
21
1αααπ
ωωωωωωωωππ
ααααααn n n n U t t n U t t n U
t t n U t t n U a d
d
d
d d
n
-+-=?
?
?-++???-+=??
??(6-4)
第六章谐振开关电路与电力公害抑制 1.开关器件有几种功率损耗? 答: 开通损耗、关断损耗、通态损耗、断态损耗；还有驱动损耗。 2.谐振开关工作的特点是什么? 答: 谐振开关电路在开关过程引入谐振过程，使器件在开通前电压先下降到0，或在关断前电流先降到0，这样就可以消除开关过程中的电压电流重叠，使器件的开关损耗降到很小，因而也可以提高电力电子器件的开关频率，提高装置的效率，减小装置的体积。 3.试分析谐振开关电路的优缺点。 答: 谐振开关技术可以使器件的开关损耗降到很小，因而也可以提高电力电子器件的开关频率，提高装置的效率，减小装置的体积。但也带来一些负面影响：谐振电压峰值很高，要求器件耐压必须提高；谐振电流有效值很大，电路中存在大量的无功功率的交换，造成电路道通损耗加大；谐振周期随输入电压，负载变化而改变，因此电路只能采用脉冲频率调制方式来控制。 4.何谓软开关模式和硬开关模式? 答:采用准谐振技术的零电压开关电路和零电流开关电路，这种技术被称为软开关技术。谐振开关技术是以谐振辅助换流方式来解决开关损耗问题的，提高了器件的开关频率，减小了装置的体积，提高了效率。谐振开关模式也称为软开关模式。非谐振开关模式也称为硬开关模式。 5.简述零电流开关谐振电路的工作原理。
答: 零电流开关谐振电路中，谐振电容r C 与二极管VD 并联，而谐振电感r L 与开关管串联。在0T 时刻以前，开关管VT 处于关断状态，输出滤波电感f L 与二极管VD 构成续流通道，流过负载电流0I 。谐振电感r L 中的电感为0，谐振电容r C 电压也为0。零电流开关谐振电路工作原理见书中214页 6. 简述零电压开关谐振电路的工作原理。 答：零电压开关谐振电路工作原理见书中215页。 7.软开关PWM 的含义是什么？ 答：在逆变器和直流输入电源之间加入谐振电路，当谐振电路工作时，逆变器的端电压在零和直流输入电源电压之间振荡，从而实现逆变器上开关管的零电压关断。 8.说明谐波对电网的危害有那几个方面，并说明抑制谐波的常规对策是什么。 答：谐波对公用电网的危害大致有： ⑴对供电网络的影响。 ⑵使供电线路和用电设备的热损耗增加。它对供电线路，电力变压器，电力电容器和电机均有影响。 ⑶对继电保护和自动装置的影响。 ⑷对通信线路产生干扰。 ⑸对用电设备的影响。 ⑹对产品质量的影响。 ⑺谐波对计量仪表的影响。
（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
第7章 PWM控制技术复习题 第1部分：填空题 1.PWM控制的理论基础是面积等效原理，即冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同。 2.根据“面积等效原理”，SPWM控制用一组等幅不等宽的脉冲（宽度按正弦规律变化）来等效一个正弦波。 3.PWM控制就是对脉冲的__宽度____进行调制的技术；直流斩波电路得到的PWM波是等效_直流___波形，SPWM控制得到的是等效_正弦___波形。 4.PWM波形只在单个极性范围内变化的控制方式称__单极性___控制方式，PWM波形在正负极性间变化的控制方式称__双极性______控制方式，三相桥式PWM型逆变电路采用__双极性______控制方式。 5.SPWM波形的控制方法：改变调制信号u r的幅值可改变基波幅值；改变调制信号u r的频率可改变基波频率； 6.得到PWM波形的方法一般有两种，即_调制法__和_计算法_，实际中主要采用_调制法_。 7.根据载波和信号波是否同步及载波比的变化情况，PWM调制方式可分为_同步调制__和_异步调制__。一般为综合两种方法的优点，在低频输出时采用_异步调制_方法，在高频输出时采用_同步调制_方法。 8.在正弦波和三角波的自然交点时刻控制开关器件的通断，这种生成SPWM波形的方法称_自然采样法___，实际应用中，采用_规则采样法______来代替上述方法，在计算量大大减小的情况下得到的效果接近真值。 9.正弦波调制的三相PWM逆变电路，在调制度α为最大值1时，直流电压利用率为__0.866____，采用_梯形____波作为调制信号，可以有效地提高直流电压利用率，但是会为电路引入__低次谐波_____。 10.PWM逆变电路多重化联结方式有_变压器方式______和_电抗器方式____，二重化后，谐波地最低频率在____2__ωc附近。 11.从电路输出的合成方式来看，多重逆变电路有串联多重和并联多重两种方式。电压型逆变电路多用__串联___多重方式；电流型逆变电路多采用_并联____多重方式。 12.PWM跟踪控制法有__滞环比较______方式、_三角波比较_____方式和_定时比较_______方式三种方式；三种方式中，高次谐波含量较多的是_滞环比较_____方式，用于对谐波和噪声要求严格的场合的是_三角波比较____方式。 第2部分：简答题 1.试说明PWM控制的基本原理。
第6章交流—交流变换电路课后复习题及答案 第1部分：填空题 1.改变频率的电路称为变频电路，变频电路有交交变频电路和交直交变频电路两种形式，前者又称为直接变频电路，后者也称为间接变频电路。 2.单相调压电路带电阻负载，其导通控制角α的移相范围为0~180O，随 α 的增大，U o 减小，功率因数λ减小。 3.单相交流调压电路带阻感负载，当控制角α＜?(?=arctan(ωL/R) )时,VT1的导通时间 越来越短 ,VT2的导通时间越来越长。 4.根据三相联接形式的不同，三相交流调压电路具有多种形式，TCR属于支路控制三角形联结方式，TCR的控制角 α 的移相范围为90°~ 180°，线电流中所含谐波的次数为 k。 6= ±k ,2,1 ,1 5.晶闸管投切电容器选择晶闸管投入时刻的原则是：该时刻交流电源电压和电容器预充电电压相等。 第2部分：简答题 1.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？ 答：在每半个周波内通过对晶闸管开通相位的控制，可以方便地调节输出电压的有效值，这种电路称为交流调压电路。以交流电的周期为单位控制晶闸管的通断。改变通态周期数和断态周期数的比，可以方便地调节输出功率的平均值，这种电路称为交流调功电路。 交流调压电路广泛用于灯光控制及异步电动机的软起动，也用于异步电动机调速。交流调功电路常用于电炉的温度控制，像电炉温度这样的控制对象，其时间常数往往很大，没有必要对交流电源的每个周期进行频繁的控制，只要以周波数为单位进行控制就足够了。 2.简述交流电力电子开关与交流调功电路的区别。 答：交流调功电路和交流电力电子开关都是控制电路的接通和断开，但交流调功电路是以控制电路的平均输出功率为目的，其控制手段是改变控制周期内电路导通周波数和断开周波数的比。而交流电力电子开关并不去控制电路的平均输出功率，通常也没有明确的控制周期，而只是根据需要控制电路的开通和断开。另外，交流电力电子开关的控制频度通常比交流调功电路低得多。 4. 交交变频电路的主要特点和不足是什么？其主要用途是什么？ 答：交交变频电路的主要特点是： 只用一次变流效率较高；可方便实现四象限工作，低频输出时的特性接近正弦波。 交交变频电路的主要不足是： 接线复杂，如采用三相桥式电路的三相交交变频器至少要用36只晶闸管；受电网频率和变流电路脉波数的限制，输出频率较低；输出功率因数较低；输入电流谐波含量大，频谱复杂。 主要用途：500千瓦或1000千瓦以下的大功率、低转速的交流调速电路，如轧机主传动装置、鼓风机、球磨机等场合。
《电力电子技术》课程知识点分布 （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GTOè电力晶体管GTR è场效应管电力PMOSFETè绝缘栅双极晶体管IGBTè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è●输出波形不同è●电压计算公式不同 èè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è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è电压、电流波形相同 2）电感è电压电流不相同、电流不连续，存在续流问题 3）反电势è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è●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 èè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è●电压、电流参数计算公式 5.变压器漏抗对整流电流的影响è●换相重叠角产生原因è计算方法 6.整流电路的谐波和功率因数 èè●逆变电路 1.●逆变条件è●电路极性è●逆变波形 2.●逆变失败原因è器件è触发电路è交流电源è换向裕量 3.●防止逆变失败的措施 4.●最小逆变角的确定 èè触发电路 1.●触发电路组成
一、填空题 1、自从_1956__ __ 年美国研制出第一只晶闸管。 2、晶闸管具有体积小、重量轻、损耗小、控制特性好等 特点。 3、晶闸管的三个极分别为阳极、阴极、门极 4、晶闸管导通的条件：在晶闸管的阳极和阴极间加正向电压，同时在它 的阴极和门极间也加正向电压，两者缺一不可。 5、晶闸管一旦导通，门极即失去控制作用。 6、晶闸管的关断条件：使流过晶闸管的阳极电流小于维持电流。 7、双向晶闸管的四种触发方式： I+ 触发方式 I-触发方式Ⅲ+触发方式Ⅲ- 触发方式。 8、GTO的开通时间由延迟时间和上升时间组成。 9、GTO的关断时间由存储时间、下降时间、和尾部时间。 10、功率二极管的导通条件：加正向电压导通，加反向电压截止。 11、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 。 12、晶闸管断态不重复电压 UDSM 与转折电压 UBO 数值大小上应 为， UDSM__<______UBO 13、普通晶闸管内部有两个 PN结,，外部有三个电极，分别是阳极A 极阴 极K 极和门极G 极。 14、晶闸管在其阳极与阴极之间加上正向电压的同时，门极上加上触发电 压，晶闸管就导通。 15、、晶闸管的工作状态有正向阻断状态，正向导通状态和反向阻
断状态。 16、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普通晶 闸管，50表示额定电流50A ，7表示额定电压700V 。 17、只有当阳极电流小于维持电流电流时，晶闸管才会由导通转为截止。 18、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减 小。 二、判断题 1、第一只晶闸管是1960年诞生的。（错） 2、1957年至1980年称为现代电力电子技术阶段。（错） 3、功率二极管加正向电压导通，加反向电压截止。（对） 4、平板型元件的散热器一般不应自行拆装。（对） 5、晶闸管一旦导通，门极没有失去控制作用。（错） 6、双向晶闸管的四种触发方式中灵敏度最低的是第三象限的负触发。（错） 7、GTO的缓冲电路具有保护作用。（对） 8、在额定结温条件，取元件反向伏安特性不重复峰值电压值的80%称为反向重复峰值 电压。（对） 9、阳极尖峰电压过高可能导致GTO失效。（对） 10、GTO在整个关断过程分为两个时间段：存储时间和下降时间。（错） 11、普通晶闸管内部有两个PN结。（错） 12、普通晶闸管外部有三个电极，分别是基极、发射极和集电极。（错） 13、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。（对） 14、只要让加在晶闸管两端的电压减小为零，晶闸管就会关断。（错） 15、只要给门极加上触发电压，晶闸管就导通。（错） 三、选择题 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 ) 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 2、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 ( B ) A. 导通状态 B. 关断状态 C. 饱和状态 D. 不定 3、晶闸管的伏安特性是指 (C ) A. 阳极电压与门极电流的关系 B. 门极电压与门极电流的关系 C. 阳极电压与阳极电流的关系 D. 门极电压与阳极电流的关系 4、晶闸管电流的波形系数定义为 (B ) A、Kf =ITAV /IT B、 Kf = IT /ITAV C、 Kf = ITAV ·IT D、 Kf = ITAV - IT 5、取断态重复峰值电压和反向重复峰值电压中较小的一个，并规化为标准电压等 级后，定为该晶闸管的 ( D ) A. 转折电压 B. 反向击穿电压 C. 阈值电压 D. 额定电压
电力电子技术知识点
《电力电子技术》课程知识点分布 （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
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、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。
第7章思考题与习题 7.1 开关电源与线性稳压电源相比有何优缺点？ 答：（1）功耗小、效率高。开关管中的开关器件交替地工作在导通—截止和截止--导通的开关状态，转换速度快，这使得开关管的功耗很小，电源的效率可以大幅度提高，可达90%～95%。 （2）体积小、重量轻。 ①开关电源效率高，损耗小，则可以省去较大体积的散热器； ②隔离变压用的高频变压器取代工频变压器，可大大减小体积，降低重量； ③因为开关频率高，输出滤波电容的容量和体积可大为减小。 （3）稳压范围宽。开关电源的输出电压是由占空比来调节，输入电压的变化可以通过调节占空比的大小来补偿，这样在工频电网电压变化较大时，它仍能保证有较稳定的输出电压。 （4）电路形式灵活多样，设计者可以发挥各种类型电路的特长，设计出能满足不同应用场合的开关电源。 缺点为：存在开关噪声干扰。 7.2 功率因数校正电路的作用是什么？有哪些校正方法？其基本原理是什么？ 答：功率因数校正电路的作用是抑制由交流输入电流严重畸变而产生的谐波注入电网。校正方法有：无源校正和有源校正。 无源校正的基本原理是：在主电路中串入无源LC滤波器。 有源校正的基本原理是：在传统的整流电路中加入有源开关，通过控制有源开关的通断来强迫输入电流跟随输入电压的变化，从而获得接近正弦波的输入电流和接近1的功率因数。 7.3 UPS有何作用？它由几部分组成，各部分的功能是什么？ 答：UPS电源装置在保证不间断供电的同时，还能提供稳压，稳频和波形失真度极小的高质量正弦波电源。 后备式UPS由充电器﹑蓄电池、逆变器、交流稳压器、转换开关等部分组成。各部分的功能：当市电存在时，逆变器不工作，市电经交流稳压器稳压后，通过转换开关向负载供电，同时充电器工作，对蓄电池组浮充电。市电掉电时，逆变器工作，将蓄电池供给的直流电压变换成稳压，稳频的交流电压。转换开关同时断开市电通路，持通逆变器，继续向负载供电。
第7章 思考题与习题 7.1高频化的意义是什么？为什么提高开关频率可以减小滤波器和变压器的体积和重量？ 答：高频化可以减小滤波器的参数，减小变压器的体积从而使装置小型化、轻型化； 提高开关频率，可以减小滤波器的电感和电容的参数，减小滤波器的体积和重量；当变压器输入正弦波时，fNBS U 44.4 ，频率升高时，可以减小N 和S 的参数，从而减小变压器各绕组的匝数和铁心的尺寸，使变压器的体积减小，重量减轻，。 7.2何谓软开关和硬开关？怎样才能实现完全无损耗的软件关过程？ 答：如果开关器件在其端电压不为零时开通则称为硬件通，在其电流不为零时关断则称为硬关断。硬开通、硬关断统称为硬开关。在硬开关过程中，开关器件在较高电压下承载有较大电流，故产生很大的开关损耗。 如果在电力电子变换电路中采取一些措施，如改变电路结构和控制策略，使开关器件被施加驱动信号而开通过程中其端电压为零，这种开通称为零电压开通；若使开关器件撤除其驱动信号后的关断过程中其承载的电流为零，这种关断称为零电流关断。零电压开通和零电流关断是最理想的软开关，其开关过程中无开关损耗。如果开关器件在开通过程中端电压很小，在关断过程中其电流也很小，这种开关过程的功率损耗不大，称之为软开关。 7.3零开关，即零电压开通和零电流关断的含义是什么？ 答：使开关开通前的两端电压为零，则开关导通过程中就不会产生损耗和噪声，这种开通方式为零电压开通；而使开关关断时其电流为零，也不会产生损耗和噪声，称为零电流关断。 7.4试分析图题7.4两个电路在工作原理上的差别，并指出它们的异同点。 图题7.4 答：相同点：都是零电压开关准谐振电路。 不同点：（a ）图在（b ）图软开关的电容上串了一个电阻，
绪论单元测试 1 【判断题】(2分) 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。（） A. 对 B. 错 2 【判断题】(2分) 电力变换通常分为四大类：交流-直流变换、直流-交流变换、直流-直流变换和交流-交流变换。（） A. 错 B. 对 第一章测试 1 【判断题】(2分) 电力二极管的主要参数有正向平均电流、正向压降和反向重复峰值电压。（） A. 错
B. 对 2 【判断题】(2分) 晶闸管属于半控型器件。（） A. 错 B. 对 3 【判断题】(2分) 晶闸管是四层的PNPN结构。（） A. 对 B. 错 4 【判断题】(2分) 在晶闸管的铭牌上，额定电压是以电压等级的形式给出的。（）
A. 错 B. 对 5 【判断题】(2分) 整流二极管、晶闸管及可关断晶闸管均属于半控型器件。（） A. 对 B. 错 6 【判断题】(2分) 当晶闸管承受正向阳极电压，门极加上正向触发电压，晶闸管导通。（） A. 错 B. 对 7
【判断题】(2分) 当晶闸管承受正向阳极电压，门极加上反向触发电压，晶闸管不导通。（） A. 错 B. 对 8 【判断题】(2分) 把晶闸管从承受正向阳极电压起到受触发脉冲触发而导通之间的电角度称为触发延迟角，也称为移相角。（） A. 错 B. 对 9 【判断题】(2分) 触发延迟角用θ表示，导通角用α表示。（） A. 错 B. 对
10 【判断题】(2分) 单相桥式半控整流电路α的移相范围为0～180度。（） A. 对 B. 错 第二章测试 1 【判断题】(2分) 三相半波可控整流电路的电源由三相整流变压器供电，也可直接由三相四线制交流电网供电。（） A. 错 B. 对 2 【判断题】(2分) U、V、W三相电相电压正半波的相邻交点，称为自然换相点。（） A.
4-4电压型逆变电路中反馈二极管的作用是什么？为什么电流型逆变电路中没有反馈二极管？ 在电压型逆变电路中,当交流侧为阻感负载时需要提供无功功率,直流侧电容起缓冲无功能量的作用。为了给交流侧向直流侧反馈的无功能量提供通道,逆变桥各臂都并联了反馈二极管。当输出交流电压和电流的极性相同时,电流经电路中的可控开关器件流通，而当输出电压电流极性相反时,由反馈二极管提供电流通道。 4-8.逆变电路多重化的目的是什么?如何实现?串联多重和并联多重逆变电路备用于什么场合?答:逆变电路多重化的目的之一是使总体上装置的功率等级提高,二是可以改善输出电压的波形。因为无论是电压型逆变电路输出的矩形电压波,还是电流型逆变电路输出的矩形电流波,都含有较多谐波,对负载有不利影响,采用多重逆变电路,可以把几个矩形波组合起来获得接近正弦波的波形。 逆变电路多重化就是把若干个逆变电路的输出按一定的相位差组合起来,使它们所含的某些主要谐波分量相互抵消,就可以得到较为接近正弦波的波形。组合方式有串联多重和并联多重两种方式。串联多重是把几个逆变电路的输出串联起来,并联多重是把几个逆变电路的输出并联起来。 串联多重逆变电路多用于电压型逆变电路的多重化。 并联多重逆变电路多用于电流型逆变电路的多重化。 在电流型逆变电路中,直流电流极性是一定的,无功能量由直流侧电感来缓冲。当需要从交流侧向直流侧反馈无功能量时,电流并不反向,依然经电路中的可控开关器件流通,因此不需要并联反馈二极管。 5-1简述图5-la 所示的降压斩波电路工作原理。 答：降压斩波器的原理是：在一个控制周期中，让V 导通一段时间on t 。，由 电源E 向L 、R 、M 供电，在此期间，Uo=E 。然后使V 关断一段时间off t ，此时 电感L 通过二极管VD 向R 和M 供电，Uo=0。一个周期内的平均电压 0on off E t U t ?=?输出电压小于电源电压,起到降压的作用。 5-2．在图5-1a 所示的降压斩波电路中，已知E=200V ，R=10Ω，L 值微大，E=30V ，T=50μs ，ton=20μs ，计算输出电压平均值U o ，输出电流平均值I o 。解：由于L 值极大，故负载电流连续，于是输出电压平均值为 02020080()50 on t U E V T ?===输出电流平均值为 0080305()10 M U E I A R --===5-3．在图5-la 所示的降压斩波电路中，E=100V ，L=lmH ，R=0．5Ω，M E =10V ， 采用脉宽调制控制方式，T=20μs ，当on t =5μs 时，计算输出电压平均值0U ，输出电流平均值 0I ，计算输出电流的最大和最小值瞬时值并判断负载电流是否连续。当on t =3μs 时，重新进行上述计算。 解：由题目已知条件可得：
电力电子技术知识点标准化管理部编码-[99968T-6889628-J68568-1689N]
《电力电子技术》课程知识点分布 （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
第6章思考题与习题 6.1在单相交流调压电路中，当控制角小于负载功率因数角时为什么输出电压不可控？ α<时电源接通，如果先触发T1，则T1的导通角θ>180°如果采用窄脉冲触答：当φ 发，当下的电流下降为零，T2的门极脉冲已经消失而无法导通，然后T1重复第一周期的工作，这样导致先触发一只晶闸管导通，而另一只管子不能导通，因此出现失控。 6.2晶闸管相控直接变频的基本原理是什么？为什么只能降频、降压，而不能升频、升压？ 答：晶闸管相控直接变频的基本原理是：电路中具有相同特征的两组晶闸管整流电路反并联构成，将其中一组整流器作为正组整流器，另外为反组整流器，当正组整流器工作，反组整流器被封锁，负载端输出电压为上正下负；如果负组整流器工作，正组整流器被封锁，则负载端得到输出电压上负下正，这样就可以在负载端获得交变的输出电压。 晶闸管相控直接变频，当输出频率增高时，输出电压一周期所含电网电压数就越少，波形畸变严重。一般认为：输出上限频率不高于电网频率的31～21。而当输出电压升高时，也会造成输出波形畸变。因此，只能降频、降压，而不能升频、升压。 6.3晶闸管相控整流电路和晶闸管交流调压电路在控制上有何区别？ 答：相控整流电路和交流调压电路都是通过控制晶闸管在每一个电源周期内的导通角的大小（相位控制）来调节输出电压的大小。但二者电路结构不同，在控制上也有区别。 相控整流电路的输出电压在正负半周同极性加到负载上，输出直流电压。 交流调压电路，在负载和交流电源间用两个反并联的晶闸管T1、T2或采用双向晶闸管T相联。当电源处于正半周时，触发T1导通，电源的正半周施加到负载上；当电源处于负半周时，触发T2导通，电源负半周便加到负载上。电源过零时交替触发T1、T2，则电源电压全部加到负载。输出交流电压。 6.4交流调压和交流调功电路有何区别？ 答：交流调功能电路和交流调压电路的电路形式完全相同，但控制方式不同。 交流调压电路都是通过控制晶闸管在每一个电源周期内的导通角的大小（相位控制）来调节输出电压的大小。 晶闸管交流调功能电路采用整周波的通、断控制方法，例如以n个电源周波为一个大周期，改变导通周波数与阻断周波数的比值来改变变换器在整个大周期内输出的平均功率，实现交流调功。
电力电子技术的习题、重点及难点 第一章概述 作业： 1、电力电子技术定义是什么它与电子学、电气工程、控制理论和电子学的关系是什么 2、电力电子变换有哪些基本类型 3、试分析电力电子技术的三大类应用领域的具体应用情况。 4、试说明电力电子半导体器件发展中的第一代和第二代发展平台器件是哪两种它们的中英文全称分别是什么它们的英文缩写又是什么 5、试分析21世纪电力电子技术的前景 重点和难点 电力电子技术定义、它与其它学科的关系。 电力电子变换的基本类型 第二章电力电子器件 作业 1、请分别说明功率MOSFET和IGBT的特点。 2、在SCR、GTR、IGBT、GTO、MOSFET、IGCT及MCT器件中，哪些器件可以承受反向电压哪些可以用作静态交流开关 3、试说明有关功率MOSFET驱动电路的特点。 4、试分析线路杂散电感对自关断器件工作的影响。 5、晶闸管的非正常导通方式有哪几种
6、请简述晶闸管的关断时间定义。 7、请简述光控晶闸管的有关特征。 8、电力电子器件的基本模型和分类是什么 9、电力电子器件的驱动与保护方法有哪些 重点和难点 1、电力电子器件的基本模型和分类 2、电力电子器件指标和特性 3、应用电力电子器件系统的组成 4、电力电子器件的驱动和保护类型及原理 第三章直流变换电路 作业 1、试述直流变换电路的工作原理。 2、试述降压变换电路、升压变换电路和升降变换电路的工作原理。 3、试述库克变换电路、Sepic斩波电路和Zeta斩波电路的工作原理。 4、分析带隔离变压器的直流变换器的工作过程。 5、简述复合斩波电路和多相多重斩波电路的工作原理。 6、试述直流变换电路的PWM控制技术的基本原理。 重点和难点 1、各种直流变换电路的工作原理和它们的区别。 2、掌握判断升压和降压斩波电路的方法。 3、直流变换电路的PWM控制技术的基本原理。 第四章相控型整流和逆变电路(part1) 作业 1、试述整流器的定义和分类 2、整流器的性能指标有哪些 3、相控整流为什么要设置同步变压器 4、如何理解相控整流电路的换相压降 7、简述整流电路的谐波分析方法 8、有源逆变电路逆变的条件是什么 9、晶闸管相控电路的驱动控制的特点是什么 重点和难点 1、相控整流电路的原理和分析方法 2、相控逆变电路的原理和分析方法 第四章PWM型整流和逆变电路(part2) 作业 1、什么是PWM控制技术 2、简述PWM控制的基本原理。 3、PWM跟踪控制技术有哪些各有什么特点 4、简述PWM组成及其控制方法。 重点和难点 1、PWM控制技术定义和基本原理。 2、PWM跟踪控制技术类型和特点。
第6章脉宽调制（PWM）技术 填空题： 1.PWM控制就是对脉冲的________进行调制的技术；直流斩波电路得到的PWM波是________，SPWM波得到的是________。 2.PWM逆变电路也可分为________和________两种，实际应用的几乎都是________电路，得到PWM波形的方法一般有两种，即________和________，实际中主要采用________。 3.PWM波形只在单个极性范围内变化的控制方式称________控制方式，三相桥式PWM型逆变电路采用________控制方式。 4.根据载波和信号波是否同步及载波比的变化情况，PWM调制方式可分为________和________。一般为综合两种方法的优点，在低频输出时采用________方法，在高频输出时采用________方法。 5.在正弦波和三角波的自然交点时刻控制开关器件的通断，这种生成SPWM波形的方法称________，实际应用中，采用________来代替上述方法，在计算量大大减小的情况下得到的效果接近真值。 6.正弦波调制的三相PWM逆变电路，在调制度a为最大值1时，直流电压利用率为________，采用________波作为调制信号，可以有效地提高直流电压利用率，但是会为电路引入________。 7.PWM逆变电路多重化联结方式有________和________，二重化后，谐波地最低频率在________ c附近。 8.跟踪控制法有________方式、________方式和________方式三种方式；三种方式中，高次谐波含量较多的是________方式，用于对谐波和噪声要求严格的场合的是________方式。 9.PWM整流电路可分为________和________两大类，目前研究和应用较多的是________PWM整流电路。 10.PWM整流电路的控制方法有________和________，基于系统的静态模型设计、动态性能较差的是________，电流响应速度快、系统鲁棒性好的是________。 简答题： 11.试说明PWM控制的基本原理。 12.设题图6-12中半周期的脉冲数是5，脉冲幅值是相应正弦波幅值的两倍，试按面积等效原理计算脉冲宽度。
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 eM 2) 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 DM 8-5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 =??? ? ?===-= -=== = =-=-= =8.2603.05.855.110603.030 09 .1809.1811 .12000.1b b bS b b b bes b b CS bs C CES C CS CES 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 202 2 11=-+- （1）时Ω=Ω=2.0,3.021S S R R 202.03 3.05.2=-+-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 205.03 5.05.2=-+-E E 75.7=E A 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 t u 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