实验一晶闸管的简易测试及导通关断条件实验
1.实验目的：
1.掌握晶闸管的简易测试方法；
2.验证晶闸管的导通条件及关断方法。
2.实验电路
见图1-1。
1.实验设备：
1.自制晶闸管导通与关断实验板
2.0～30V直流稳压电源
3.万用表
4. 1.5V×3干电池
5.好坏晶闸管
2.实验内容及步骤：
1.鉴别晶闸管好坏
见图1-2所示，将万用表置于R×1位置，用表笔测量G、K之间的正反向电阻，阻值应为几欧～几十欧。一般黑表笔接G，红表笔接K时阻值较小。由于晶闸管芯片一般采用短路发射极结构（即相当于在门极与阴极之间并联了一个小电阻），所以正反向阻值差别不大，即使测出正反向阻值相等也是正常的。接着将万用表调至R×10K档，测量G、A与K、A之间的阻值，无论黑表笔与红表笔怎样调换测量，阻值均应为无穷大，否则，说明管子已经损坏。
1.检测晶闸管的触发能力
检测电路如图所示。外接一个4.5V电池组，将电压提高到6～7.5V（万用表内装电池不同）。将万用表置于0.25～1A档，为保护表头，可串入一只R=4.5V/I档Ω的电阻（其中：I档为所选择万用表量程的电流值）。
电路接好后，在S处于断开位置时，万用表指针不动；然后闭合S（S可用导线代替），使门极加上正向触发电压，此时，万用表指针应明显向右偏，并停在某一电流位置，表明晶闸管已经导通。接着断开开关S，万用表指针应不动，说明晶闸管触发性能良好。
1.检测晶闸管的导通条件：
1.首先将S1～S3断开，闭合S4，加上30V正向阳极电压，然后让门极开路或接
一4.5V电压，观看晶闸管是否导通，灯泡是否亮。
2.加30V反向阳极电压，门极开路、接－4.5V或接＋4.5V电压，观察晶闸管是否
导通，灯泡是否亮。
3.阳极、门极都加正向电压，观看晶闸管是否导通，灯泡是否亮。
4.灯亮后去掉门极电压，看灯泡是否亮；再加－4.5V反向门极电压，看灯泡是否
继续亮，为什么？
2.晶闸管关断条件实验
1.接通正30V电源，再接通4.5V正向门极电压使晶闸管导通，灯泡亮，然后断开
门极电压。
2.去掉30V阳极电压，观察灯泡是否亮。
3.接通30V正向阳极电压及正向门极电压使灯亮，然后闭合S1，断开门极电压。
然后接通S2，看灯泡是否熄灭。
4.再把晶闸管导通，断开门极电压，然后闭合S3，再立即打开S3，观察灯泡是否
熄灭。
5.断开S4，再使晶闸管导通，断开门极电压。逐渐减小阳极电压，当电流表指针
由某值突然降到零时刻值就是被测晶闸管的维持电流。此时若再升高阳极电压，
灯泡也不再发亮，说明晶闸管已经关断。
１.实验报告要求：总结导通条件及关断条件。
２．总结简易判断晶闸管好坏的方法。
图1-2 判别晶闸管好坏图1-3 检测晶闸管触发能力实验二锯齿波同步移相触发电路实验
一、实验目的
(1)加深理解锯齿波同步移相触发电路的工作原理及各元件的作用。
(2)掌握锯齿波同步移相触发电路的调试方法。
二、实验所需挂件及附件
三、实验线路及原理
锯齿波同步移相触发电路的原理图如图1所示。锯齿波同步移相触发电路由同步检测、锯齿波形成、移相控制、脉冲形成、脉冲放大等环节组成，其工作原理可参见电力电子技术教材中的相关内容。
图1
四、实验内容
(1)锯齿波同步移相触发电路的调试。
(2)锯齿波同步移相触发电路各点波形的观察和分析。
五、预习要求
(1)阅读电力电子技术教材中有关锯齿波同步移相
触发电路的内容，弄清锯齿波同步移相触发电路的工作原理。
(2)掌握锯齿波同步移相触发电路脉冲初始相位的调整方法。
六、思考题
(1)锯齿波同步移相触发电路有哪些特点?
(2)锯齿波同步移相触发电路的移相范围与哪些参数有关?
(3)为什么锯齿波同步移相触发电路的脉冲移相范围比正弦波同步
移相触发电路的移相范围要大?
七、实验方法
(1)在“DZSZ-1型电机及自动控制实验装置”上使用时，通过操作控制屏左侧的自藕调压器，将输出的线电压调到220V左右，然后才能将电源接入挂件），用两根导线将200V交流电压接到DJK03的“外接220V”端，按下“启动”按钮，打开DJK03电源开关，这时挂件中所有的触发电路都开始工作，用双踪示波器观察锯齿波同步触发电路各观察孔的电压波形。
①同时观察同步电压和“1”点的电压波形，了解“1”点波形形成的原因。
②观察“1”、“2”点的电压波形，了解锯齿波宽度和“1”点电
压波形的关系。
③调节电位器RP1，观测“2”点锯齿波斜率的变化。
④观察“3”～“6”点电压波形和输出电压的波形，记下各波形的幅值与宽度，并比较“3”点电压U3和“6”点电压U6的对应关系。
(2)调节触发脉冲的移相范围
将控制电压U ct调至零(将电位器RP2顺时针旋到底)，用示波器观察同步电压信号和“6”点U6的波形，调节偏移电压U b(即调RP3电位器)，使α=170°，其波形如图2所示。
图2锯齿波同步移相触发电路
(3)调节U ct（即电位器RP2）使α=60°，观察并记录U1～U6及输出“G、K”脉冲电压的波形，标出其幅值与宽度，并记录在下表中(可在示波器上直接读出，读数时应将示波器的“V/DIV”和“t/DIV”微调旋钮旋到校准位置)。
八、实验报告
(1)整理、描绘实验中记录的各点波形，并标出其幅值和宽度。
(2)总结锯齿波同步移相触发电路移相范围的调试方法，如果要求在U ct=0的条件下，使α=90°，如何调整?
(3)讨论、分析实验中出现的各种现象。
九、注意事项
1.双踪示波器有两个探头，可同时观测两路信号，但这两探头的地线都与示波器的外壳相连，所以两个探头的地线不能同时接在同一电路的不同电位的两个点上，否则这两点会通过示波器外壳发生电气短路。为此，为了保证测量的顺利进行，可将其中一根探头的地线取下或外包绝缘，只使用其中一路的地线，这样从根本上解决了这个问题。当需要同时观察两个信号时，必须在被测电路上找到这两个信号的公共点，将探头的地线接于此处，探头各接至被测信号，只有这样才能在示波器上同时观察到两个信号，而不发生意外。
(2)由于脉冲“G”、“K”输出端有电容影响，故观察输出脉冲电压波形时，需将输出端“G”和“K”分别接到晶闸管的门极和阴极（或者也可用约100Ω左右阻值的电阻接到“G”、“K”两端，来模拟晶闸管门极与阴极的阻值），否则，无法观察到正确的脉冲波形。
实验三单相桥式全控整流及有源逆变电路实验
一、实验目的
(1)加深理解单相桥式全控整流及逆变电路的工作原理。
(2)研究单相桥式变流电路整流的全过程。
(3)研究单相桥式变流电路逆变的全过程，掌握实现有源逆变的条件。
(4)掌握产生逆变颠覆的原因及预防方法。
二、实验所需挂件及附件
三、实验线路及原理
图1为单相桥式整流带电阻电感性负载，其输出负载R用D42三相可调电阻器，将两个900Ω接成并联形式，电抗L d用DJK02面板上的700mH，直流电压、电流表均在DJK02面板上。触发电路采用DJK03组件挂箱上的“锯齿波同步移相触发电路Ⅰ”和“Ⅱ”。
图2为单相桥式有源逆变原理图，三相电源经三相不控整流，得到一个上负下正的直流电源，供逆变桥路使用，逆变桥路逆变出的交流电压经升压变压器返馈回电网。“三相不控整流”是DJK10上的一个模块，其“心式变压器”在此做为升压变压器用，从晶闸管逆变出的电压接“心式变压器”的中压端Am、Bm，返回电网的电压从其高压端A、B输出，为了避免输出的逆变电压过高而损坏心式变压器，故将变压器接成Y/Y接法。图中的电阻R、电抗L d 和触发电路与整流所用相同。
有关实现有源逆变的必要条件等内容可参见电力电子技术教材的有关内容。
图1 单相桥式整流实验原理图
图2 单相桥式有源逆变电路实验原理图
四、实验内容
(1)单相桥式全控整流电路带电阻电感负载。
(2)单相桥式有源逆变电路带电阻电感负载。
(3)有源逆变电路逆变颠覆现象的观察。
五、预习要求
(1)阅读电力电子技术教材中有关单相桥式全控整流电路的有关内容。
(2)阅读电力电子技术教材中有关有源逆变电路的内容，掌握实现有源逆变的基本条件。
六、思考题
实现有源逆变的条件是什么?在本实验中是如何保证能满足这些条件?
七、实验方法
(1)触发电路的调试
将DJK01电源控制屏的电源选择开关打到“直流调速”侧使输出线
电压为200V，用两根导线将200V交流电压接到DJK03的“外接220V”端，按下“启动”按钮，打开DJK03电源开关，用示波器观察锯齿波同步触发电路各观察孔的电压波形。
将控制电压U ct调至零(将电位器RP2顺时针旋到底)，观察同步电压信号和“6”点U6的
波形，调节偏移电压U b(即调RP3电位器)，使α=180°。
将锯齿波触发电路的输出脉冲端分别接至全控桥中相应晶闸管的门极和阴极，注意不要把相序接反了，否则无法进行整流和逆变。将DJKO2上的正桥和反桥触发脉冲开关都打到“断”的位置,并使U lf和U lr悬空，确保晶闸管不被误触发。
(2)单相桥式全控整流
按图3-5接线，将电阻器放在最大阻值处，按下“启动”按钮，保持U b偏移电压不变(即RP3固定)，逐渐增加U ct（调节RP2），在α=0°、30°、60°、90°、120°时，用示波器观察、记录整流电压U d和晶闸管两端电压U vt的波形，并记录电源电压U2和负载电压U d的数值于下表中。
计算公式:U d＝O.9U2(1+cosα)/2
(3)单相桥式有源逆变电路实验
按图2接线，将电阻器放在最大阻值处，按下“启动”按钮，保持U b偏移电压不变(即RP3固定)，逐渐增加U ct（调节RP2），在β=30°、60°、90°时，观察、记录逆变电流I d 和晶闸管两端电压U vt的波形，并记录负载电压U d的数值于下表中。
(4)逆变颠覆现象的观察
调节U ct,使α=150°，观察U d波形。突然关断触发脉冲（可将触发信号拆去），用双踪慢扫描示波器观察逆变颠覆现象，记录逆变颠覆时的U d波形。
八、实验报告
(1)画出α=30°、60°、90°、120°、150°时U d和U VT的波形。
(2)画出电路的移相特性U d=f(α)曲线。
(3)分析逆变颠覆的原因及逆变颠覆后会产生的后果。
九、注意事项
(1) 双踪示波器有两个探头，可同时观测两路信号，但这两探头的地线都与示波器的外壳相连，所以两个探头的地线不能同时接在同一电路的不同电位的两个点上，否则这两点会通过示波器外壳发生电气短路。为此，为了保证测量的顺利进行，可将其中一根探头的地线取下或外包绝缘，只使用其中一路的地线，这样从根本上解决了这个问题。当需要同时观察两个信号时，必须在被测电路上找到这两个信号的公共点，将探头的地线接于此处，探头各接至被测信号，只有这样才能在示波器上同时观察到两个信号，而不发生意外。
(2)在本实验中，触发脉冲是从外部接入DJKO2面板上晶闸管的门极
和阴极，此时,应将所用晶闸管对应的正桥触发脉冲或反桥触发脉冲的
开关拨向“断”的位置，并将U lf及U lr悬空，避免误触发。
(3)为了保证从逆变到整流不发生过流，其回路的电阻R应取比较大的值，但也要考虑到晶闸管的维持电流，保证可靠导通。
实验五单相交流调压电路实验
一、实验目的
熟悉用双向可控硅组成的交流调压电路的结构与工作原理。
二、实验所需挂件及附件
三、实验线路及原理
将一种形式的交流电变成另一种形式的交流电，可以通过改变电压、电流、频率和相位等参数。只改变相位而不改变交流电频率的控制,在交流电力控制中称为交流调压。单相交流调压的典型电路如图1所示。
图1单相交流调压电路
本实验采用双向可控硅BCR （Z0409MF ）取代由两个单向可控硅SCR 反并联的结构形式，并利用RC 充放电电路和双向触发二极管DB3的特点，在每半个周波内，通过对双向可控硅的通断进行移相触发控制，可以方便地调节输出电压的有效值。由图2可见，正负半周控制角α的起始时刻均为电源电压的过零时刻,且正负半周的控制角相等,可见负载两端的电压波形只是电源电压波形的一部份。在电阻性负载下,负载电流和负载电压的波形相同，α角的移相范围为0≤α≤π, α=0时,相当于可控硅一直导通, 输入电压为最大值，U 0=U i 灯最亮；随着α的增大，U 0逐渐降低，灯的亮度也由亮变暗,直至α=π时，U 0=0,灯熄灭。此外α=0时，功率因数cos φ=1，随着α的增大，输入电流滞后于电压且发生畸变，cos φ也逐渐降低,且对电网电压电流造成谐波污染。交流调压电路已广泛用于调光控制，异步电动机的软起动和调速控制。和整流电路一样，交流调压电路的工作情况也和负载的性质有很大的关系,在阻感负载时，若负载上电压电流的相位差为φ,则移相范围为φ≤α≤π，详细分析从略。
图2单相交流调压电路波形图
四、实验内容
交流调压电路的测试。
五、思考题
双向晶闸管与两个单向晶闸管反并联的不同点？控制方式有什么不同？
六、实验方法
将DJK01电源控制屏的电源选择开关打到“直流调速”侧,使输出线电压为200V，用两根导线将200V交流电压接到DJK22的“Ui”电源输入端，按下“启动”按钮。
接入220V，15W的灯泡负载，打开交流调压电路的电源开关。
调节面板上的“移相触发控制”电位器R W，观察白炽灯亮暗的变化。
调节“移相触发控制”电位器，用双踪示波器同时观察电容器两端及BCR 触发极信号波形的变化规律，并记录。
取不同的α值，用示波器分别观测BCR触发信号及白炽灯两端的波形，并记录。
七、实验报告
按实验方法的要求，分别画出各电路的测试波形，并分析。
八、注意事项
(1)双踪示波器有两个探头，可同时测量两路信号，但这两探头的地线都与示波器的外壳相连，所以两个探头的地线不能同时接在同一电路的不同电位的两个点上，否则这两点会通过示波器外壳发生电气短路。为此，为了保证测量的顺利进行，可将其中一根探头的地线取下或外包绝缘，只使用其中一路的地线，这样从根本上解决了这个问题。当需要同时观察两个信号时，必须在被测电路上找到这两个信号的公共点，将探头的地线接于此处，探头各接至被测信号，只有这样才能在示波器上同时观察到两个信号，而不发生意外。
(2)调功电路的触发控制电路，其低压直流电源是通过交流电源电容降压，而不是通过降压变压器隔离，因此在实验时不要用手直接触模线路的低压部分，以免触电。
第二章习题答案 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 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。 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I d1,I d2,I d3与电流有效值I 1，I 2，I 3 解:a) Id1=Im 2717.0)12 2(2Im )(sin Im 214≈+∏=∏?∏∏t ω I1= Im 4767.021432Im )()sin (Im 2142≈∏+=∏?∏∏wt d t ? b) Id2=Im 5434.0)12 2(2Im )(sin Im 14=+=∏?∏∏wt d t ? I2=Im 6741.021432Im 2)()sin (Im 142≈∏ +=∏?∏∏wt d t ? c) Id3=?∏=∏20Im 4 1)(Im 21t d ω I3=Im 2 1)(Im 21202=∏?∏ t d ω 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Id1、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I T(A V)=100A 的晶闸管,允许的电流有效值I=157A,由上题计算结果知 a) Im135.3294767 .0≈≈ I A, Id1≈0.2717Im1≈89.48A b) Im2,90.2326741.0A I ≈≈Id2A 56.1262Im 5434.0≈≈
实验一 晶闸管的简易测试及其导通、关断条件 一、实验目的： 1.观察晶闸管的结构，掌握晶闸管测试的正确方法； 2.研究晶闸管的导通条件； 3.研究晶闸管的关断条件。 二、实验所需挂件及附件 1. TH-DD 实验台电源控制屏； 2. DJK02三相变流桥路挂箱； 3.直流电压、电流表。 三、实验线路及原理 图1-1 晶闸管的简易测试及其导通、关断条件实验线路图 四、实验内容 1. 晶闸管导通条件的测试。 2. 晶闸管关断条件的测试。 3. 测试参数：触发电流（Ig ）；维持电流（I H ）；晶闸管导通压降（U AK ）；触发电 平。 12V
五、预习要求 1.阅读半导体变流技术教材中有关晶闸管导通与关断条件的内容。 2.掌握晶闸管导通与关断时参数的测定方法。 六、实验方法 1.选用DJK02挂件三相变流桥路上的一个晶闸管，按图1-1完成实验线路的连接。 其中电源采用实验台控制屏上的12V直流电源。 2.导通实验：先将电阻R1置最大值，R2置最小值，然后接通电源，缓慢调节 R1使门极与阴极回路的触发电流逐渐增大，同时注意电压表和电流表的读书 变化，当电压表上有电压值显示时，说明晶闸管已经触发导通，此时的电流表 读数为出发电流（Ig）记录之；同时测出晶闸管的导通压降（U AK）；触发电平 （U KG）。 将触发回路断开，观察主回路的导通情况并记录之。 3.关断实验：恢复断开的触发回路，调节R2使电压表读数下降，并注意仔细观 察电压表读数的变化，当电压表的读数从某个值突然降到零时，晶闸管已经关 断，此时主回路的电流即为维持电流（I H）。 七、实验报告 1.根据实验记录判断被测晶闸管的好坏，写出简易的判断方法。 2.根据实验结果说明晶闸管的导通及关断条件 八、注意事项 1.正确连接实验线路。同组同学互查一遍，通电实验前，应由指导教师检查一 遍，方可开始实验。 2.注意正确选择测量数据所需的仪表，合理选择测量档位。 3.电压源在连接的时候注意正负极性，防止电源短路。
1.晶闸管的导通条件是什么？导通后流过晶闸管的电流由什么决定？负载上电压即是什么？晶闸管的关断条件是什么？ 欧阳光明（2021.03.07） 答：当晶闸管接受正向电压且在门极有触发电流时晶闸管才干导通；导通后流过晶闸管的电流由电源和负载决定；负载上电压即是电源电压；当晶闸管接受反向电压或者流过晶闸管的电流为零时，晶闸管关断。 2.晶闸管的主要参数有那些？ 答：晶闸管的主要参数有： 断态重复峰值电压 U：在门极断路而结温为额定值时，允许 DRM 重复加在器件上的正向峰值电压。 反向重复峰值电压 U：在门极断路而结温为额定值时，允许 RRM 重复加在器件上的反向峰值电压。 通态（峰值）电压 U：这是晶闸管通以某一规定倍数的额定通 TM 态平均电流时的瞬态峰值电压。 通态平均电流 I：稳定结温不超出额定结温时允许流过的最 T AV () 年夜工频正弦半波电流的平均值。 维持电流 I：使晶闸管维持导通所必须的最小电流。 H
擎住电流 I：晶闸管刚从断态转入通态并移除出发信号后，能 L 维持导通所需的最小电流。 浪涌电流 I：指由于电路异常情况引起的使结温超出额定结温 TSM 的不成重复性最年夜正向电流。 还有静态参数：开通时间 t、关断时间q t、断态电压临界上升率 gt / du dt和通态电流临界上升率/di dt。 3. 什么叫全控型器件？ 答：通过控制信号既可控制其导通，又可控制其关断的电力电子器件称为全控型器件。 4.工作在开关状态的电力电子器件的主要损耗有哪些？如何减小？答：主要有导通时通态损耗、阻断时断态损耗和静态开关损耗，还有基极驱动功率损耗、截止功率损耗。降低开关频率、降低饱和导通压降、减小开通和关断时间、增加缓冲电路、加散热器冷却，均可减小损耗。 P42 1. 使晶闸管导通的条件是什么？ 答：拜见上面第一题。 2.维持晶闸管导通的条件是什么？怎样才干使晶闸管由导通变成关 断？ 答：晶闸管一旦导通，门极就失去控制作用，不管门极出发信号是否还存在，晶闸管都坚持导通，只需坚持阳极电流在维持电流以上；但如果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，则晶闸管关断。
晶闸管及其应用 课程目标 1 了解晶闸管结构，掌握晶闸管导通、关断条件 2 掌握可控整流电路的工作原理及分析 3 理解晶闸管的过压、过流保护 4 掌握晶闸管的测量、可控整流电路的调试和测量 课程内容 1 晶闸管的结构及特性 2 单相半波可控整流电路 3 单相半控桥式整流电路 4 晶闸管的保护 5 晶闸管的应用实例 6 晶闸管的测量、可控整流电路的调试和测量 学习方法 从了解晶闸管的结构、特性出发，掌握晶闸管的可控整流应用，掌握晶闸管的过压和过流保护方式，结合实物和实训掌握晶闸管管脚及好坏的判断，通过应用实例，了解晶闸管的典型应用。 课后思考 1晶闸管导通的条件是什么？导通时，其中电流的大小由什么决定？晶闸管阻断时，承受电压的大小由什么决定？ 2为什么接电感性负载的可控整流电路的负载上会出现负电压？而接续流二极管后负载上就不出现负电压了，又是为什么？ 3 如何用万用表判断晶闸管的好坏、管脚？ 4 如何选用晶闸管？
晶闸管的结构及特性 一、晶闸管外形与符号： 图5.1.1 符号 图5.1.2 晶闸管导通实验电路图 为了说明晶闸管的导电原理，可按图5.1.2所示的电路做一个简单的实验。 （1）晶闸管阳极接直流电源的正端，阴极经灯泡接电源的负端，此时晶闸管承受正向电压。控制极电路中开关S断开(不加电压)，如图5.1.2(a)所示，这时灯不亮，说明晶闸管不导通。 （2）晶闸管的阳极和阴极间加正向电压，控制极相对于阴极也加正向电压，如图5.1.2(b)所示.这时灯亮，说明晶闸管导通。 （3）晶闸管导通后，如果去掉控制极上的电压，即将图5.1.2(b)中的开关S断开，灯仍然亮，这表明晶闸管继续导通，即晶闸管一旦导通后，控制极就失去了控制作用。 （4）晶闸管的阳极和阴极间加反向电压如图5.1.2(C)，无论控制极加不加电压，灯都不亮，晶闸管截止。 （5）如果控制极加反向电压，晶闸管阳极回路无论加正向电压还是反向电压，晶闸管都不导通。 从上述实验可以看出，晶闸管导通必须同时具备两个条件： (1) 晶闸管阳极电路加正向电压； (2) 控制极电路加适当的正向电压(实际工作中,控制极加正触发脉冲信号)。
第十章电力电子学 10.1晶闸管的导通条件是什么？导通后流过晶闸管的电流 决定于什么？晶闸管由导通转变为阻断的条件是什么？阻断后它所承受的电压决定于什么？ 晶闸管的导通条件是:(1) 晶闸管的阳极和阴极之间加正向电压。（2）晶闸管的阳极和控制极通时加正向门极电压，晶闸管才能导通. 导通后流过晶闸管的电流决定于(电压不变时)限流电阻(使用时由负载)决定. 晶闸管由导通转变为阻断的条件是当减少阳极电压或增加负载电阻时,阳极电流随之减少,当阳极电流小于维持电流时,晶闸管便从导通状态转化维阻断状态. 阻断后它所承受的电压决定于阳极和阴极的反向转折电压. 10.2晶闸管能否和晶体管一样构成放大器？为什么？ 晶闸管不能和晶体管一样构成放大器,因为晶闸管只是控制导通的元件,晶闸管的放大效应是在中间的PN节上.整个晶闸管不会有放大作用. 10.3试画出题10.3图中负载电阻R上的电压波形和晶闸管上的电压波形。
10.4 如题4如题10.4图所示，试问： ①在开关S闭合前灯泡亮不亮？为什么？ ②在开关S闭合后灯泡亮不亮？为什么？ ③再把开关S断开后灯泡亮不亮？为什么？ ①在开关S闭合前灯泡不亮,因为晶闸管没有导通. ②在开关S闭合后灯泡亮,因为晶闸管得控制极接正电,导 通. ③再把开关S断开后灯泡亮,因为晶闸管导通后控制极就 不起作用了.
10.5如题10.5图所示，若在t1时刻合上开关S，在t2时 刻断开S，试画出负载电阻R上的电压波形和晶闸 管上的电压波形。 10.6晶闸管的主要参数有哪些？ 晶闸管的主要参数有①断态重复峰值电压U DRE :在控制极断路何竟闸管正向阻断的条件下,可以重复加在晶闸管两端的正向峰值电压,其数值规定比正向转折电压小100V.
1使晶闸管导通的条件是什么
1﹒使晶闸管导通的条件是什么？ 2﹒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？ 3﹒图1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. 图1 4﹒上题中如果不考虑安全裕量，问100A的晶闸管能送出的平均电流Id1﹑Id2﹑Id3各为多少？这时，相应的电流最大值Im1﹑Im2﹑Im3各为多少？ 5﹒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？ 6﹒如何防止电力MOSFET因静电感应引起的损坏？ 7﹒IGBT﹑GTR﹑GTO和电力MOSFET的驱动电路各有什么特点？ 8﹒全控型器件的缓冲电路的主要作用是什么？试分析RCD缓冲电路中各元件的作用。 9﹒试说明IGBT﹑GTR﹑GTO和电力MOSFET各自的优缺点
1、单相半波可控整流电路对电感负载供电，L＝20mH，U2=100,求当a＝0° 和60°时的负载电流I d，并画出u d与i d波形。 2、图1为具有变压器中心抽头的单相全波可控整流电路，问该变压器还有直 流磁化问题吗？试说明： ②当负载为电阻和电感时，其输出电压和电流的波形与单相全控时相同。 图1 3、单相桥式全控整流器电路，其中，U2=100V，负载中R＝2Ω,L值极大，当 a＝30°时，要求： ①作出ud、i d和i2的波形； ②求整流输出平均电压Ud、电流I d 变压器二次电流有效值I2; ， ③考虑安全裕量，确定晶闸管的额定电压和额定电流。 4、单相桥式半控整流电路，电阻性负载，画出整流二极管在一周期内承受的 电压波形。 5、单相桥式全控整流电路，U2＝100V，负载中R=20Ω,L值极大，反电动势 E＝60V，当a＝30°时，要求： ①作出u d、i d和i2的波形； ②求整流输出平均电压U d、电流I d，变压器二次电流有效值I2 ;
解:a) b) c) Idl-— (￥片1)俺 d 2717 Ta JI 2 d ,0. 1767 I a 4 ￡ -匚 l rn ——(纟 + 1)缺 0.胡 31 A TT 2 sin 亦泊3) ~~~ l + ± fe 0.898 J = J — f : = 0. 5 A 7.晶闸管的触发脉冲需要满足哪些条件? 第2至第8章作业 第2章电力电子器件 1. 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. 维持晶闸管导通的条件是什么？ 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。 3. 怎样才能使晶闸管由导通变为关断？ 答：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。 4. 图1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、|d2、I d3与电流有效值11、12、|3。 a) b) c) 图1晶闸管导电波形
答：A：触发信号应有足够的功率 B:触发脉冲应有一定的宽度，脉冲前沿尽可能陡，使元件在触发导通后，阳极电流能迅速上升超过掣住电流而维持导通。 C:触发脉冲必须与晶闸管的阳极电压同步，脉冲移相范围必须满足电路要求。 第3章整流电路 1.单相半波可控整流电路对电感负载供电，L = 20mH，U2= 100V，求当a= 0°和60。时的负 载电流I d，并画出u d与i d波形。 解：a = 0°寸，在电源电压U2的正半周期晶闸管导通时，负载电感L储能，在晶闸管开始导通时刻，负载电流为零。在电源电压u2的负半周期，负载电感L释放能量，晶闸管继续导通。因此，在电源电压u2的一个周期里，以下方程均成 ud与id的波形如下图:L―- = sin(oi di亠 考虑到初始条件二半时2±_0可解方程紂： 心一' (l^cos^) (cL -顷-22. 51 (A) (t)L
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 210500100 3 =?= 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 9.910 99 === 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 电力电子器件答案第1章
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
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 填空题： 1.电力电子器件一般工作在_开关__状态。 2.在通常情况下，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_主电路_、_驱动电路_、_控制电路_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.电力二极管的工作特性可概括为单向导通。 6.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。 7.肖特基二极管的开关损耗__小于_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。（SCR晶闸管） 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_大于I H。（I L=2~4I 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_小于_Ubo。 11.逆导晶闸管是将_二极管_与晶闸管_反并联_（如何连接）在同一管芯上的功率集成器件。 12.GTO的__阴极和门极在器件内并联_结构是为了便于实现门极控制关断而设计的。（GTO门极可关断晶闸管） 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_二次击穿_ 。 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_截止区_、前者的饱和区对应后者的_放大区_、前者的非饱和区对应后者的_饱和区_。 15.电力MOSFET的通态电阻具有正温度系数。（MOSFET场效应晶体管、GTR电力晶体管、IGBT绝缘栅双极型 16.IGBT 的开启电压U GE（th）随温度升高而_略有下降_，开关速度_低于_电力MOSFET 。晶体管） 17.功率集成电路PIC分为二大类，一类是高压集成电路，另一类是智能功率集成电路。 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电压驱动和电流驱动两类。 19.为了利于功率晶体管的关断，驱动电流后沿应是负脉冲_。 20.GTR的驱动电路中抗饱和电路的主要作用是使基极驱动电流不进入放大区和饱和区。 21.抑制过电压的方法之一是用储能元件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小功率装置的保护。 22.功率晶体管缓冲保护电路中的二极管要求采用快恢复型二极管，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_静态均压_措施，给每只管子并联RC支路是动态均流措施，当需同时串联和并联晶闸管时，应采用_先串后并_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负温度系数,在1/2或1/3额定电流以上区段具有正温度系数。 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_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（门极可关断晶闸管）、GTR（电力晶体管）、电力MOSFET（电力场效应管）、IGBT（绝缘栅双极型晶体管）；属于单极型电力电子器件的有电力MOSFET（电力场效应管），属于双极型器件的有晶闸管（SCR）、GTO（门极可关断晶闸管）、GTR（电力晶体管）、电力二极管，属于复合型电力电子器件得有IGBT（绝缘栅双极型晶体管）；在可控的器件中，容量最大的是GTO（门极可关断晶闸管），工作频率最高的是IGBT（绝缘栅双极型晶体管），属于电压驱动的是电力MOSFET（电力场效应管）、IGBT（绝缘栅双极型晶体管），属于电流驱动的是晶闸管（SCR）、GTO（门极可关断晶闸管）、GTR（电力晶体管）、电力二极管。1.应用电力电子器件的系统组成如题图1-27所示，试说明其中各个电路的作用？（单复合型电压型，双型为电流型） 主电路：实现系统的系统功能。 保护电路：防止电路的电压或电流的过冲对系统的破坏。 驱动电路：将信息电子电路传递过来的信号按照控制目标的 要求转换成使电力电子器件开通或关断的信号，此信号加在器件 的控制端和公共端之间，对半控型器件只需要提供开通信号。 检测电路：检测主电路和应用现场的信号，再根据这些信号
一、单向可控硅工作原理 可控硅导通条件：一是可控硅阳极与阴极间必须加正向电压，二是控制极也要加正向电压。以上两个条件必须同时具备，可控硅才会处于导通状态。另外，可控硅一旦导通后，即使降低控制极电压或去掉控制极电压，可控硅仍然导通。 可控硅关断条件：降低或去掉加在可控硅阳极至阴极之间的正向电压，使阳极电流小于最小维持电流以下。 二、单向可控硅的引脚区分 对可控硅的引脚区分，有的可从外形封装加以判别，如外壳就为阳极，阴极引线比控制极引线长。从外形无法判断的可控硅，可用万用表R×100或R×1K挡，测量可控硅任意两管脚间的正反向电阻，当万用表指示低阻值（几百欧至几千欧的范围）时，黑表笔所接的是控制极G，红表笔所接的是阴极C，余下的一只管脚为阳极A。 三、单向可控硅的性能检测 可控硅质量好坏的判别可以从四个方面进行。第一是三个PN结应完好；第二是当阴极与阳极间电压反向连接时能够阻断，不导通；第三是当控制极开路时，阳极与阴极间的电压正向连接时也不导通；第四是给控制极加上正向电流，给阴极与阳极加正向电压时，可控硅应当导通，把控制极电流去掉，仍处于导通状态。 用万用表的欧姆挡测量可控硅的极间电阻，就可对前三个方面的好坏进行判断。具体方法是：用R×1k或R×10k挡测阴极与阳极之间的正反向电阻（控制极不接电压），此两个阻值均应很大。电阻值越大，表明正反向漏电电流愈小。如果测得的阻值很低，或近于无穷大，说明可控硅已经击穿短路或已经开路，此可控硅不能使用了。 用R×1k或R×10k挡测阳极与控制极之间的电阻，正反向测量阻值均应几百千欧以上,若电阻值很小表明可控硅击穿短路。 用R×1k或R×100挡，测控制极和阴极之间的PN结的正反向电阻在几千欧左右，如出现正向阻值接近于零值或为无穷大，表明控制极与阴极之间的PN结已经损坏。反向阻值应很大，但不能为无穷大。正常情况是反向阻值明显大于正向阻值。 万用表选电阻R×1挡，将黑表笔接阳极，红表笔仍接阴极，此时万用表指针应不动。红表笔接阴极不动，黑表笔在不脱开阳极的同时用表笔尖去瞬间短接控制极，此时万用表电阻挡指针应向右偏转，阻值读数为10欧姆左右。如阳极接黑表笔，阴极接红表笔时，万用表指针发生偏转，说明该单向可控硅已击穿损坏。 四、可控硅的使用注意事项 选用可控硅的额定电压时，应参考实际工作条件下的峰值电压的大小，并留出一定的余量。 1、选用可控硅的额定电流时，除了考虑通过元件的平均电流外，还应注意正常工作时导通角的大小、散热通风条件等因素。在工作中还应注意管壳温度不超过相应电流下的允许值。 2、使用可控硅之前，应该用万用表检查可控硅是否良好。发现有短路或断路现象时，应立即
《电力电子技术》 论文题目:门极可关断(GTＯ)晶闸管的工作原理及发展前景 班级: 姓名： 序号： 学号: 指导教师：郭老师 2014年5月20日
门极可关断(ＧTO)晶闸管的工作原理及发展前景 引言 电力电子技术包括功率半导体器件与IC技术、功率变换技术及控制技术等几个方面,其中电力电子器件是电力电子技术的重要基础,也是电力电子技术发展的“龙头”。从年美国通用电气公司研制出世界上第一个工业用普通晶闸管开始,电能的变换和控制从旋转的变流机组和静止的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。到了７0 年代,晶闸管开始形成由低压小电流到高压大电流的系列产品。同时,非对称晶闸管、逆导晶闸管、双向晶闸管、光控晶闸管等晶闸管派生器件相继问世,广泛应用于各种变流装置。由于它们具有体积小、重量轻、功耗小、效率高、响应快等优点,其研制及应用得到了飞速发展。由于普通晶闸管不能自关断，属于半控型器件,因而被称作第一代电力电子器件。在实际需要的推动下,随着理论研究和工艺水平的不断提高,电力电子器件在容量和类型等方面得到了很大发展,先后出现了ＧＴR 、GTO、功率MOSET等自关断、全控型器件,被称为第二代电力电子器件。近年来，电力电子器件正朝着复合化、模块化及功率集成的方向发展,如GPT，MCT,HVＩC等就是这种发展的产物。 1．什么是门极关断(GＴO)晶闸管 1９64年,美国第一次试制成功了500V/10A 的GTO。在此后的近１0年内,的容量一直停留在较小水平,只在汽车点火装置和电视机行扫描电路中进行试用。自７0年代中期开始,GＴO的研制取得突破,相继出世了130０V/６００A 、２5０0V/10０0A、45００V/2000A的产品，目前已达9KＶ/25KＡ／８０0Hｚ及6Hz/６KA 的水平。GTO有对称、非对称和逆导三种类型。与对称下相比,非对称通态压降小、抗浪涌电流能力强、易于提高耐压能力。逆导型GＴＯ是在同一芯片上将GTO 与整流二极管反并联制成的集成器件,不能承受反向电压，主要用于中等容量的牵引驱动中。
实验一晶闸管的简易测试及导通关断条件实验 1. 实验目的 1）掌握晶闸管的简易测试方法； 2）验证晶闸管的导通条件及关断方法。 3）实验电路见图1-1。 2. 实验设备 1）自制晶闸管导通与关断实验板2）0～30V直流稳压电源（泽东楼408室MOTECH LPS －305可编程直流稳压电源）3）万用表（指针式或者数字式）4）1.5V×3干电池（可选）5）好坏晶闸管 （a）（b） 图1－1 晶闸管导通与关断条件实验电路 图1-2 判别晶闸管好坏图1-3 检测晶闸管触发能力 3.实验内容及步骤 自制好实验用电路板，每组至少一块，可选择图1－1的（a）或者（b）。 用指针式万用表检测 1）鉴别晶闸管好坏 见图1-2所示，置于R×1位置，用表笔测量G、K之间的正反向电阻，阻值应为几欧～几十欧。一般黑表笔接G，红表笔接K时阻值较小。由于晶闸管芯片一般采用短路发射极结
构（即相当于在门极与阴极之间并联了一个小电阻），所以正反向阻值差别不大，即使测出正反向阻值相等也是正常的。接着将万用表调至R×10K档，测量G、A与K、A之间的阻值，无论黑表笔与红表笔怎样调换测量，阻值均应为无穷大，否则，说明管子已经损坏。2）检测晶闸管的触发能力 检测电路如图所示。外接一个4.5V电池组，将电压提高到6～7.5V（万用表内装电池不同）。将万用表置于0.25～1A档，为保护表头，可串入一只R=4.5V/I档Ω的电阻（其中：I档为所选择万用表量程的电流值）。电路接好后，在S处于断开位置时，万用表指针不动；然后闭合S（S可用导线代替），使门极加上正向触发电压，此时，万用表指针应明显向右偏，并停在某一电流位置，表明晶闸管已经导通。接着断开开关S，万用表指针应不动，说明晶闸管触发性能良好。 3）检测晶闸管的导通条件： 1. 首先将S1～S3断开，闭合S4，加上30V正向阳极电压，然后让门极开路或接一4.5V 电压，观看晶闸管是否导通，灯泡是否亮。 2. 加30V反向阳极电压，门极开路、接－4.5V或接＋4.5V电压，观察晶闸管是否导通，灯泡是否亮。 3. 阳极、门极都加正向电压，观看晶闸管是否导通，灯泡是否亮。 4. 灯亮后去掉门极电压，看灯泡是否亮；再加－4.5V反向门极电压，看灯泡是否继续亮，为什么？ 4）晶闸管关断条件实验 1. 接通正30V电源，再接通4.5V正向门极电压使晶闸管导通，灯泡亮，然后断开门极电压。 2. 去掉30V阳极电压，观察灯泡是否亮。 3. 接通30V正向阳极电压及正向门极电压使灯亮，然后闭合S1，断开门极电压。然后接通S2，看灯泡是否熄灭。 4. 再把晶闸管导通，断开门极电压，然后闭合S3，再立即打开S3，观察灯泡是否熄灭。 5. 断开S4，再使晶闸管导通，断开门极电压。逐渐减小阳极电压，当电流表指针由某值突然降到零时刻值就是被测晶闸管的维持电流。此时若再升高阳极电压，灯泡也不再发亮，说明晶闸管已经关断 如果使用图1－1（b）测试，则可使用直流稳压电源提供6V直流电源进行。要求测试分别加5.8V、6V、6.2V、7V、8V、8.5V进行测试。分别测试当没按下K和按下K后，观察两吸串联的发光二极管是否点亮？并根据不同电压观察发光二极管的亮度情况。同时要求用万用表的直流电压档的10V档和2.5V档测量导通后晶闸管的管压降，并记录数据。 用数字式万用表检测 1）判别单向晶闸管的电极 在单向晶闸管的控制极G与阴极K之间有一个PN结,而在阳极与控制极G之间有两个反向串联的PN结。我们就是以此为依据来判定晶闸管的电极。 将数字式万用表置于二极管测试挡,用红表笔接某一电极引脚,黑表笔分别接触另外两个电极引脚。如果其中有一次显示电压为零点几伏,说明这时红表笔接的是控制极G,黑表笔接的是阴极K,剩下的一个则是阳极A。假如两次都显示溢出符号“1”,说明红表笔接的不是控制极G,需更换其他电极引脚重新测试。用这个方法就能够判别出单向晶闸管的三个电极引脚。2）检测单向晶闸管的触发功能 方法一:用电阻挡检测 (1)将数字万用表置于电阻20kΩ挡,红表笔接阳极A,黑表笔接阴极K,把控制极G悬空,此时
第一章作业 1. 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：u AK>0且u GK>0。 2. 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。 3. 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） (b) (c)
第二章作业 1. 单相半波可控整流电路对电感负载供电，L＝20mH，U2＝100V，求当α＝0?和60? 时的负载电流I d，并画出u d与i d波形。 解：α＝0?时，在电源电压u2的正半周期晶闸管导通时，负载电感L储能，在晶闸管开始导通时刻，负载电流为零。在电源电压u2的负半周期，负载电感L释放能量，晶闸管继续导通。因此，在电源电压u2的一个周期里，以下方程均成立： 考虑到初始条件：当ωt＝0 时i d＝0 可解方程得： u d与i d的波形如下图： 当α＝60°时，在u2正半周期60?~180?期间晶闸管导通使电感L储能，电感L储藏的能量在u2负半周期180?~300?期间释放，因此在u2一个周期中60?~300?期间以下微分方程成立：
考虑初始条件：当ωt＝60 时i d＝0 可解方程得： 其平均值为 此时u d与i d的波形如下图： 2．图2-9为具有变压器中心抽头的单相全波可控整流电路，问该变压器还有直流磁 ；②当负载是电阻或电化问题吗？试说明：①晶闸管承受的最大反向电压为 2 感时，其输出电压和电流的波形与单相全控桥时相同。 答：具有变压器中心抽头的单相全波可控整流电路，该变压器没有直流磁化的问题。因为单相全波可控整流电路变压器二次测绕组中，正负半周内上下绕组内电流的方向相反，波形对称，其一个周期内的平均电流为零，故不会有直流磁化的问题。 以下分析晶闸管承受最大反向电压及输出电压和电流波形的情况。 ①以晶闸管VT2为例。当VT1导通时，晶闸管VT2通过VT1与2个变压器二次绕 。 组并联，所以VT2承受的最大电压为 2 ②当单相全波整流电路与单相全控桥式整流电路的触发角a 相同时，对于电阻
电力电子课后答案 第二章 2.2 使晶闸管导通的条件是什么？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： 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。 2.3图2-1中阴影部分表示流过晶闸管的电流波形，各波形的电流最大值均为m I ， 试计算各波形的电流平均值1d I 、2d I 、3d I 与电流有效值1I 、2I 、3I ，和它们的波形系数1f K ，2f K ，3f K 。 题图2.1 晶闸管导电波形 解： a) 1d I = 4 1 2sin()(1)0.27222 m m m I I t I π π ωπ π= +≈? 1I 24 131(sin )()0.4822 42m m m I I t d wt I ππ ?π π = +≈? 111/0.48/0.27 1.78f d m m K I I I I === b) 2d I =412 sin ()(1)0.5422 m m m I I td wt I ππ?=+=∏? 2I 24 21 31(sin )()0.67242m m m I I t d wt I π π ?π π = +≈? 222/0.67/0.54 1.24f d m m K I I I I === c) 3d I = 20 1 1()24 m m I d t I π ωπ = ? 3I 220 1 1()22 m m I d t I π ωπ = ? 333/0.5/0.252f d m m K I I I I === 2.4. 如果上题中晶闸管的通态平均电流为100A ，考虑晶闸管的安全裕量为1.5，问其允许通
第二章 电力电子器件 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：u AK >0且u GK >0。 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。 4. 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I 1、I 2、I 3。 002π2π 2ππ ππ4π4π25π4a)b)c)图1-430 图1-43 晶闸管导电波形 解：a) I d1= π21?ππωω4)(sin t td I m =π2m I (122+)≈0.2717 I m I 1=?π π ωωπ42)()sin (21 t d t I m = 2m I π2143+≈0.4767 I m b) I d2 =π1?ππωω4 )(sin t td I m =πm I (122+)≈0.5434 I m I 2 =?π π ωωπ42)()sin (1 t d t I m =22m I π 2143+≈0.6741I m c) I d3=π21?20)(πωt d I m =41 I m I 3 =?2 02)(21 πωπt d I m = 21 I m 5. 上题中如果不考虑安全裕量,问100A 的晶闸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 ，
班级姓名学号 第2/9章电力电子器件课后复习题 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，直接承担电能变换或控制任务的电路。 3. 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、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。 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：不可控器件、半控型器件 和全控型器件。 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. 电力二极管的工作特性可概括为单向导电性。 8. 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。 9. 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5ms以上。 10.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5ms以下。 11.肖特基二极管的反向恢复时间很短,其范围一般在10～40ns之间。
12.晶闸管的基本工作特性可概括为：承受反向电压时，不论是否触发，晶闸管都不会导 通；承受正向电压时，仅在门极正确触发情况下，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至维持电流以下。 13.通常取晶闸管的U DRM和U RRM中较小的标值作为该器件的额定电压。选用时，一 般取为正常工作时晶闸管所承受峰值电压2~3 倍。 14.使晶闸管维持导通所必需的最小电流称为维持电流。晶闸管刚从断态转入通态并移除 触发信号后，能维持导通所需的最小电流称为擎住电流。对同一晶闸管来说，通常I L约为I H的称为2~4 倍。 15.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。 16. 普通晶闸管关断时间数百微秒，快速晶闸管数十微秒，高频晶闸管10微秒左右。 高频晶闸管的不足在于其电压和电流定额不易做高。 17. 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。 18.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。 19. 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。 20. GTO的多元结构是为了便于实现门极控制关断而设计的。 21.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。 22. GTO导通过程与普通晶闸管一样，只是导通时饱和程度较浅,导通时管压降较高。 23. GTO最大可关断阳极电流与门极负脉冲电流最大值I GM之比称为电流关断增益,该值 一般很小，只有 5 左右，这是GTO的一个主要缺点。 24. GTR导通的条件是：集电结正向偏置且基极施加驱动电流。