《电力电子技术》(专科第二版)习题解答
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：晶闸管阳极和阴极间施加正向电压，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)
图题1.8
答：（a ）因为H A
I mA K V
I <=Ω
=
250100，所以不合理。
(b) 因为A V
I A
2010200=Ω=
, KP100的电流额定值为100Ａ，裕量达５倍，太大了。
（c ）因为A V
I A 1501150=Ω
=，大于额定值，所以不合理。 1.9 图题1.9中实线部分表示流过晶闸管的电流波形，其最大值均为I m ，试计算各图的电流平均值．电流有效值和波形系数。
图题1．9
解：图(a)： I T(A V )=
π
21
?
π
ωω0
)(sin t td I m =
π
m
I
I T =
?
π
ωωπ
2)()sin (21t d t I m =
2
m I
K f =
)
(AV T T I I =1.57
图(b)： I T(A V )=
π1
?
π
ωω0
)(sin t td I m =
π
2
I m
I T =
?
π
ωωπ0
2)()sin (1
t d t I m =
2
m I
K f =
)
(AV T T
I I =1.11
图(c)： I T(A V )=
π
1
?ππωω3
)(sin t td I m =
π
23I m
I T =
?
ππωωπ
3
2)()sin (1
t d t I m = I m
m I 63.08331≈+π
K f =
)
(AV T T I I =1.26
图(d)： I T(A V )=
π
21?
ππωω3
)(sin t td I m =
π
43I m
I T =
?
ππωωπ
3
2)
()sin (21t d t I m = I m
m I 52.06361≈+π
K f =
)
(AV T T I I =1.78
图(e)： I T(A V )=
π
21
?
40
)(π
ωt d I m =
8
m I
I T =
?
40
2
)(21π
ωπt d I m =
2
2m I
K f =
)
(AV T T
I I =2.83
图(f)： I T(A V )=
π
21
?
20
)(π
ωt d I m =
4m I
I T =
?
20
2
)(21π
ωπt d I m =
2
m I
K f =
)
(AV T T
I I =2
1.10上题中，如不考虑安全裕量，问额定电流100A 的晶闸管允许流过的平均电流分别是多少? 解：(a)图波形系数为1.57，则有： 1.57)(AV T I ?=1.57?100A , I T(A V) = 100 A
(b)图波形系数为1.11，则有： 1.11)(AV T I ?=1.57?100A , I T(A V)=141.4A (c)图波形系数为1.26，则有： 1.26)(AV T I ?=1.57?100A , I T(A V)=124.6A (d)图波形系数为1.78，则有： 1.78)(AV T I ?=1.57?100A , I T(A V)=88.2A (e)图波形系数为2.83，则有： 2.83)(AV T I ?=1.57?100A, I T(A V)=55.5A (f)图波形系数为2，则有： 2)(AV T I ?=1.57?100A , I T(A V)=78.5A 1.11某晶闸管型号规格为KP200-8D ，试问型号规格代表什么意义?
解：KP 代表普通型晶闸管，200代表其晶闸管的额定电流为200A ，8代表晶闸管的正反向峰值电压为800V ，D 代表通态平均压降为V U V
T 7.06.0<<。
1.12 如图题1.12所示，试画出负载R d 上的电压波形(不考虑管子的导通压降)。
图题1.12 解：其波形如下图所示：
1.13在图题1.13中，若要使用单次脉冲触发晶闸管T 导通，门极触发信号（触发电压为脉冲）的宽度最小应为多少微秒（设晶闸管的擎住电流I L =15mA ）？
图题1.13
解：由题意可得晶闸管导通时的回路方程：E Ri dt
di L
A A
=+ 可解得
)1(τt
A e R
E
i --=， τ
=
R
L =1
要维维持持晶闸管导通，)(t i A 必须在擎住电流I L 以上，即
31015)1(5
.050
--?≥-t e s t μ150101506=?≥-， 所以脉冲宽度必须大于150μs。
1.14单相正弦交流电源，晶闸管和负载电阻串联如图题1.14所示，交流电源电压有效值为220V 。 (1)考虑安全余量，应如何选取晶闸管的额定电压？
(2)若当电流的波形系数为K f =2.22时，通过晶闸管的有效电流为100A ，考虑晶闸管的安全余量，应如何选择晶闸管的额定电流？
图题1.14
解：（1）考虑安全余量, 取实际工作电压的2倍
U T =220?2≈?
2622V , 取600V
（2）因为K f =2.22, 取两倍的裕量，则：
2I T(A V)A 10022.2?≥
得： I T(A V)=111(A) 取100A 。
1.15 什么叫GTR 的一次击穿?什么叫GTR 的二次击穿?
答：处于工作状态的GTR ，当其集电极反偏电压U CE 渐增大电压定额BU CEO 时，集电极电流I C 急剧增大（雪崩击穿），但此时集电极的电压基本保持不变，这叫一次击穿。
发生一次击穿时，如果继续增大U CE ，又不限制I C ，I C 上升到临界值时，U CE 突然下降，而I C 继续增大（负载效应），这个现象称为二次击穿。
1.16怎样确定GTR 的安全工作区SOA?
答：安全工作区是指在输出特性曲线图上GTR 能够安全运行的电流、电压的极限范围。按基极偏量分类可分为：正偏安全工作区FBSOA 和反偏安全工作区RBSOA 。正偏工作区又叫开通工作区，它是基极正向偏量条件下由GTR 的最大允许集电极功耗P CM 以及二次击穿功率P SB ，I CM ，BU CEO 四条限制线所围成的区域。反偏安全工作区又称为GTR 的关断安全工作区，它表示在反向偏置状态下GTR 关断过程中电压U CE ，电流I C 限制界线所围成的区域。
1.17 GTR 对基极驱动电路的要求是什么？ 答：要求如下：
（1）提供合适的正反向基流以保证GTR 可靠导通与关断， （2）实现主电路与控制电路隔离，
（3）自动保护功能，以便在故障发生时快速自动切除驱动信号避免损坏GTR 。 （4）电路尽可能简单，工作稳定可靠，抗干扰能力强。 1.18在大功率GTR 组成的开关电路中为什么要加缓冲电路?
答：缓冲电路可以使GTR 在开通中的集电极电流缓升，关断中的集电极电压缓升，避免了GTR 同时承受高电压、
大电流。另一方面，缓冲电路也可以使GTR 的集电极电压变化率dt
du 和集电极电流变化率
dt
di 得到有效值抑制，减小
开关损耗和防止高压击穿和硅片局部过热熔通而损坏GTR 。
1.19与GTR 相比功率MOS 管有何优缺点?
答：GTR 是电流型器件，功率MOS 是电压型器件，与GTR 相比，功率MOS 管的工作速度快，开关频率高，驱动功率小且驱动电路简单，无二次击穿问题，安全工作区宽，并且输入阻抗可达几十兆欧。
但功率MOS 的缺点有：电流容量低，承受反向电压小。 1.20从结构上讲，功率MOS 管与VDMOS 管有何区别?
答：功率MOS 采用水平结构，器件的源极S ，栅极G 和漏极D 均被置于硅片的一侧，通态电阻大，性能差，硅片利用率低。VDMOS 采用二次扩散形式的P 形区的N +
型区在硅片表面的结深之差来形成极短的、可精确控制的沟道长度（1~3m ）、制成垂直导电结构可以直接装漏极、电流容量大、集成度高。
1.21试说明VDMOS 的安全工作区。
答：VDMOS 的安全工作区分为：（1）正向偏置安全工作区，由漏电源通态电阻限制线，最大漏极电流限制线，最大功耗限制线，最大漏源电压限制线构成。（2）开关安全工作区：由最大峰值漏极电流I CM ，最大漏源击穿电压BU DS 最高结温I JM 所决定。（3）换向安全工作区：换向速度dt
di
一定时，由漏极正向电压U DS 和二极管的正向电流的安全运
行极限值I FM 决定。
1.22试简述功率场效应管在应用中的注意事项。
答：（1）过电流保护，（2）过电压保护，（3）过热保护，（4）防静电。 1.23与GTR 、VDMOS 相比，IGBT 管有何特点?
答：IGBT 的开关速度快，其开关时间是同容量GTR 的1/10，IGBT 电流容量大，是同容量MOS 的10倍；与VDMOS 、GTR 相比，IGBT 的耐压可以做得很高，最大允许电压U CEM 可达4500V ，IGBT 的最高允许结温T JM 为150℃，而且IGBT 的通态压降在室温和最高结温之间变化很小，具有良好的温度特性；通态压降是同一耐压规格VDMOS 的1/10，输入阻抗与MOS 同。
1.24下表给出了1200V 和不同等级电流容量IGBT 管的栅极电阻推荐值。试说明为什么随着电流容量的增大，栅极电阻值相应减小？
答：对一定值的集电极电流，栅极电阻增大栅极电路的时间常数相应增大，关断时栅压下降到关断门限电压的时间变长，于是IGBT 的关断损耗增大。因此，随着电流容量的增大，为了减小关断损耗，栅极电阻值相应减小。应当注意的是，太小的栅极电阻会使关断过程电压变化加剧，在损耗允许的情况下，栅极电阻不使用宜太小。
1.25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？
答：SCR 、GTR 、IGBT 、GTO 、MCT 都可承受反向电压。SCR 可以用作静态开关。 1.26试说明有关功率MOSFET 驱动电路的特点。
通态压降低，通态电流大，但因器件内有答：功率MOSFET 驱动电路的特点是：输入阻抗高，所需驱动功率小，驱动电路简单，工作频率高。
1.27试述静电感应晶体管SIT 的结构特点。
答：SIT 采用垂直导电结构，沟道短而宽，适合于高电压，大电流的场合，其漏极电流具有负温度系数，可避免因温度升高而引起的恶性循环漏极电流通路上不存在PN 结，一般不会发生热不稳定性和二次击穿现象，其安全工作区范围较宽,关断它需加10V 的负栅极偏压U GS ,使其导通，可以加5~6V 的正栅偏压+U GS ，以降低器件的通态压降。
1.28试述静电感应晶闸管SITH 的结构特点。
答：其结构在SIT 的结构上再增加一个P +
层形成了无胞结构。SITH 的电导调制作用使它比SIT 的通态电阻小，大量的存储电荷，其关断时间比SIT 要慢，工作频率低。
1.29试述MOS控制晶闸管MCT的特点和使用范围。
答：MCT具有高电压，大电流，高载流密度，低通态压的特点，其通态压降只有ＧＴＲ的１／３左右，硅片的单位面积连续电流密度在各种器件中是最高的，另外，ＭＣＴ可承受极高的di/dt和du/dt。使得其保护电路简化，ＭＣＴ的开关速度超过ＧＴＲ，且开关损耗也小。
1.30缓冲电路的作用是什么？关断缓冲与开通缓冲在电路形式上有何区别，各自的功能是什么？
答：缓冲电路的作用是抑制电力电子器件的内因过电压du/dt或者过电流di/dt,减少器件的开关损耗。缓冲电路分为关断缓冲电路和开通缓冲电路。关断缓冲电路是对du/dt抑制的电路，用于抑制器件的关断过电压和换相过电压，抑制du/dt，减小关断损耗。开通缓冲电路是对di/dt抑制的电路，用于抑制器件开通时的电流过冲和di/dt，减小器件的开通损耗。
第2章思考题与习题
2.1 什么是整流？它与逆变有何区别？
答：整流就是把交流电能转换成直流电能，而将直流转换为交流电能称为逆变，它是对应于整流的逆向过程。
2.2 单相半波可控整流电路中，如果：
(1)晶闸管门极不加触发脉冲；
(2)晶闸管内部短路；
(3)晶闸管内部断开；
试分析上述三种情况负载两端电压u d和晶闸管两端电压u T的波形。
答：（1）负载两端电压为0，晶闸管上电压波形与U2相同；
（2）负载两端电压为U2，晶闸管上的电压为0；
（3）负载两端电压为0，晶闸管上的电压为U2。
2.3某单相全控桥式整流电路给电阻性负载和大电感负载供电，在流过负载电流平均值相同的情况下，哪一种负载的晶闸管额定电流应选择大一些?
答：带大电感负载的晶闸管额定电流应选择小一些。由于具有电感，当其电流增大时，在电感上会产生感应电动势，抑制电流增加。电阻性负载时整流输出电流的峰值大些，在流过负载电流平均值相同的情况下，为防此时管子烧坏，应选择额定电流大一些的管子。
2.4某电阻性负载的单相半控桥式整流电路，若其中一只晶闸管的阳、阴极之间被烧断，试画出整流二极管、晶闸管两端和负载电阻两端的电压波形。
解：设α=0，T2被烧坏，如下图：
2.5相控整流电路带电阻性负载时，负载电阻上的U d 与I d 的乘积是否等于负载有功功率，为什么?带大电感负载时，负载电阻R d 上的U d 与I d 的乘积是否等于负载有功功率，为什么?
答：相控整流电路带电阻性负载时，负载电阻上的平均功率d d d
I U P =不等于负载有功功率UI P =。因为
负载上的电压、电流是非正弦波，除了直流U d 与I d 外还有谐波分量 ,,21U U 和 ,,21I I ，负载上有功功率为
+++=2
2212P P P P d >d d d I U P =。
相控整流电路带大电感负载时，虽然U d 存在谐波，但电流是恒定的直流，故负载电阻R d 上的U d 与I d 的乘积等于负载有功功率。
2.6某电阻性负载要求0~24V 直流电压，最大负载电流I d =30A ，如采用由220V 交流直接供电和由变压器降压到60V 供电的单相半波相控整流电路，是否两种方案都能满足要求?试比较两种供电方案的晶闸管的导通角、额定电压、额定电流、电路的功率因数及对电源容量的要求。
解：采用由220V 交流直接供电当 0=α
时：
U do =0.45U 2=0.45?220 =99V
由变压器降压到60V 供电当 0=α
时：
U d =0.45U 2=0.45?60 =27V
因此，只要调节α 都可以满足输出0~24V 直流电压要求。
(1) 采用由220V 交流直接供电时：
2
cos 145.02
α
+=U U d ，
U d ==24V 时
121≈α
59121180=-=θ
V
U U T 31122==
A t d t R
U I T 84]sin 2[21022≈=
?π
ωωπ
Ω===
8.030
24
d d I U R A I I T AV T 5457
.184
57.1)(≈==
取2倍安全裕量，晶闸管的额定电压、额定电流分别为622V 和108A 。
电源提供有功功率 W R I P 8.56448.08422
2=?==
电源提供视在功率 k VA
I U S 58.182208422=?== 电源侧功率因数
305.0≈=
S
P
PF (2) 采用变压器降压到60V 供电：
2
cos 145.02
α+=U U d ，
U d ==24V 时
39≈α, 14139180=-=θ V U U T 4.8422==
A t d t R
U I T 38.51]sin 2[21022≈=
?π
ωωπ Ω===
8.030
24d d I U R A I I T AV T 7.3257
.138
.5157.1)(≈==
取2倍安全裕量，晶闸管的额定电压、额定电流分别为168.8V 和65.4A 。
变压器二次侧有功功率 W R I P 21128.038.5122
2=?==
变压器二次侧视在功率 k VA
I U S 08.338.516022=?== 电源侧功率因数
68.0≈=
S
P
PF 2.7某电阻性负载，R d =50Ω,要求U d 在0~600V 可调，试用单相半波和单相全控桥两种整流电路来供给，分别计算：
(1) 晶闸管额定电压、电流值；
(2) 连接负载的导线截面积(导线允许电流密度j=6A ／mm 2)； (3) 负载电阻上消耗的最大功率。
解：（1）单相半波 0=α
时,V U U d 133345.060045.02===
,A R U I d d d 1250
600
=== 晶闸管的最大电流有效值
A I I d T 8.1857.1==
晶闸管额定电流为 I T(A V)=≥
57
.1T
I 12(A) 晶闸管承受最大电压为
22U U RM ≥=1885V
取2倍安全裕量，晶闸管的额定电压、额定电流分别为4000V 和30A 。
所选导线截面积为
213.36
8.18mm J I
S ==≥ 负载电阻上最大功率
kW R I P T R 7.172
==
（2）单相全控桥 0=α
时,V U U d 6679.06009.02===
,A R U I d d d 1250
600=== 负载电流有效值
A I I d 3.1311.1== (K f =1.11)
晶闸管的额定电流为 I T(A V)=≥
57
.1T
I 6(A) I T
=2I
晶闸管承受最大电压为
22U U RM ≥=1885V
取2倍安全裕量，晶闸管的额定电压、额定电流分别为4000V 和20A 。
所选导线截面积为
222.26
3.13mm J I
S ≈=≥
负载电阻上最大功率
kW R I P R 9.82==
2.8 整流变压器二次侧中间抽头的双半波相控整流电路如图题2.8所示。 (1) 说明整流变压器有无直流磁化问题?
(2) 分别画出电阻性负载和大电感负载在α=60°时的输出电压U d 、电流i d 的波形，比较与单相全控桥式整流电路是否相同。若已知U 2=220V ，分别计算其输出直流电压值U d 。
（3）画出电阻性负载α=60°时晶闸管两端的电压u T 波形，说明该电路晶闸管承受的最大反向电压为多少?
图题2.8
解：（1）因为在一个周期内变压器磁通增量为零，所以没有直流磁化。 （2）其波形如下图所示，与单相全控桥式整流电路相同。
电阻性负载： V U U d 5.1482
)
60cos 1(2209.02cos 19.002
=+??=+=α
感性负载：
V U U d 99cos 9.02==α
(3)其波形如下图所示，晶闸管承受的最大反向电压为222
U 。
2.9带电阻性负载三相半波相控整流电路，如触发脉冲左移到自然换流点之前15°处，分析电路工作情况，画出触发脉冲宽度分别为10°和20°时负载两端的电压 u d 波形。
解：三相半波相控整流电路触发脉冲的的最早触发时刻在自然换流点，如触发脉冲左移到自然换流点之前15°处，触发脉冲宽度为10°时，不能触发晶闸管， u d =0。触发脉冲宽度为15°时，能触发晶闸管，其波形图相当于α=0°时的波形。
2.10 三相半波相控整流电路带大电感负载，R d =10Ω，相电压有效值U 2=220V 。求α=45°时负载直流电压U d 、流过晶闸管的平均电流I dT 和有效电流I T ，画出u d 、i T2、u T3的波形。
解：==?++)(sin 23/212656t td U U d ωωπαπ
α
π
1.17αcos 2U 因为
=2U 220V ，045=α
U d =1.17 45cos 2
U =182V
A V
R U I d d d 2.1810182=Ω
==
A I I I d d T dT 1.63
1
2===
πθ
A I I I d d T T 5.103
12===
πθ u d 、i T2、u T3波形图如下所示：
2.11 在图题2.11所示电路中，当α=60°时，画出下列故障情况下的u d 波形。 (1)
熔断器1FU 熔断。
(2) 熔断器2FU 熔断。
(3) 熔断器2FU 、3FU 同时熔断。
图题2.11
解：这三种情况下的波形图如下所示：
(a)
(b)
(c)
2.12现有单相半波、单相桥式、三相半波三种整流电路带电阻性负载，负载电流I d 都是40A ，问流过与晶闸管串联的熔断器的平均电流、有效电流各为多大?
解：设 0=α
单相半波：I dT =I d =40A
A I I dT T 8.6257.1=?= (K f =1.57)
单相桥式：I dT =
2
1I d =20A
A I I d T 3.282
1
=?=
三相半波：I dT =3
1
I d =13.3A 当00=α
时 U d =1.17U 2
U 2=U d /1.17
30≤≤αo 时 )2c o s 2
332(212αππ+=
d
T R U I
A I d 5.23)2
332(2117.1≈+=
ππ
2.13三相全控桥式整流电路带大电感负载，负载电阻R d =4Ω，要求U d 从0~220V 之间变化。试求： (1)不考虑控制角裕量时，整流变压器二次线电压。
(2)计算晶闸管电压、电流值，如电压、电流取2倍裕量，选择晶闸管型号。 解：（1）因为U d =2.34U 2
αcos ；不考虑控制角裕量， 0=α时
V U U d
9434
.22==
V U U l 2.168322==
（2）晶闸管承受最大电压为V U 3.23062=
取2倍的裕量,U RM =460.6V
晶闸管承受的平均电流为I dT =
3
1I d 又因为A V
R U I d d d
554220=Ω
==
所以I dT =18.33A ，取2倍的裕量I dTmax =36.67(A) 选择KP50—5的晶闸管。
2.14单结晶体管触发电路中，作为U bb 的削波稳压管w D 两端如并接滤波电容，电路能否正常工作?如稳压管损坏断开，电路又会出现什么情况?
答：在稳压管w D 两端如并接滤波电容后，电路能否正常工作。如稳压管损坏断开，单结晶体管上峰值电压太高，不利于单结晶体管工作。
2.15 三相半波相控整流电路带电动机负载并串入足够大的电抗器，相电压有效值U 2=220V ，电动机负载电流为40A ，负载回路总电阻为0.2Ω，求当α=60°时流过晶闸管的电流平均值与有效值、电动机的反电势。
解：电流平均值为：I dT =
3
1
I d =40/3=13.3 电流有效值为：A I I I d d T
23511.03
===
设电动机的反电势为E D ，则回路方程为：
L d D d R I E U +=
而 V U t td U U d 7.128cos 17.1)(sin 23/2165
6
22===?++απαπαωωπ 所以 V E D
7.1202.0407.128=?-=
2.16三相全控桥电路带串联L d 的电动机负载，已知变压器二次电压为100V ，变压器每相绕组折合到二次侧的漏感L 1为100μH ，负载电流为150A ，求：
(1)由于漏抗引起的换相压降；
(2)该压降所对应整流装置的等效内阻及α=0°时的换相重叠角。
解：(1) πγ231d I X U =
V 5.12150
1010050236=?????=-π
π (2)
ααγ-X -
=-)62(cos cos 2
11U I d
11)100
6150
101005021(cos 61
≈?????-=--π
等效内阻Ω==
01.01505.1A
V
r
2.17 晶闸管装置中不采用过电压、过电流保护，选用较高电压和电流等级的晶闸管行不行?
答：晶闸管装置中必须采用过电压、过电流保护，而不能用高电压、高电流的晶闸管代替，因为在电感性负载装置中，晶闸管在开关断过程中，可能会出现过冲阳极电压，此时极易损坏晶闸管。当未采取过电流保护，而电路过载或短路时更易损坏晶闸管。
2.18 什么是有源逆变？有源逆变的条件是什么？有源逆变有何作用？
答：如果将逆变电路交流侧接到交流电网上，把直流电逆变成同频率的交流电，反送到电网上去称为有源逆变。 有源逆变的条件：
（1） 一定要有直流电动势，其极性必须与晶闸管的导通方向一致，其值应稍大于变流器直流侧的平均电压； （2） 变流器必须工作在2
π
α>
的区域内使U d <0。
有源逆变的作用：
它可用于直流电机的可逆调速，绕线型异步电动机的串级调速，高压电流输电太阳能发电等方面。 2.19 无源逆变电路和有源逆变电路有何区别？
答：有源逆变电路是把逆变电路的交流侧接到电网上，把直流电逆变成同频率的交流反送到电网去。无源逆变电路的交流侧直接接到负载，将直流电逆变成某一频率或可变频率的交流供给负载。
2.20 有源逆变最小逆变角受哪些因素限制？为什么？
答：最小有源逆变角受晶闸管的关断时间t q 折合的电角度δ、换相重叠角γ以及安全裕量角θ'的限制。如果不能满足这些因素的要求的话，将导致逆变失败。
第3章 思考题与习题
3.1 开关器件的开关损耗大小同哪些因素有关？
答：开关损耗与开关的频率和变换电路的形态性能等因素有关。 3.2 试比较Buck 电路和Boost 电路的异同。
答；相同点：Buck 电路和Boost 电路多以主控型电力电子器件（如GTO ，GTR ，VDMOS 和IGBT 等）作为开关器件，其开关频率高，变换效率也高。
Boost 电路在T 不同点：Buck 电路在T 关断时，只有电感L 储存的能量提供给负载，实现降压变换，且输入电流是脉动的。而处于通态时，电源U d 向电感L 充电，同时电容C 集结的能量提供给负载，而在T 处于关断状态时，由L 与电源E 同时向负载提供能量，从而实现了升压，在连续工作状态下输入电流是连续的。
3.3 试简述Buck-Boost 电路同Cuk 电路的异同。
答：这两种电路都有升降压变换功能，其输出电压与输入电压极性相反，而且两种电路的输入、输出关系式完
全相同，Buck-Boost 电路是在关断期内电感L 给滤波电容C 补充能量，输出电流脉动很大，而Cuk 电路中接入了传送能量的耦合电容C 1，若使C 1足够大，输入输出电流都是平滑的，有效的降低了纹波，降低了对滤波电路的要求。
3.4 试说明直流斩波器主要有哪几种电路结构？试分析它们各有什么特点？
答：直流斩波电路主要有降压斩波电路（Ｂuck ），升压斩波电路（Ｂoost ），升降压斩波电路（Ｂuck －Ｂoost ）和库克（Ｃook ）斩波电路。
降压斩波电路是：一种输出电压的平均值低于输入直流电压的变换电路。它主要用于直流稳压电源和直流直流电机的调速。
升压斩波电路是：输出电压的平均值高于输入电压的变换电路，它可用于直流稳压电源和直流电机的再生制动。 升降压变换电路是输出电压平均值可以大于或小于输入直流电压，输出电压与输入电压极性相反。主要用于要求输出与输入电压反向，其值可大于或小于输入电压的直流稳压电源。
库克电路也属升降压型直流变换电路，但输入端电流纹波小，输出直流电压平稳，降低了对滤波器的要求。 3.5 试分析反激式和正激式变换器的工作原理。
答：正激变换器：当开关管T 导通时，它在高频变压器初级绕组中储存能量，同时将能量传递到次级绕组，根据变压器对应端的感应电压极性，二极管D 1导通，此时D 2反向截止，把能量储存到电感L 中，同时提供负载电流O I ；当开关管T 截止时，变压器次级绕组中的电压极性反转过来，使得续流二极管D 2导通（而此时D 1反向截止），储存
在电感中的能量继续提供电流给负载。变换器的输出电压为：
d O DU N N U 1
2
=
反激变换器：当开关管T 导通，输入电压U d 便加到变压器TR 初级N 1上，变压器储存能量。根据变压器对应端的极性，可得次级N 2中的感应电动势为下正上负，二极管D 截止，次级N 2中没有电流流过。当T 截止时，N 2中的感应电动势极性上正下负，二极管D 导通。在T 导通期间储存在变压器中的能量便通过二极管D 向负载释放。在工作的过程中，变压器起储能电感的作用。
输出电压为
d O U D
D N N U -?=
112
3.6 试分析全桥式变换器的工作原理。
答：当u g1和u g4为高电平，u g2和u g3为低电平，开关管T 1和T 4导通，T 2和T 3关断时，变压器建立磁化电流并
向负载传递能量；当u g1和u g4为低电平，u g2和u g3为高电平，开关管T 2和T 3导通，T 1和T 4关断，在此期间变压器建立反向磁化电流，也向负载传递能量，这时磁芯工作在B －H 回线的另一侧。在T 1、T 4导通期间(或T 2和T 3导通期间)，施加在初级绕组N P 上的电压约等于输入电压U d 。与半桥电路相比，初级绕组上的电压增加了一倍，而每个开关管的耐压仍为输入电压。
3.7 有一开关频率为50kHz 的Buck 变换电路工作在电感电流连续的情况下，L=0.05mH ，输入电压U d =15V ，输出电压U 0=10V
(1) 求占空比D 的大小； (2) 求电感中电流的峰-峰值ΔI ；
(3) 若允许输出电压的纹波ΔU 0/U 0=5%，求滤波电容C 的最小值。 解：（1）
D U U d 10=， 667.015
10
0===d U U D （2）A fL D D U fLU U U U I d d O d O L 333.110
05.01050)
667.01(667.015)1()(3
3=???-?=-=-=
?-
(3)因为
2200))(1(2f
t D U U c -=?π kHz f 50= LC
f c π21=
则
2
2
))(
1(2
05.0f
f D c -=
π )
1(205.02
2
2D f f c
-?=π
66.61066.6)
1050(1005.0805.0667
.01805.0162
332min =?=?????-=?-=
--F Lf D C μF 3.8 图题3.8所示的电路工作在电感电流连续的情况下，器件T 的开关频率为100kHz ，电路输入电压为交流220V ，当R L 两端的电压为400V 时：
(1) 求占空比的大小；
(2) 当R L =40Ω时，求维持电感电流连续时的临界电感值； (3) 若允许输出电压纹波系数为0.01，求滤波电容C 的最小值。
题图3.8
解:（１）由题意可知：
D
U U d
-=
10
0U U U D d --
=400220
400-==0.45
（２）10
2220
1001.045.02300????=-d K S U I DT L ＝＝H μ5.49 （其中A R U I K
1040
400
00===
） （３）C
R DT U U L S
=
?00, F U R U DT C L s μ25.1101.0401045.05
00=??=?=- 3.9 在Boost 变换电路中，已知U d =50V ，L 值和C 值较大，R=20Ω，若采用脉宽调制方式，当T s =40μs ，t on =20μs 时，计算输出电压平均值U 0和输出电流平均值I 0。
解：d off
off
on U t t t U ?+=
＝
V D U d 1005
.0501==-
由于Ｌ和Ｃ的值都比较大，
A R U I 520
100
00==≈
∴ 3.10 有一开关频率为50kHz 的库克变换电路，假设输出端电容足够大，使输出电压保持恒定，并且元件的功率损耗可忽略，若输入电压U d =10V ，输出电压U 0调节为5V 不变。试求:
(1) 占空比；
(2) 电容器C 1两端的电压U c1； (3) 开关管的导通时间和关断时间。
解：(1) 因为
d U D
D
U -=10－
则
3
1
1055=---=-=
d O O U U U D (注意V U o 5-=)
(2)
V
U D
U d C 15103
11111
1=?-
=-=
(3)
s DT t on μ67.610501313=??=
= s T D t off
μ34.1310501
32)1(3
=??=-=-
第4章 思考题与习题
4.1 什么是电压型和电流型逆变电路？各有何特点？
答：按照逆变电路直流侧电源性质分类，直流侧为电压源的逆变电路称为电压型逆变电路，直流侧为电流源的逆变电路称为电流型逆变电路。
电压型逆变电路的主要特点是：
（2） 直流侧为电压源，或并联有大电容，相当于电压源。直流电压基本无脉动，直流回路呈现低阻抗。 （3） 由于直流电压源的钳位作用，交流侧电压波形为矩形波，并且与负载阻抗角无关，而交流侧输出电流波形和相位因负载阻抗情况的不同而不同，其波形接近于三角波或正弦波。
（4） 当交流侧为阻感性负载时，需提供无功功率，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二极管。
（5） 逆变电路从直流侧向交流侧传送的功率是脉动的，因直流电压无脉动，故功率的脉动是由交流电压来提供。 （6） 当用于交—直—交变频器中，负载为电动机时，如果电动机工作在再生制动状态，就必须向交流电源反馈能量。因直流侧电压方向不能改变，所以只能靠改变直流电流的方向来实现，这就需要给交—直整流桥再反并联一套逆变桥。
电流型逆变电路的主要特点是： （1）
直流侧串联有大电感，相当于电流源，直流电流基本无脉动，直流回路呈现高阻抗。
（2） 因为各开关器件主要起改变直流电流流通路径的作用，故交流侧电流为矩形波，与负载性质无关，而交流侧电压波形和相位因负载阻抗角的不同而不同。
（3） 直流侧电感起缓冲无功能量的作用，因电流不能反向，故可控器件不必反并联二极管。
（4） 当用于交—直—交变频器且负载为电动机时，若交—直变换为可控整流，则很方便地实现再生制动。 4.2 电压型逆变电路中的反馈二极管的作用是什么？
答：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。当输出交流电压与电流的极性相同时，电流经电路中的可控开关器件流通，而当输出电压与电流极性相反时，由反馈二极管提供电流通道。
4.3为什么在电流型逆变电路的可控器件上要串联二极管？
解：由于全电路开关管采用自关断器件，其反向不能承受高电压，所以需要在各开关器件支路串入二极管。 4.4 三相桥式电压型逆变电路采用18 0°导电方式，当其直流侧电压U d =100V 时。 （１） 求输出相电压基波幅值和有效值 （２） 求输出线电压基波幅值和有效值 （３）输出线电压中五欢谐波的有效值。
解：①输出相电压基波幅值
V U U U d d
m AN 7.63100637.0637.021=?===
π
输出相电压基波有效值
V U U U d m
AN AN 4510045.045.02
11=?===
②输出线电压基波幅值
V
U U d
m AB 1101001.1100
32321=??=
=
π
π
输出线电压基波有效值
V U U U d
m
AB ABm 78100
662
1=?=
=
=
π
π
③输出线电压中5次谐波
)5sin 5
1
(325t U u d AB ωπ=
输出线电压中5次谐波有效值
V
U U d AB 59.1525325==
π
4.5 全控型器件组成的电压型三相桥式逆变电路能否构成
120导电型？为什么？ 解：全控型器件组成的电压型三相桥式逆变电路能构成0
120导电型。
由于三相桥式逆变电路每个桥臂导通0120，同一相上下两臂的导通有060间隔，各相导通依次相差0
120，且不存在上下直通的问题，所以其能构成0
120导电型。但当直流电压一定时，其输出交流线电压有效值比 180°导电型低得多，直流电源电压利用率低。
4.6 并联谐振型逆变电路利用负载电压进行换流，为了保证换流成功应满足什么条件？
答：为了保证电路可靠换流，必须在输出电压u 0过零前t ?时刻触发T 2、T 3，称t ?为触发引前时间。为了安全起见，必须使q r f
kt t t +=
式中k 为大于1的安全系数，一般取为2~3。 4.7 试说明PWM 控制的工作原理。
答：将一个任意波电压分成N 等份，并把该任意波曲线每一等份所包围的面积都用一个与其面积相等的等幅矩形脉冲来代替，且矩形脉冲的中点与相应任意波等份的中点重合，得到一系列脉冲列。这就是PWM 波形。但在实际应用中，人们采用任意波与等到腰三角形相交的方法来确定各矩形脉冲的宽度。
PWM 控制就是利用PWM 脉冲对逆变电路开关器件的通断进行控制，使输出端得到一系列幅值相等而宽度不相等的脉冲，用这些脉冲来代替所需要的波形。
4.8单极性和双极性 PWM 调制有什么区别？
解：单极性ＰＷＭ控制方式在调制信号r U 的正半个周期或负半个周期内，三角波载波是单极性输出的，所得的ＰＷＭ波也是单极性范围内变化的。而双极性ＰＷＭ控制方式中，三角波载波始终是有正有负，而输出的ＰＷＭ波是双极性的。
4.9 试说明PWM 控制的逆变电路有何优点？ 答：PWM 电路优点如下：
第十七章总需求—总供给模型 1. 总需求曲线的理论来源是什么为什么在IS—LM模型中，由P(价格)自由变动，即可得到总需求曲线 解答：(1)总需求是经济社会对产品和劳务的需求总量，这一需求总量通常以产出水平来表示。一个经济社会的总需求包括消费需求、投资需求、政府购买和国外需求。总需求量受多种因素的影响，其中价格水平是一个重要的因素。在宏观经济学中，为了说明价格水平对总需求量的影响，引入了总需求曲线的概念，即总需求量与价格水平之间关系的几何表示。在凯恩斯主义的总需求理论中，总需求曲线的理论来源主要由产品市场均衡理论和货币市场均衡理论来反映。 (2)在IS—LM模型中，一般价格水平被假定为一个常数(参数)。在价格水平固定不变且货币供给为已知的情况下，IS曲线和LM曲线的交点决定均衡的收入(产量)水平。现用图17—1来说明怎样根据IS—LM图形来推导总需求曲线。 图17—1分上下两个部分。上图为IS—LM图。下图表示价格水平和需求总量之间的关系，即总需求曲线。当价格P的数值为P1时，此时的LM曲线LM(P1)与IS曲线相交于E1点，E1点所表示的国民收入和利率分别为y1和r1。将P1和y1标在下图中便得到总需求曲线上的一点D1。 现在假设P由P1下降到P2。由于P的下降，LM曲线移动到LM(P2)的位置，它与IS曲线的交点为E2点。E2点所表示的国民收入和利率分别为y2和r2。对应于上图中的点E2，又可在下图中找到D2点。按照同样的程序，随着P的变化，LM曲线和IS曲线可以有许多交点，每一个交点都代表着一个特定的y和P。于是就有许多P与y的组合，从而构成了下图中一系列的点。把这些点连在一起所得到的曲线AD便是总需求曲线。 从以上关于总需求曲线的推导中可以看到，总需求曲线表示社会的需求总量和价格水平之间的反向关系。即总需求曲线是向右下方倾斜的。向右下方倾斜的总需求曲线表示，价格水平越高，需求总量越小；价格水平越低，需求总量越大。 图17—1 2.为什么进行宏观调控的财政政策和货币政策一般被称为需求管理的政策 解答：财政政策是指政府变动税收和支出，以便影响总需求，进而影响就业和国民收入的政策。货币政策是指货币当局即中央银行通过银行体系变动货币供应量来调节总需求的政策。无论财政政策还是货币政策，都是通过影响利率、消费和投资进而影响总需求，使就业和国民收入得到调节的。通过对总需求的调节来调控宏观经济，所以财政政策和货币政策被称为需求管理政策。 3.总供给曲线的理论来源是什么
电力电子技术答案 2-1与信息电子电路中的二极管相比，电力二极管具有怎样的结构特点才使得其具有耐受高压和大电流的能力？ 答：1.电力二极管大都采用垂直导电结构，使得硅片中通过电流的有效面积增大，显著提高了二极管的通流能力。 2.电力二极管在P 区和N 区之间多了一层低掺杂N 区，也称漂移区。低掺杂N 区由于掺杂浓度低而接近于无掺杂的纯半导体材料即本征半导体，由于掺杂浓度低，低掺杂N 区就可以承受很高的电压而不被击穿。 2-2. 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：uAK>0且uGK>0。 2-3. 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。 2-4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 、I 、I 。 πππ4 π4 π2 5π4a) b)c) 图1-43 图2-27 晶闸管导电波形 解：a) I d1= π21?π πωω4 )(sin t td I m =π2m I (122+)≈0.2717 I m I 1= ?π πωωπ 4 2 )()sin (21 t d t I m =2m I π 2143+≈0.4767 I m b) I d2 = π1?π πωω4)(sin t td I m =π m I ( 12 2 +)≈0.5434 I m I 2 = ? π π ωωπ 4 2) ()sin (1 t d t I m = 2 2m I π 21 43+ ≈0.6741I m c) I d3=π21?2 )(π ωt d I m =41 I m I 3 =? 2 2 ) (21π ωπt d I m = 2 1 I m 2-5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 m1≈4767.0I ≈329.35， I d1≈0.2717 I m1≈89.48 b) I m2≈ 6741 .0I ≈232.90, I d2≈0.5434 I m2≈126.56 c) I m3=2 I = 314, I d3= 4 1 I m3=78.5 2-6 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 1α和2α， 由普通晶阐管的分析可得， 121=+αα是器件临界导通的条件。1 21＞αα+两个等效晶体管过饱和而导通；
电力电子技术试题 第1章电力电子器件 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__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.电力二极管的工作特性可概括为_承受正向电压导通，承受反相电压截止_。 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 __正向电压门极有触发则导通、反向电压则截止__ 。 | 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__大于__IH 。 10.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_大于__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。 的__多元集成__结构是为了便于实现门极控制关断而设计的。 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__。 14.电力MOSFET的通态电阻具有__正__温度系数。 的开启电压UGE（th）随温度升高而_略有下降__，开关速度__小于__电力MOSFET 。 16.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。 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。 18.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 、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_，工作频率最高的是_电力MOSFET，属于电压驱动 的是电力MOSFET 、IGBT _，属于电流驱动的是_晶闸管、GTO 、GTR _。 . 第2章整流电路 1.电阻负载的特点是_电压和电流成正比且波形相同_，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_0-180O_。 2.阻感负载的特点是_流过电感的电流不能突变，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__0-180O _ ，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压为___（设U2为相电压有效值）。 3.单相桥式全控整流电路中，带纯电阻负载时，α角移相范围为__0-180O _，单个晶闸管 所承受的最大正向电压和反向电压分别为__ 和_；带阻感负载时，α角移相范围为_0-90O _， 单个晶闸管所承受的最大正向电压和反向电压分别为___和___；带反电动势负载时，欲使电阻上的电流不出现断续现象，可在主电路中直流输出侧串联一个_平波电抗器_。 4.单相全控桥反电动势负载电路中，当控制角α大于不导电角时，晶闸管的导通角=_π-α-_; 当控制角小于不导电角时，晶闸管的导通角=_π-2_。
一、简答题 2.1 晶闸管串入如图所示的电路，试分析开关闭合和关断时电压表的读数。 题2.1图 在晶闸管有触发脉冲的情况下，S开关闭合，电压表读数接近输入直流电压；当S开关断开时，由于电压表内阻很大，即使晶闸管有出发脉冲，但是流过晶闸管电流低于擎住电流，晶闸管关断，电压表读数近似为0（管子漏电流形成的电阻与电压表内阻的分压值）。 2.2 试说明电力电子器件和信息系统中的电子器件相比，有何不同。 电力电子系统中的电子器件具有较大的耗散功率；通常工作在开关状态；需要专门的驱动电路来控制；需要缓冲和保护电路。 2.3 试比较电流驱动型和电压驱动型器件实现器件通断的原理。 电流驱动型器件通过从控制极注入和抽出电流来实现器件的通断；电压驱动型器件通过在控制极上施加正向控制电压实现器件导通，通过撤除控制电压或施加反向控制电压使器件关断。 2.4 普通二极管从零偏置转为正向偏置时，会出现电压过冲，请解释原因。 导致电压过冲的原因有两个：阻性机制和感性机制。阻性机制是指少数载流子注入的电导调制作用。电导调制使得有效电阻随正向电流的上升而下降，管压降随之降低，因此正向电压在到达峰值电压U FP 后转为下降，最后稳定在U F。感性机制是指电流随时间上升在器件内部电感上产生压降，d i/d t 越大，峰值电压U FP 越高。 2.5 试说明功率二极管为什么在正向电流较大时导通压降仍然很低，且在稳态导通时其管压降随电流的大小变化很小。 若流过 PN 结的电流较小，二极管的电阻主要是低掺杂 N-区的欧姆电阻，阻值较高且为常数，因而其管压降随正向电流的上升而增加；当流过 PN 结的电流较大时，注入并积累在低掺杂 N-区的少子空穴浓度将增大，为了维持半导体电中性条件，其多子浓度也相应大幅度增加，导致其电阻率明显下降，即电导率大大增加，该现象称为电导调制效应。 2.6 比较肖特基二极管和普通二极管的反向恢复时间和通流能力。从减小反向过冲电压的角度出发，应选择恢复特性软的二极管还是恢复特性硬的二极管？ 肖特基二极管反向恢复时间比普通二极管短，通流能力比普通二极管小。从减少反向过冲电压的角度出发，应选择恢复特性软的二极管。
《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 ，忽略主电路 2 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 B.90O C.120O 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。 A.60 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 四．判断（共5分,1分/题） 1.三相全控桥式整流电路带电阻负载时的移相范围是150O。（） 2.晶闸管是一种四层三端器件。（）
四种电力变换:①交流变直流（AC—DC）、②直流变交流（DC—AC）、③直流变直流（DC—DC）、④交流变交流（AC—AC）。晶闸管的导通条件：晶闸管承受的正向电压且门极有触发电流。 晶闸管关断条件是：（1）晶闸管承受反向电压时，无论门极是否触发电流，晶闸管都不会导通；(2)当晶闸管承受正向电压时，反在门极有触发电流，晶闸管都不会导通；(3)晶闸管一旦导通，门极就是去控制作用；(4)若要使已导通的晶闸管关断，只能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一下。 晶闸管额定电流是指：晶闸管在环境温度40和规定的冷却状态下，稳定结温时所允许流过的最大工频正弦半波电流的平均值。 晶闸管对触发电路脉冲的要求是：1）触发脉冲的宽度应保证晶闸管可靠导通 2）触发脉冲应有足够的幅度3）所提供的触发脉冲应不超过晶闸管门极电压，电流和功率额定且在门极伏安特性的可靠触发区域之内4）应有良好的抗干扰性能，温度稳定性与主电路的电气隔离。 单相桥式全控整流电路结构组成： A．纯电阻负载：α的移相范围0~180o，U d和I d的计算公式， 要求能画出在α角下的U d，I d及变压器二次测电流的波形(参图3-5); B．阻感负载：R+大电感L下，α的移相范围0~90o，U d和I d计算公式 要求能画出在α角下的U d,I d，U vt1及I2的波形(参图3-6); 三相半波可控整流电路：α=0 o的位置是三相电源自然换相点 A）纯电阻负载α的移相范围0~150 o B）阻感负载（R＋极大电感L）①α的移相范围0~90 o②U d I d I vt计算公式 ③参图3-17 能画出在α角下能U d I d I vt的波形（Id电流波形可认为近似恒定） 3、A）能画出三相全控电阻负载整流电路，并括出电源相序及VT器件的编号。 B）纯电阻负载α的移相范围0~120 o C）阻感负载R＋L（极大）的移相范围0~90 o D) U d I d I dvt I vt 的计算及晶闸管额定电流I t（AV）及额定电压U tn的确定 三相桥式全控整流电路的工作特点： 1）每个时刻均需要两个晶闸管同时导通，形成向负载供电的回路，其中一个晶闸管是共阴极组的，一个共阳极组的，且不能为同一相得晶闸管。 2）对触发脉冲的要求：六个晶闸管的脉冲按V T1-V T2-V T3-V T4-V T5-V T6的顺序，相位一次差60 o；共阴极组V T1,V T3,V T5的脉冲依次差120 o，共阴极组V T4,V T6,V T2也依次差120 o；同一相得上下两个桥臂，即V T1与V T4，V T3与V T6，V T5与V T2，脉冲相差180o 3）整流输出电压U d一周期脉动六次，每次脉动的波形都一样，故该电路为六脉波整流电路。 4）在整流电路合闸启动过程种或电流断续时，为确保电路的正常工作，需保证导通的两个晶闸管均有脉冲。为此可采用两种方法：一种是使脉冲宽度大于60o（一般取80~100o），称为宽脉冲触发；另一种方法是，在触发某个晶闸管的同时，给前一个晶闸管补发脉冲，即用两个窄脉冲代替宽脉冲，连个窄脉冲的前沿相差60o，脉宽一般为20~30 o,称为双脉冲触发。 5）α=0 o时晶闸管承受最大正、反向电压的关系是根号6Uα 有源逆变：当交流侧接在电网上，即交流侧接有电源是，称为有源逆变。 逆变条件：1）要有直流电动势，其极性和晶闸管的到导通方向一致，其值应大于变流器直流侧的平均电压。 2）要求晶闸管的控制角α大于π/2，使U d为负值。 有源逆变失败：逆变运行时，一旦发生换相失败，外接的直流电源就会通过晶体管电路形成短路，或者使变流器的输出平均电压和直流电动势变成顺向串联，由于逆变电路的内阻很小，形成很大的短路电流，这种情况称为逆变失败。 有源逆变失败原因： 1）触发电路工作不可靠，不能适时，准确的给各晶闸管分配脉冲，如脉冲丢失，脉冲延时等，致使晶闸管不能正常换相，使交流电源电压和直流电动势顺向串联，形成短路。 2）晶闸管发生故障，在应该阻断期间，器件失去阻断能力，或在应该导通时，器件不能导通，造成逆变失败。 3）在逆变工作时，交流电源发生缺相或突然消失，由于直流电动势Em的存在，晶闸管仍可导通，此时变流器的交流侧由于失去了同直流电动势极性相反的电压，因此直流电动势将通过晶闸管使电路短路。 4）换相的裕量角不足，引起换相失败，应考虑变压器漏抗引起重叠角，对逆变电路换相的影响。
第17章 光的衍射答案 17-2. 衍射的本质是什么？衍射和干涉有什么联系和区别？ 答：光波的衍射现象是光波在传播过程中经过障碍物边缘或孔隙时发生的展衍现象，其实质是由被障碍物或孔隙的边缘限制的波振面上各点发出的子波相互叠加而产生。而干涉则是由同频率、同方向、相位差恒定的两束光波的叠加而成。 17-7. 光栅衍射和单缝衍射有何区别？为何光栅衍射的明条纹特别明亮而暗区很宽？ 答：光栅衍射是多光束干涉和单缝衍射的总效果。其明条纹主要取决于多光束干涉，光强与狭缝数成正比，所以明纹很亮；又因为相邻明条纹间有个暗条纹，而且一般较宽，所以实际上在两条明条纹之间形成一片黑暗背景。 17-8. 试指出当衍射光栅常数为下述三种情况时，哪些级次的衍射明条纹缺级？（1）a+b=2a; （2）a+b=3a; （3）a+b=4a. 答：当（1）a+b=2a 时，±2，±4，±6…2k…(k=±1,±2,…)级缺级; 当（2）a+b=3a 时，±3，±6，±9…3k…(k=±1,±2,…)级缺级; 当（3）a+b=4a 时，±4，±8，±12…4k…(k=±1,±2,…)级缺级。 17-9. 一单色平行光垂直照射一单缝，若其第三级明条纹位置正好与600nm 的单色平行光的第二级明条纹位置相重合，求前一种单色光的波长。 解：单缝衍射的公式为： 2)12(sin λ θ+=k a 当nm 600=λ时，k=2， ' λλ=时，k=3， 当其第三级明条纹位置正好与600nm 的单色平行光的第二级明条纹位置相重合时，θ相同，所以有： 2 )132(2600)122(sin ' λθ+?=+?=a 由上式可以解得 nm 6.428'=λ 17-10. 单缝宽0.10mm ，透镜焦距为50cm ，用5000=λ埃的绿光垂直照射单缝，求：（1）位于透镜焦平面处的屏幕上中央明条纹的宽度和半角宽度各为多少？ （2）若把此装置浸入水中（），中央明条纹的半角宽度又为多少？ 解：中央明纹的宽度为f na x λ 2=?，半角宽度为na λ θ1sin -= （1）在空气中，1=n ，所以有 3310100.55.01010.010500022---?=????==?f na x λ m 3310 1 1100.51010.0105000sin sin -----?=??==na λθrad
20××－20××学年第一学期期末考试 《电力电子技术》试卷(A) （时间90分钟 满分100分） （适用于 ××学院 ××级 ××专业学生） 一、 填空题（30分,每空1分）。 1．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________。（只写简称） 2．单相桥式全控整流电路中，带纯电阻负载时，α角移相范围为 _，单个晶闸管所承受的最大正向电压和反向电压分别为 和 ；带阻感负载时，α角移相范围为 ，单个晶闸管所承受的最大正向电压和反向电压分别为 和 。 3．直流斩波电路中最基本的两种电路是 和 。 4．升降压斩波电路呈现升压状态时，占空比取值范围是__ _。 5．与CuK 斩波电路电压的输入输出关系相同的有 、 和 。 6．当采用6脉波三相桥式电路且电网频率为50Hz 时，单相交交变频电路的输出上限频率约为 。 7．三相交交变频电路主要有两种接线方式，即 _和 。 8．矩阵式变频电路是近年来出现的一种新颖的变频电路。它采用的开关器件是 ；控制方式是 。 9．逆变器按直流侧提供的电源的性质来分，可分为 型逆变器和 型逆变器。 10．把电网频率的交流电直接变换成可调频率的交流电的变流电路称为 。 二、简答题（18分,每题6分）。 1．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各应用于什么场合？ 2．交流调压电路和交流调功电路有什么异同？ 3．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？ 三、计算题（40分，1题20分，2题10分，3题10分）。 1．一单相交流调压器，电源为工频220V ，阻感串联作为负载，其中R=0.5Ω，L=2mH 。 试求：①开通角α的变化范围；②负载电流的最大有效值；③最大输出功率及此时电源侧的功率因数；④当2πα＝时，晶闸管电流有效值，晶闸管导通角和电源侧功率因数。 2．.三相桥式电压型逆变电路，工作在180°导电方式，U d =200V 。试求输出相电压的基波幅值U UN1m 和有效值U UN1、输出线电压的基波幅值U UV1m 和有效值U UV1、输出线电压中7次谐波的有效值U UV7。 3 ．如图所示降压斩波电路E=100V ，L 值极大，R=0.5Ω，E m =10V ，采用脉宽调制控制方式，T=20μs ，当t on =5μs 时，计算输出电压平均值U o ，输出电流平均值
电力电子简答题汇总 问题1：电力电子器件是如何定义和分类的？ 答：电力电子器件是指可直接用于处理电能的主电路中， 实现电能变换或控制的电子器件。 电力电子器件的分类： 按照器件能够被控制的程度分类：半控型、全控型、不控型 按照驱动电路信号的性质分类：电流驱动型、电压驱动型 按照内部导电机理：单极型、双极型、复合型 根据驱动电路加在电力电子器件控制端和公共端之间有效信号的波形，可分为脉冲触发型和电平控制型。 问题2：同处理信息的电子器件相比，电力电子器件的特点是什么？ 解答：①能处理电功率的大小，即承受电压和电流的能力，是最重要的参数。其处理电功率的能力大多都远大于处理信息的电子器件。 ②电力电子器件一般都工作在开关状态。
③由信息电子电路来控制,需要驱动电路。 问题3：使晶闸管导通的条件是什么？ 解答：两个条件缺一不可： （1）晶闸管阳极与阴极之间施加正向阳极电压。 （2）晶闸管门极和阴极之间必须加上适当的正向脉冲电压和电流。 问题4：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？ 解答：维持晶闸管导通的条件是流过晶闸管的电流大于维持电流。 欲使之关断，只需将流过晶间管的电流减小到其维持电流以下，可采用阳极电压反向、减小阳极电压或增大回路阻抗等方式。 问题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？ 解答：GTO能够通过门极关断的原因是其与普通晶闸管有如下区别：设计α2较大，使晶体管V2控制灵敏，易于关断GTO。 导通时α1+α2更接近1，导通时接近临界饱和，有利门极控制关断，但导通时管压降增大。多元集成结构，使得P2基区横向电阻很小，能从门极抽出较大电流。 问题6：试说明IGBT、GTR、GTO和电力MOSFET各自的优缺点。 解答：GTR的容量中等，工作频率一般在10kHz以下，所需驱动功率较大， 耐压高，电流大，开关特性好，。 GTO：容量大，但驱动复杂，速度低，电流关断增益很小，功耗达，效率较低。 MOSFET器件：工作频率最高，所需驱动功率最小，热稳定性好， 但其容量较小、通态压降大，开通损耗相应较大，耐压低。 IGBT：容量和GTR的容量属同一等级，但属电压控制型器件， 驱动功率小，工作频率高，通态压降低，输入阻抗高。 问题7：换流方式各有那几种？各有什么特点？
第十七章索赔 一、思考题 1．简述在国际货物买卖中争议产生的原因。 答：国际货物买卖中，争议的产生往往是因买卖双方的各自的权利、义务问题而引起的，甚至导致发生仲裁、诉讼等情况。买卖双方发生争议的原因有很多，主要可归结为以下三种情况： （1）卖方不履行或不完全履行合同规定的义务。例如，不交付货物或虽然交货但所交货物的品质、数量、包装等不符合合同规定。 （2）买方不履行或不完全履行合同规定的义务。例如，不能按照合同规定派船接货、指定承运人、支付货款或开出信用证，无理拒收货物等。 （3）合同中所订条款欠明确。例如，“立即装运”、“即期装运”，在国际贸易中无统一解释，买卖双方对此理解不一致或从本身的利益出发各执一词。 2．各国法律对于违约行为的区分方法有哪些区别？对于不同违约行为的违约责任又是如何规定的？ 答：（1）我国《合同法》的相关规定 我国《合同法》第8条规定：“依法成立的合同，对当事人具有法律约束力。当事人应当按照约定履行自己的义务，不得擅自变更或者解除合同。”第107条规定：“当事人一方不履行合同义务或者履行合同义务不符合约定的，应当承担继续履行、采取补救措施或者赔偿损失等违约责任。” 我国《合同法》规定：当事人一方迟延履行合同义务或者有其他违约行为致使不能实现合同目的，对方当事人可以解除合同；当事人一方迟延履行主要债务，经催告后在合同期间内仍未履行的，对方当事人可以解除合同。《合同法》又规定，合同解除后，尚未履行的，终止履行；已经履行的，根据履行情况和合同性质，当事人可以要求恢复原状、采取其他补救措施，并有权要求赔偿损失。 （2）英国法律的相关规定 英国的法律规定，当事人一方“违反要件”，受损害一方除可要求损害赔偿外，还有权解除合同；当事人一方“违反担保”或“违反随附条件”，受损害一方有权请求违约的一方给予损害赔偿，但不能解除合同；当事人一方“违反中间性条款或无名条款”，违约方应承担的责任须视违约的性质及其后果是否严重而定。 （3）美国法律的相关规定 美国法律规定，一方当事人违约，以致使另一方无法取得该交易的主要利益，则是“重大违约”。在此情况下，受损害的一方有权解除合同，并要求损害赔偿。如果一方违约，情况较为轻微，并未影响对方在该交易中取得的主要利益，则为“轻微违约”，受损害的一方只能要求损害赔偿，而无权解除合同。 （4）《联合国国际货物销售合同公约》的相关规定 按《联合国国际货物销售合同公约》规定，一方当事人违反合同的结果，如使另一方当事人蒙受损害，以至于实际上剥夺了他根据合同规定有权期待得到的东西，即为根本违反合同。若一方违反合同构成根本违反合同时，受损害的一方就可以宣告合同无效，同时有权向违约方提出损害赔偿的要求。如违约的情况尚未达到根本违反合同的程度，则受损害方只能要求损害赔偿而不能宣告合同无效。 3．何谓索赔期限？为什么在国际货物买卖合同的索赔条款中通常应规定索赔期限？ 答：（1）索赔期限的含义
德州科技职业学院机电系14级机电专业 期末考试试题 《电力电子技术》试卷 一、选择（每题1.5分，共60分） 1、 晶闸管内部有（ ）个PN 结。 A 、1 B 、2 C 、3 D 、4 2、晶闸管在电路中的门极正向偏压（ ）越好。 A 、越大 B 、越小 C 、不变 D 、越稳定 3、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 4、双向晶闸管是用于交流电路中的，其外部有（ ）个电极。 A 、一个 B 、两个 C 、三个 D 、四个 5、下列电力半导体器件电路符号中，表示IGBT 器件电路符号的是（ ） 6、比较而言，下列半导体器件中开关速度最快的是（ ） A 、IGBT B 、MOSFET C 、GTR D 、GTO 7、比较而言，下列半导体器件中开关速度最慢的是（ ） A 、IGBT B 、MOSFET C 、GTR D 、GTO 8、比较而言，下列半导体器件中性能最好的是（ ） A 、IGBT B 、MOSFET C 、GTR D 、GTO 9、比较而言，下列半导体器件中输入阻抗最大的的是（ ） A 、IGBT B 、MOSFET C 、GTR D 、GTO 10、下列半导体器件中属于电流型控制器件的是（ ） A 、IPM B 、MOSFET C 、IGBT D 、GTO 11、逆变电路输出频率较高时，电路中的开关元件应采用（ ） A 、晶闸管 B 、单结晶体管 C 、电力晶体管 D 、绝缘栅双极型晶体管 12、电力场效应管MOSFET 适于在（ ）条件下工作 A 、直流 B 、低频 C 、中频 D 、高频 13、要使绝缘栅双极型晶体管导通，应（ ） A 、在栅极加正电压 B 、在集电极加正电压 C 、在栅极加负电压 D 、
电力电子技术期末考试 试题及答案 Coca-cola standardization office【ZZ5AB-ZZSYT-ZZ2C-ZZ682T-ZZT18】
电力电子技术试题 第1章电力电子器件 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__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.电力二极管的工作特性可概括为_承受正向电压导通，承受反相电压截止_。 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__正向电压门极有触发则导通、反向电压则截止__。 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__大于__IH 。 10.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_大于__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。 的__多元集成__结构是为了便于实现门极控制关断而设计的。 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__。 14.电力MOSFET的通态电阻具有__正__温度系数。 的开启电压UGE（th）随温度升高而_略有下降__，开关速度__小于__电力MOSFET 。 16.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。 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。 18.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 、GTR 、电力
电力电子技术简答题汇总标准化文件发布号：（9312-EUATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-
电力电子简答题汇总 问题1：电力电子器件是如何定义和分类的？ 答：电力电子器件是指可直接用于处理电能的主电路中， 实现电能变换或控制的电子器件。 电力电子器件的分类： 按照器件能够被控制的程度分类：半控型、全控型、不控型 按照驱动电路信号的性质分类：电流驱动型、电压驱动型 按照内部导电机理：单极型、双极型、复合型 根据驱动电路加在电力电子器件控制端和公共端之间有效信号的波形，可分为脉冲触发型和电平控制型。 问题2：同处理信息的电子器件相比，电力电子器件的特点是什么？ 解答：①能处理电功率的大小，即承受电压和电流的能力，是最重要的参数。其处理电功率的能力大多都远大于处理信息的电子器件。 ②电力电子器件一般都工作在开关状态。
③由信息电子电路来控制,需要驱动电路。 问题3：使晶闸管导通的条件是什么？ 解答：两个条件缺一不可： （1）晶闸管阳极与阴极之间施加正向阳极电压。 （2）晶闸管门极和阴极之间必须加上适当的正向脉冲电压和电流。 问题4：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？ 解答：维持晶闸管导通的条件是流过晶闸管的电流大于维持电流。 欲使之关断，只需将流过晶间管的电流减小到其维持电流以下，可采用阳极电压反向、减小阳极电压或增大回路阻抗等方式。 问题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？ 解答：GTO能够通过门极关断的原因是其与普通晶闸管有如下区别： 设计α2较大，使晶体管V2控制灵敏，易于关断GTO。 导通时α1+α2更接近1，导通时接近临界饱和，有利门极控制关断，但导通时管压降增大。多元集成结构，使得P2基区横向电阻很小，能从门极抽出较大电流。问题6：试说明IGBT、GTR、GTO和电力MOSFET各自的优缺点。
第十七章第一节《电流与电压和电阻的关系》 在探究电阻一定时电流与电压关系的实验中，小明得到的实验数据如下表所示。 （1）为分析电流与电压的定量关系，请你在图17.1-2 的方格中建立有关坐标轴并制定其标度，把表中的数据 在坐标系中描点。 （2）小英说，从图中可以看出，这些数据中有一组是 明显错误的，跟其他数据的规律完全不同，可能是读取 这组数据时粗心所引起的，分析时需要把它剔除掉。这 是哪组数据？ 2. 在电阻一定时探究电流与电压关系的实验中，小凯把 定值电阻、电流表、电压表、滑动变阻器、开关和电源 连接成了图17.1-3 所示的电路，正准备闭合开关时，旁 边的小兰急忙拦住他，说接线错了。 请你检查一下电路，错在哪里？小兰发现只要改接一根导线就可以，请把接错的那一根导线找出来，打上“×”，再画线把它改到正确的位置上。 第一节《电流与电压和电阻的关系》课后习题答案 1.（1）图略 (2)“1.2V 0.40A”这组数据跟其他数据的规律完全不同，需要剔除。 2.如图所示 ×
第十七章第二节《欧姆定律》 1. 一个电熨斗的电阻是80 Ω，接在220 V 的电压上，流过它的电流是多少？ 2. 一个定值电阻的阻值是10 Ω，使用时流过的电流是200 mA ，加在这个定值电 阻两端的电压是多大？ 3. 某小灯泡工作时两端的电压是2.5 V ，用电流表测得此时的电流是300 mA ，此 灯泡工作时的电阻是多少？ 4. 某同学认为：“由I = U/R 变形可得R = U/I 。这就表明，导体的电阻R 跟它两端的电压成正比，跟电流成反比。”这种说法对吗？为什么？ 第二节《欧姆定律》课后习题答案 1. 2.75A 2. 2V 3. 8.3Ω 解析：1.根据公式I=R U 2.根据公式U=IR 3.根据公式R = U/I 4.这种说法不对，因为导体的电阻是导体本身的一种性质，它只与导体的材料、长度、横截面积有关，还受温度影响，而与导体两端的电压及通过导体的电流大小无关，公式R = U/I 只是一个电阻的计算式，通过此公式可以求出导体的电阻，但不能决定导体电阻的大小，当导体不接入电路时，其阻值不会改变。 第十七章第三节《电阻的测量》 1. 一个小灯泡上标着“ 2.2 V 0.25 A ”，表明这个小灯泡工作时的电 阻是8.8 Ω。图17.3-2 是一位同学为检 验小灯泡的标称电阻是否准确而连接的 实验线路。他的连接有三个错误。请你 指出这三个错误分别错在哪里。应怎样 改成正确的连接？ 2. 已知流过一只电阻为242 Ω 的灯泡的电流是0.91 A 。如果在灯泡两端再并联一个电阻为165 Ω 的电烙铁，并联电路的总电流变为多大？ 3. 图17.3-3 是用伏安法测量某未知电阻的电路图。 （1）根据电路图将图17.3-4 所示的实物图连接起来； （2）读出图17.3-5 所示电流表和电压表的示数； （3）算出被测电阻本次的测量值。
考试试卷 一、填空题（本题共17小题，每空1分，共20分） 1、晶闸管是硅晶体闸流管的简称，常用的外形有与。 2、选用晶闸管的额定电流时，根据实际最大电流计算后至少还要乘以。 3、晶闸管的导通条件是。 4、晶闸管的断态不重复峰值电压U DSM与转折电压U BO在数值大小上应为U DSM U BO。 5、从晶闸管的伏安特性曲线可知，晶闸管具有的特性。 6、把晶闸管承受正压起到触发导通之间的电角度称为。 7、触发脉冲可采取宽脉冲触发与双窄脉冲触发两种方法，目前采用较多的是 触发方法。 8、可控整流电路，是三相可控整流电路最基本的组成形式。 9、在三相半波可控整流电路中，电感性负载，当控制角时，输出电压波形出现负值，因而常加续流二极管。 10、三相桥式整流电路中，当控制角α＝300时，则在对应的线电压波形上触发脉冲距波形原点为。 11、考虑变压器漏抗的可控整流电路中，如与不考虑漏抗的相比，则使输出电压平均值。 12、有源逆变器是将直流电能转换为交流电能馈送回的逆变电路。 13、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U d的极性必 须保证与直流电源电势E d的极性成相连，且满足|U d|<|E d|。 14、为了防止因逆变角β过小而造成逆变失败，一般βmin应取，以保 证逆变时能正常换相。 15、载波比(又称频率比)K是PWM主要参数。设正弦调制波的频率为f r，三 角波的频率为f c，则载波比表达式为K= 。 16、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。 17、斩波器的时间比控制方式分为、、三种方式。 二、选择题（本题共10小题，每题1分，共10分） 1、晶闸管的伏安特性是指( ) 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
电力电子技术试题
第 1 章 电力电子器件 1.电力电子器件一般工作在__开关__状态。 5.电力二极管的工作特性可概括为_承受正向电压导通，承受反相电压截止_。 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_。 8.晶闸管的基本工作特性可概括为 __正向电压门极有触发则导通、反向电压则截止__ 。 18.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 、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_，工作频率最高的是_电力 MOSFET，属于电压驱动的是电力 MOSFET 、IGBT _，属于电流驱动的是_晶闸管、
GTO 、GTR _。2、可关断晶闸管的图形符号是 ；电力场效应晶体管的图形符号是
绝缘栅双极晶体管的图形符号是
；电力晶体管的图形符号是
；
第 2 章 整流电路 1.电阻负载的特点是_电压和电流成正比且波形相同_，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_0-180O_。 2.阻感负载的特点是_流过电感的电流不能突变，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__0-180O
_ ，其承受的最大正反向电压均为_ 2U2 __，续流二极管承受的最大反向电压为__ 2U2 _（设 U2 为相电压有效值）。
3.单相桥式全控整流电路中，带纯电阻负载时，α 角移相范围为__0-180O _，单个晶闸管所承受的最大正向电压和反向电压分别为__ 2U2 2 和_ 2U2 ；
带阻感负载时，α 角移相范围为_0-90O _，单个晶闸管所承受的最大正向电压和反向电压分别为__ 2U2 _和__ 2U2 _；带反电动势负载时，欲使电阻上的电
流不出现断续现象，可在主电路中直流输出侧串联一个_平波电抗器_。
5.电阻性负载三相半波可控整流电路中，晶闸管所承受的最大正向电压 UFm 等于__ 2U2 _，晶闸管控制角 α 的最大移相范围是_0-150o_，使负载电流连
续的条件为__ 30o __(U2 为相电压有效值)。
6.三相半波可控整流电路中的三个晶闸管的触发脉冲相位按相序依次互差_120o _，当它带阻感负载时， 的移相范围为__0-90o _。 7.三相桥式全控整流电路带电阻负载工作中，共阴极组中处于通态的晶闸管对应的是_最高__的相电压，而共阳极组中处于导通的晶闸管对应的是_最低_
的相电压；这种电路
角的移相范围是_0-120o _，ud 波形连续的条件是_ 60o _。
8.对于三相半波可控整流电路，换相重迭角的影响，将使用输出电压平均值__下降_。
11.实际工作中，整流电路输出的电压是周期性的非正弦函数，当
从 0°～90°变化时，整流输出的电压 ud 的谐波幅值随
的增大而 _增大_，
当
从 90°～180°变化时，整流输出的电压 ud 的谐波幅值随
的增大而_减小_。
12. 逆 变 电 路 中 ， 当 交 流 侧 和 电 网 连 结 时 ， 这 种 电 路 称 为 _ 有 源 逆 变 _ ， 欲 实 现 有 源 逆 变 ， 只 能 采 用 __ 全 控 _ 电 路 ； 对 于 单 相 全 波 电 路 ， 当 控制 角
0<
<
时，电路工作在__整流_状态；
时，电路工作在__逆变_状态。
13.在整流电路中，能够实现有源逆变的有_单相全波_、_三相桥式整流电路_等（可控整流电路均可），其工作在有源逆变状态的条件是_有直流电动势，
其极性和晶闸管导通方向一致，其值大于变流器直流侧平均电压_和__晶闸管的控制角 a > 90O，使输出平均电压 Ud 为负值_。 第 3 章 直流斩波电路
1.直流斩波电路完成得是直流到_直流_的变换。
2.直流斩波电路中最基本的两种电路是_降压斩波电路 和_升压斩波电路_。
3.斩波电路有三种控制方式：_脉冲宽度调制（PWM）_、_频率调制_和_（ton 和 T 都可调，改变占空比）混合型。
6.CuK 斩波电路电压的输入输出关系相同的有__升压斩波电路___、__Sepic 斩波电路_和__Zeta 斩波电路__。
7.Sepic 斩波电路和 Zeta 斩波电路具有相同的输入输出关系，所不同的是：_ Sepic 斩波电路_的电源电流和负载电流均连续，_ Zeta 斩波电路_的输入、输
出电流均是断续的，但两种电路输出的电压都为__正_极性的 。
8.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__1__象限，升压斩波电路能使电动机工作于第__2__象限，_电流可逆斩波电路能
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