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电子电力课后习题答案第一章电力电子器件1、1 使晶闸管导通得条件就是什么？答:使晶闸管导通得条件就是: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UAK >0且UGK>01、2 维持晶闸管导通得条件就是什么？怎样才能使晶闸管由导通变为关断？答:维持晶闸管导通得条件就是使晶闸管得电流大于能保持晶闸管导通得最小电流,即维持电流。
1、3 图1－43中阴影部分为晶闸管处于通态区间得电流波形,各波形得电流最大值均为Im ,试计算各波形得电流平均值Id1、Id2、Id3与电流有效值I1、I2、I3。
解:a) Id1=I1=b) Id2=I2=c) Id3=I3=1、4、上题中如果不考虑安全裕量,问100A得晶阐管能送出得平均电流Id1、Id2、Id3各为多少?这时,相应得电流最大值Im1、Im2、Im3各为多少?解:额定电流IT(AV)=100A得晶闸管,允许得电流有效值I=157A,由上题计算结果知a) Im1A, Id10、2717Im189、48Ab) Im2 Id2c) Im3=2I=314 Id3=1、5、GTO与普通晶闸管同为PNPN结构,为什么GTO能够自关断,而普通晶闸管不能?答:GTO与普通晶阐管同为PNPN结构,由P1N1P2与N1P2N2构成两个晶体管V1、V2,分别具有共基极电流增益与,由普通晶阐管得分析可得,就是器件临界导通得条件。
两个等效晶体管过饱与而导通;不能维持饱与导通而关断。
GTO之所以能够自行关断,而普通晶闸管不能,就是因为GTO与普通晶闸管在设计与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导通时得更接近于l,普通晶闸管,而GTO则为,GTO得饱与程度不深,接近于临界饱与,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,门极与阴极间得距离大为缩短,使得P2极区所谓得横向电阻很小,从而使从门极抽出较大得电流成为可能。
第一章电力电子器件1.1 使晶闸管导通的条件是什么？答：使晶闸管导通的条件是：晶闸管承受正相阳极电压，并在门极施加触发电流（脉冲）。
或者UAK >0且UGK>01.2 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。
1.3 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。
解：a) Id1=Im2717.0)122(2Im)(sinIm214≈+=⎰πωπππtI1=Im4767.021432Im)()sin(Im2142≈+=⎰πϖπππwtdtb) Id2=Im5434.0)122(2Im)(sinIm14=+=⎰wtd tππϖπI2=Im6741.021432Im2)()sin(Im142≈+=⎰πϖπππwtdtc) Id3=⎰=2Im41)(Im21πωπtdI3=Im21)(Im2122=⎰tdωππ1.4.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IT(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) Im135.3294767.0≈≈IA, Id1≈0.2717Im1≈89.48Ab) Im2,90.2326741.0AI≈≈Id2AIm56.1265434.02≈≈c) I m3=2I=314 I d3=5.78413=m I1.5.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? 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。
考试试卷五一、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 DSMU 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2、晶闸管电流的波形系数定义为( )A 、TdTf I I K =B 、dTTf I I K =C 、K f =I dT ·I TD 、K f =I dT -I T3、接有续流二极管的单相半控桥式变流电路可运行的工作象限是( )A 、第二象限B 、第三象限C 、第四象限D 、第一象限4、电阻性负载三相半波可控整流电路，相电压的有效值为U 2，当控制角α≤30°时，整流输出电压平均值等于( )A 、1.17U 2cos αB 、1.17U 2sin αC 、1.41U 2cos αD 、1.41U 2sin α5、在大电感负载三相全控桥中，整流电路工作状态的最大移相范围是（ ）A 、60°B 、180°C 、120°D 、90°6、对于三相半波可控整流电路，换相重叠角γ与哪几个参数有关( )A 、α、U 2、负载电流I d 以及变压器漏抗X CB 、α和U 2C 、α以及负载电流ID 、α、U 2以及变压器漏抗X C 7、单相全控桥式变流电路工作于有源逆变状态，在逆变角β期间，处于换相进行关断的晶闸管承受的电压是( )A 、反向电压B 、正向电压C 、零电压D 、交变电压 8、三相全控桥式有源逆变电路，晶闸管电流的有效值I T 为( )A 、d I 31B 、d I 31 C 、d I 32D 、I d 9、若增大SPWM 逆变器的输出电压基波频率，可采用的控制方法是( )A 、增大三角波幅度B 、增大三角波频率C 、增大正弦调制波频率D 、增大正弦调制波幅度 10、晶闸管固定脉宽斩波电路，一般采用的换流方式是( )A 、电网电压换流B 、负载电压换流C 、器件换流D 、LC 谐振换流三、简答题（本题共5小题，每小题5分，共25分）1、 维持晶闸管导通的条件是什么？怎样才能由导通变为关断？（5分）2、 要实现有源逆变，必须满足什么条件？哪些电路类型不能进行有源逆变？（5分）3、 什么是直流斩波电路？分别写出降压和升压斩波电路直流输出电压U 0与电源电压U d 的关系式。
电力电子技术答案第五版全Document number：PBGCG-0857-BTDO-0089-PTT1998电子电力课后习题答案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。
解：a) I d1=Im2717.0)122(2Im)(sinIm214≈+=⎰πωπππtI1=Im4767.021432Im)()sin(Im2142≈+=⎰πϖπππwtdtb) Id2=Im5434.0)122(2Im)(sinIm14=+=⎰wtd tππϖπI 2=Im6741.021432Im2)()sin(Im142≈+=⎰πϖπππwtdtc) Id3=⎰=2Im41)(Im21πωπtdI3=Im21)(Im2122=⎰tdωππ.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 m135.3294767.0≈≈I A, ≈≈ I m2,90.2326741.0A I≈≈I d2A I m 56.1265434.02≈≈c) I m3=2I=314 I d3=5.78413=m I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。
电子电力课后习题答案（王兆安 第五版）机械工业出版社第一章 电力电子器件1.1 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 >01.2 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。
1.3 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I 1、I 2、I 3。
解：a) I d1=Im 2717.0)122(2Im )(sin Im 214≈+=⎰πωπππtI 1=Im 4767.021432Im )()sin (Im 2142≈+=⎰πϖπππwt d tb) I d2=Im 5434.0)122(2Im )(sin Im 14=+=⎰wt d t ππϖπI 2=Im6741.021432Im 2)()sin (Im 142≈+=⎰πϖπππwt d tc) I d3=⎰=20Im 41)(Im 21πωπt dI 3=Im 21)(Im 21202=⎰t d ωππ1.4.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 m135.3294767.0≈≈IA, I d1≈0.2717I m1≈89.48A b) I m2,90.2326741.0A I≈≈I d2A I m 56.1265434.02≈≈c) I m3=2I=314 I d3=5.78413=m I1.5.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?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。
第3章 直流斩波电路1．简述图3-1a 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t on ，由电源E 向L 、R 、M 供电，在此期间，u o ＝E 。
然后使V 关断一段时间t off ，此时电感L 通过二极管VD 向R 和M 供电，u o ＝0。
一个周期内的平均电压U o ＝E t t t ⨯+offon on。
输出电压小于电源电压，起到降压的作用。
2．在图3-1a 所示的降压斩波电路中，已知E =200V ，R =10Ω，L 值极大，E M =30V ，T =50μs ,t on =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U o =E T t on =5020020⨯=80(V)输出电流平均值为I o =RE U Mo -=103080-=5(A) 3．在图3-1a 所示的降压斩波电路中，E =100V ， L =1mH ，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I o ，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t on =3μs 时，重新进行上述计算。
解：由题目已知条件可得：m =E E M =10010=0.1 τ=R L =5.0001.0=0.002当t on =5μs 时，有ρ=τT=0.01 αρ=τon t =0.0025由于11--ραρe e =1101.00025.0--e e =0.249>m 所以输出电流连续。
此时输出平均电压为U o =E T t on =205100⨯=25(V) 输出平均电流为I o =RE U Mo -=5.01025-=30(A) 输出电流的最大和最小值瞬时值分别为I max =R E m e e ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-----ραρ11=5.01001.01101.00025.0⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-----e e =30.19(A)I min =R E m e e ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---11ραρ=5.01001.01101.00025.0⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---e e =29.81(A) 当t on =3μs 时，采用同样的方法可以得出：αρ=0.0015由于11--ραρe e =1101.0015.0--e e =0.149>m所以输出电流仍然连续。
电力电子技术答案第五版（全）第一章电力电子器件1.1使晶闸管导通的条件是什么？答：使晶闸管导通的条件是：晶闸管承受正相阳极电压，并在门极施加触发电流（脉冲）或者U AK >0 且U G K>01.2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。
1.3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，试计算各波形的电流平均值I d1、I d2、I d3与电流有效值丨1、丨2、I1.4.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、G、I d3各为多少？这时，相应的电流最大值I m、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329.35a) I m1 0.4767 A, I d1 0.2717I m1 89.48A电子电力课后习题答案14 Imsin( t)解：a)II-2d1_(Imsin4b)I1d2=Imsin4兽1）临皿t)2d(wt) 0.4767lmtd(wt) 0.5434 Im(Imsin4c)IIJd3= 20 Imd(t)1 -Im 43=\P ：Im2d( t)i Im3oPNPN 吉构,为什么GTO 能够自关断,而普通晶闸管不能？PNPN 吉构，由P1N1P2和N1P2N2构成两个晶体管 V1、V2, 别具有共基极电流增益 1和2，由普通晶阐管的分析可得， 1 2 1是器件临界导通的条件。
1 2>1两个等效晶体管过饱和而导通；1 2V1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2较大，这样晶体管V2控制灵敏，易于GTC 关断;2)GTO 导通时12的更接近于I ，普通晶闸管 12 1.5，而GTO 则为1 2 1.05 ,GTO 勺饱和程度不深，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GTC 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。
电子电力课后习题答案第一章电力电子器件1.1 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>01.2 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。
1.3 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) I d1=Im2717.0)122(2Im)(sinIm214≈+=⎰πωπππtI1=Im4767.021432Im)()sin(Im2142≈+=⎰πϖπππwtdtb) I d2=Im5434.0)122(2Im)(sinIm14=+=⎰wtd tππϖπI2=Im6741.021432Im2)()sin(Im142≈+=⎰πϖπππwtdtc) I d3=⎰=20Im 41)(Im 21πωπt dI 3=Im 21)(Im 21202=⎰t d ωππ1.4.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 m135.3294767.0≈≈I A, I d1≈0.2717I m1≈89.48Ab) I m2,90.2326741.0A I ≈≈I d2A I m 56.1265434.02≈≈ c) I m3=2I=314 I d3=5.78413=m I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。
目 录 第 1 章 第 2 章 第 3 章 第 4 章 第 5 章 第 6 章 第 7 章 第 8 章 电力电子器件 ········································································· 1 整流电路·················································································· 4 直流斩波电路 ······································································· 20 交流电力控制电路和交交变频电路 ·································· 26 逆变电路················································································ 31 PWM 控制技术····································································· 35 软开关技术············································································ 40 组合变流电路 ······································································· 42 I 2 4 I m sintd (t ) = 2πm ( 2 1 ) 0.2717 Im
4 I m sintd (t ) = πm ( 2 1 ) 0.5434 Im
4
( I m sint) d (t ) =
1
I m d (t) =
第1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？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 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。
04
2 04 54 2 0 2 2
a) 图 1-43 b) 晶闸管导电波形 c)
解：a) Id1=
1
2π
I1= 1 24 ( I m sint) 2 d (t) = I m 2 3 4 1 2 0.4767 Im
b) 1 I 2 Id2 = π
I2 = 1 2
2 I
m
2
3 4 1
2 0.6741I
c) Id3=
1
2π
02 I m d (t ) = 4 Im
I3 = 1 22 0 2 1 2 Im
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 1 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(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) Im1I 0.4767 329.35， Id1 0.2717 Im1 89.48
b) Im2I 0.6741 232.90, Id2 0.5434 Im2 126.56 c) Im3=2 I = 314, Id3= 1 4 Im3=78.5
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？ 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1 和 2 ，由普通晶闸管的分析可得，1 + 2 =1 是器件临界导通 的条件。1 + 2 ＞1，两个等效晶体管过饱和而导通；1 + 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 2 较大，这样晶体管 V2 控制灵敏，易于 GTO 关断； 2) GTO 导通时的1 + 2 更接近于 1，普通晶闸管1 + 2 1.15，而 GTO 则为 1 + 2
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。
6. 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。
7. IGBT、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 的驱动多采用专用的混合集成驱动器。 2 GTR 驱动电路的特点是：驱动电路提供的驱动电流有足够陡的前沿，并有一定的过 冲，这样可加速开通过程，减小开通损耗，关断时，驱动电路能提供幅值足够大的反向基 极驱动电流，并加反偏截止电压，以加速关断速度。 GTO 驱动电路的特点是：GTO 要求其驱动电路提供的驱动电流的前沿应有足够的幅 值和陡度，且一般需要在整个导通期间施加正门极电流，关断需施加负门极电流，幅值和 陡度要求更高，其驱动电路通常包括开通驱动电路，关断驱动电路和门极反偏电路三部分。 电力 MOSFET 驱动电路的特点：要求驱动电路具有较小的输入电阻，驱动功率小且 电路简单。
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。 答：全控型器件缓冲电路的主要作用是抑制器件的内因过电压，du/dt 或过电流和 di/dt， 减小器件的开关损耗。 RCD 缓冲电路中，各元件的作用是：开通时，Cs 经 Rs 放电，Rs 起到限制放电电流的 作用；关断时，负载电流经 VDs 从 Cs 分流，使 du/dt 减小，抑制过电压。
9. 试说明 IGBT、GTR、GTO 和电力 MOSFET 各自的优缺点。 解：对 IGBT、GTR、GTO 和电力 MOSFET 的优缺点的比较如下表： 器 件 优 点 开关速度高，开关损耗小，具有耐脉 缺 点
IGBT 冲电流冲击的能力，通态压降较低， 开关速度低于电力 MOSFET,电 输入阻抗高，为电压驱动，驱动功率 压，电流容量不及 GTO 小
GTR
GTO 电 力 MOSFET
耐压高，电流大，开关特性好，通流 能力强，饱和压降低
电压、电流容量大，适用于大功率场 合，具有电导调制效应，其通流能力 很强
开关速度快，输入阻抗高，热稳定性 好，所需驱动功率小且驱动电路简 单，工作频率高，不存在二次击穿问 题
开关速度低，为电流驱动，所需 驱动功率大，驱动电路复杂，存 在二次击穿问题 电流关断增益很小，关断时门极 负脉冲电流大，开关速度低，驱 动功率大，驱动电路复杂，开关 频率低
电流容量小，耐压低，一般只适 用于功率不超过 10kW 的电力电 子装置 3
( cost)
第 2 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α＝0和 60时的负载电流 Id，并画出 ud 与 id 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：
L d id
d t 2U 2 sint
考虑到初始条件：当t＝0 时 id＝0 可解方程得： id2U 2
L
(1 cost)
I d1 2
= 20 2U 2 L 2U 2 L (1 cost)d(t) =22.51(A) ud 与 id 的波形如下图： u2
0 2
t
ud
0 2
t
id
0 2
t
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：
L d id
d t 2U 2 sint
考虑初始条件：当t＝60时 id＝0 可解方程得： id2U 2 1 L 2
4
