1电力电子技术思考题与习题解答
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电力电子技术习题库(附答案)一、单选题(共25题,每题1分,共25分)1.三相桥式全控整流电路,大电感负载,当α=()时整流平均电压Ud=0。
A、60度B、30度C、90度D、120度正确答案:C2.1957年美国通用电气(GE)公司研制出第一只(),它标志着电力电子技术的诞生。
A、电子管B、晶闸管C、MOSFETD、IGBT正确答案:B3.逆导晶闸管是将大功率二极管与何种器件集成在一个管芯上而成()A、可关断晶闸管B、双向晶闸管C、逆阻型晶闸管D、大功率三极管正确答案:C4.IGBT是一个复合型的器件,它是()A、GTR驱动的MOSFETB、MOSFET驱动的GTRC、MOSFET驱动的晶闸管D、MOSFET驱动的GTO正确答案:B5.晶闸管的伏安特性是指()A、门极电压与门极电流的关系B、阳极电压与阳极电流的关系C、门极电压与阳极电流的关系D、阳极电压与门极电流的关系正确答案:B6.单相全控桥式整流电路大电感性负载中,控制角的最大移相范围是()A、180°B、120°C、90°D、150°正确答案:C7.三相半波可控整流电路的自然换相点是()A、比三相不控整流电路的自然换相点超前30°B、本相相电压与相邻电压正半周的交点处C、比三相不控整流电路的自然换相点滞后60°D、交流相电压的过零点正确答案:B8.逆变电路是一种()变换电路。
A、AC/ACB、DC/ACC、DC/DCD、AC/DC正确答案:B9.采用多重化电压源型逆变器的目的,主要是为()。
A、增大输出幅值B、减小输出谐波C、减小输出幅值D、减小输出功率正确答案:B10.三相全波可控整流电路电阻性负载中,控制角的最大移相范围是()。
A、90°B、120°C、150°D、180°正确答案:B11.目前,在中小型变频器中普遍采用的电力电子器件是()。
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。
π4π4π25π4a)b)c)图1-43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=⎰ππωωπ42)()sin (21t 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 =⎰ππωωπ42)()sin (1t d t I m =22m I π2143+≈0.6741I m c)I d3=π21⎰20)(πωt d I m =41 I mI 3 =⎰202)(21πωπt d I m =21 I m5. 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 ,由上题计算结果知a) I m1≈4767.0I≈329.35, I d1≈0.2717 I m1≈89.48b) I m2≈6741.0I ≈232.90,I d2≈0.5434 I m2≈126.56c) I m3=2 I = 314,I d3=41 I m3=78.56. 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P 1N 1P 2和N 1P 2N 2构成两个晶体管V 1、V 2,分别具有共基极电流增益1α和2α,由普通晶闸管的分析可得,1α+2α=1是器件临界导通的条件。
电力电子技术习题解答(doc 35页)电力电子技术习题解答习题一1、晶闸管正常导通的条件是什么,导通后流过的电流由什么决定?晶闸管关断的条件是什么,如何实现?答:使晶闸管导通的条件是:晶闸管承受正向阳极电压(U>0),并在门极施加触发电流AK>0)。
要使晶闸管由导通转为关断,可利用(UGK外加反向电压或由外电路作用使流过晶闸管的电流降到维持电流以下,便可使导通的晶闸管关断。
2、有时晶闸管触发导通后,触发脉冲结束后它又关断了,是何原因?没有达到晶答:这是由于晶闸管的阳极电流IA闸管的擎住电流(I)就去掉了触发脉冲,这种L情况下,晶闸管将自动返回阻断状态。
在具体电路中,由于阳极电流上升到擎住电流需要一定的时间(主要由外电路结构决定),所以门极触发信号需要保证一定的宽度。
3、图1-32中的阴影部分表示流过晶闸管的电流波形,其最大值均为I m,试计算各波形的电流平均值、有效值。
如不考虑安全裕量,额定电流100A的晶闸管,流过上述电流波形时,允许流过的电流平均值I d各为多少?图1-32 习题3附图解:(a)额定电流100A的晶闸管允许流过的电流有效值为157A,则;平均值为:。
(b)为157A ,则2157222()mI A ≈; 平均值为:0.6366141.33()dbm II A =≈。
(c )313sin()()0.47752dcm m m II t d t I I ππωωππ==≈⎰22331113(sin )()(1cos 2)()()0.6342238m c m m I I I t d t t d t I I πππππωωωωπππ=-=+⎰⎰额定电流100A 的晶闸管允许流过的电流有效值为157A ,则157247.56()0.6342mI A =≈;平均值为:0.4775118.21()dcm II A =≈。
(d )33113sin()()0.23872224m ddm m mI II t d t I I ππωωπππ===≈⎰22331113(sin )()(1cos 2)()()0.4485222238m d m m I I I t d t t d t I πππππωωωωπππ==-=+⎰⎰额定电流100A 的晶闸管允许流过的电流有效值为157A ,则157350.06()0.4485mI A =≈;平均值为:0.238783.56()ddm II A =≈。
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。
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:考虑到初始条件:当ωt=0时id=0可解方程得:==22.51(A)ud与id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id=0可解方程得:其平均值为==11.25(A)此时ud与id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化问题吗?试说明:①晶闸管承受的最大反向电压为2;②当负载是电阻或电感时,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。
《电力电子技术》习题及解答第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:晶闸管阳极和阳极间施加正向电压,并在门极和阳极间施加正向触发电压和电流(或脉冲)。
导通后流过晶闸管的电流由负载阻抗决定,负载上电压由输入阳极电压U A决定。
1.2晶闸管的关断条件是什么?如何实现?晶闸管处于阻断状态时其两端的电压大小由什么决定?答:晶闸管的关断条件是:要使晶闸管由正向导通状态转变为阻断状态,可采用阳极电压反向使阳极电流I A减小,I A下降到维持电流I H以下时,晶闸管内部建立的正反馈无法进行。
进而实现晶闸管的关断,其两端电压大小由电源电压U A决定。
1.3温度升高时,晶闸管的触发电流、正反向漏电流、维持电流以及正向转折电压和反向击穿电压如何变化?答:温度升高时,晶闸管的触发电流随温度升高而减小,正反向漏电流随温度升高而增大,维持电流I H会减小,正向转折电压和反向击穿电压随温度升高而减小。
1.4晶闸管的非正常导通方式有哪几种?答:非正常导通方式有:(1) I g=0,阳极电压升高至相当高的数值;(1) 阳极电压上升率du/dt 过高;(3) 结温过高。
1.5请简述晶闸管的关断时间定义。
答:晶闸管从正向阳极电流下降为零到它恢复正向阻断能力所需的这段时间称为关断时间。
即gr rr q t t t +=。
1.6试说明晶闸管有哪些派生器件?答:快速晶闸管、双向晶闸管、逆导晶闸管、光控晶闸管等。
1.7请简述光控晶闸管的有关特征。
答:光控晶闸管是在普通晶闸管的门极区集成了一个光电二极管,在光的照射下,光电二极管电流增加,此电流便可作为门极电触发电流使晶闸管开通。
主要用于高压大功率场合。
1.8型号为KP100-3,维持电流I H =4mA 的晶闸管,使用在图题1.8所示电路中是否合理,为什么?(暂不考虑电压电流裕量)图题1.8答:(a )因为H A I mA K V I <=Ω=250100,所以不合理。
《电力电子技术》习题及解答1晶闸管的导通条件是什么? 导通后流过晶闸管的电流和负载上的电压由什么决定?答:晶闸管的导通条件是:晶闸管阳极和阳极间施加正向电压,并在门极和阳极间施加正向触发电压和电流(或脉冲)。
导通后流过晶闸管的电流由负载阻抗决定,负载上电压由输入阳极电压U A决定。
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。
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。
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。
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 +=。
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。
7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。
第一章第1章 思考题与习题1.1晶闸管的导通条件是什么? 导通后流过晶闸管的电流和负载上的电压由什么决定? 答:晶闸管的导通条件是:晶闸管阳极和阳极间施加正向电压,并在门极和阳极间施加正向触发电压和电流(或脉冲)。
导通后流过晶闸管的电流由负载阻抗决定,负载上电压由输入阳极电压U A 决定。
1.2晶闸管的关断条件是什么? 如何实现? 晶闸管处于阻断状态时其两端的电压大小由什么决定?答:晶闸管的关断条件是:要使晶闸管由正向导通状态转变为阻断状态,可采用阳极电压反向使阳极电流I A 减小,I A 下降到维持电流I H 以下时,晶闸管内部建立的正反馈无法进行。
进而实现晶闸管的关断,其两端电压大小由电源电压U A 决定。
1.3温度升高时,晶闸管的触发电流、正反向漏电流、维持电流以及正向转折电压和反向击穿电压如何变化?答:温度升高时,晶闸管的触发电流随温度升高而减小,正反向漏电流随温度升高而增大,维持电流I H 会减小,正向转折电压和反向击穿电压随温度升高而减小。
1.4晶闸管的非正常导通方式有哪几种?答:非正常导通方式有:(1) I g =0,阳极电压升高至相当高的数值;(1) 阳极电压上升率du/dt 过高;(3) 结温过高。
1.5请简述晶闸管的关断时间定义。
答:晶闸管从正向阳极电流下降为零到它恢复正向阻断能力所需的这段时间称为关断时间。
即gr rr q t t t +=。
1.6试说明晶闸管有哪些派生器件?答:快速晶闸管、双向晶闸管、逆导晶闸管、光控晶闸管等。
1.7请简述光控晶闸管的有关特征。
答:光控晶闸管是在普通晶闸管的门极区集成了一个光电二极管,在光的照射下,光电二极管电流增加,此电流便可作为门极电触发电流使晶闸管开通。
主要用于高压大功率场合。
1.8型号为KP100-3,维持电流I H =4mA 的晶闸管,使用在图题1.8所示电路中是否合理,为什么?(暂不考虑电压电流裕量)图题1.8答:(a )因为H A I mA K VI <=Ω=250100,所以不合理。
《电力电子技术》习题解答第2章 思考题与习题晶闸管的导通条件是什么 导通后流过晶闸管的电流和负载上的电压由什么决定答:晶闸管的导通条件是:晶闸管阳极和阳极间施加正向电压,并在门极和阳极间施加正向触发电压和电流(或脉冲)。
导通后流过晶闸管的电流由负载阻抗决定,负载上电压由输入阳极电压U A 决定。
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。
]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。
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。
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 +=。
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。
"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。
型号为KP100-3,维持电流I H =4mA 的晶闸管,使用在图题所示电路中是否合理,为什么(暂不考虑电压电流裕量)图题答:(a )因为H A I mA K VI <=Ω=250100,所以不合理。
第一章第1章 思考题与习题1.1晶闸管的导通条件是什么? 导通后流过晶闸管的电流和负载上的电压由什么决定? 答:晶闸管的导通条件是:晶闸管阳极和阳极间施加正向电压,并在门极和阳极间施加正向触发电压和电流(或脉冲)。
导通后流过晶闸管的电流由负载阻抗决定,负载上电压由输入阳极电压U A 决定。
1.2晶闸管的关断条件是什么? 如何实现? 晶闸管处于阻断状态时其两端的电压大小由什么决定?答:晶闸管的关断条件是:要使晶闸管由正向导通状态转变为阻断状态,可采用阳极电压反向使阳极电流I A 减小,I A 下降到维持电流I H 以下时,晶闸管内部建立的正反馈无法进行。
进而实现晶闸管的关断,其两端电压大小由电源电压U A 决定。
1.3温度升高时,晶闸管的触发电流、正反向漏电流、维持电流以及正向转折电压和反向击穿电压如何变化?答:温度升高时,晶闸管的触发电流随温度升高而减小,正反向漏电流随温度升高而增大,维持电流I H 会减小,正向转折电压和反向击穿电压随温度升高而减小。
1.4晶闸管的非正常导通方式有哪几种?答:非正常导通方式有:(1) I g =0,阳极电压升高至相当高的数值;(1) 阳极电压上升率du/dt 过高;(3) 结温过高。
1.5请简述晶闸管的关断时间定义。
答:晶闸管从正向阳极电流下降为零到它恢复正向阻断能力所需的这段时间称为关断时间。
即gr rr q t t t +=。
1.6试说明晶闸管有哪些派生器件?答:快速晶闸管、双向晶闸管、逆导晶闸管、光控晶闸管等。
1.7请简述光控晶闸管的有关特征。
答:光控晶闸管是在普通晶闸管的门极区集成了一个光电二极管,在光的照射下,光电二极管电流增加,此电流便可作为门极电触发电流使晶闸管开通。
主要用于高压大功率场合。
1.8型号为KP100-3,维持电流I H =4mA 的晶闸管,使用在图题1.8所示电路中是否合理,为什么?(暂不考虑电压电流裕量)图题1.8答:(a )因为H A I mA K VI <=Ω=250100,所以不合理。
第一章 电力电子技术思考题与习题解答
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它具有耐受高电压和大电流的能力?
电力二极管大都是垂直导电结构,使硅片中通过电流的有效面积增大,可显著提高通流能力;在P 和N 区之间多了一层低掺杂N 区即漂移区,可承受高电压不致击穿;虽然漂移区具有高电阻率不利于正向导通,但可通过电导调制效应来解决。
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。
另外在其它条件下,比如阳极电压过高产生雪崩效应,阳极电压上升率过高,结温较高,光直接照射硅片,也可能使晶闸管导通。
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。
图1-43 晶闸管导电波形
解:a) ⎰
=
b
a
d dt )t (f T
I 1
1
[]m m m
m d I .)(I t cos I )t (td sin I I 271702
21222144
1
=+=-=
=⎰πωπωωπ
ππ
ππ m m m m m I I t I t d t I t d t I I 4767.021
432
)2sin 41
421(2)(22cos 12)()sin (214
44
2
22
1=+=-⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎭
⎫
⎝⎛-=
=⎰⎰π
ωπππωωπ
ωωπ
πππ
π
ππ
b)
[]m
m d m m
m
m d I .I ..I I I I .)(I t cos I )t (td sin I I 6741047670732122543402
2
11
121
24
=⨯====+
=
-=
=
⎰π
ωπ
ωωπ
π
π
ππ
c) m m d I )t (d I I ⎰
==2
3
4
1
21
πωπ
m m I )t (d I I 2
1
21
2
23=
=
⎰
π
ωπ
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,由上题计算结果知
A I .I )AV (F F 157571==
a) A I
I m 35.3294767
.01=≈
I d10.2717 I m189.48A
b) A I
I m 90.2326741
.02=≈
, I d20.5434 I m2126.56A
c) I m3=2 I = 314A, I d3=
4
1
I m3=78.5A 三相桥式电路,,230,,8.02V U L R l =∞=Ω=∑,工作于逆变状态,
6
,290π
β=
-=V E D ,设电流连续,计算:
(1)输出电流平均值; (2)输出电流有效值; (3)晶闸管电流有效值; (4)交流电源端功率因数。
解:V U Ud l 2696
cos
23035.1cos 35.12-=⨯⨯-=-=π
β
R
D I I A R
E Ud Id 不考虑∴∞==-=-=
∑,3.268.0269
290
A
I I A
Id I T 4.153
3
.2633.26=====
()827
.055
.807
.7cos 1055.83.26230221007.73.262906.268.032322-=-=⨯=⨯⨯==⨯-=⨯-+⨯=+=∑ϕVA I U S VA
EdId I R P l d
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 内部有数十个甚至数百个共阳极的小GTO 元,且阴极和门极在器件内部并联在一起,这种多元集成结构使每个GTO 元阴极面积很小,门极和阴极间距离大为缩短,使得P2基区的横向电阻很小,使从门极抽出较大的电流成为可能;从等效电路原理上讲,设计时2α较大,V2控制灵敏,使得GTO 易于关断;05121.=+αα接近于临界饱和,没有晶闸管饱和程度深,有利于门极控制关断。
多元集成结构还使得比普通晶闸管开能快,承受电流变化率能力更强。
7 电力MOSFET 具有怎样的结构特点才具有耐受高电压和大电流的能力?
MOSFET 驱动电路简单、驱动功率小;开关速度快、工作频率高;但容量低、耐压低,10KW 以下。
采用垂直导电结构和多元集成结构,还有一个漂移区来承受高电压,但无电导调制效应,因而通态电阻大,通态压降高,通态损耗大。
8 试分析IGBT 和电力MOSFET 在内部结构和开关特性上的相似与不同之处?
IGBT 比VDMOSFET 多一层p+注入区,形成面积很大的P+N 结,可实现对漂移区电导率进行调制,具有很强的通流能力;而后者总存在高耐压和低通态电阻的矛盾。
其开通和关断过程与MOSFET 相似。
同时,电导调制效应也带来了少子储存现象,因而IGBT 开关速度要低于MOSFET 。
二者的开关过程都受到主回路结构、控制方式、缓冲电路及主电路寄生参数等条件的影响,必须在实际电路设计时加以考虑。
9 宽禁带半导体材料做成的电力电子器件有哪些方面的优越性?
宽禁带是指3电子伏特以上的半导体材料如碳化硅、氮化镓、金刚石等材料。
比硅有高得多的临界雪崩击穿电场强度和载流子饱和漂移速度、较高的热导率和相差不大的载流子迁移率。
因而耐压高、通态电阻低、导热好热稳定性好,在耐高温和射线辐射方面的性能成数量级的提高。
这些器件可能成为将来的发展方向。
10 电力电子集成技术可带来哪些益处?功率集成电路与集成电力电子模块实现集成的思路有何不同?
模块化是电力电子器件研制和开发的一个趋势。
功率模块是按拓扑结构将主回路的电力电子器件集成在一个模块中,可降低成本、缩小体积和提高可靠性,对于工作频率较高的电路还
可大大减小线路电感,从而减少对保护和缓冲电路的要求。
如IGBT模块、晶闸管模块。
功率集成电路比功率模块集成度更高。
它是将电力电子器件与逻辑、控制、保护、传感、检测、自诊断等信息电子电路制作在同一芯片上。
有几种名称:强调器件和电路集成电路在一个芯片上称为单片集成。
而高压集成电路是将横向高压器件和控制电路的单片集成。
智能功率集成电路指纵向功率器件与控制电路的单片集成。
难点在于高低压电路之间的绝缘及温升和散热的有效处理。
主要用于小功率的场合。
所谓封装集成是将不同模块和电路通过专门设计的引线或导体连接起来,它避开了上述技术难题。
11 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:
1-13产生原因:
a.由分闸,合闸产生的操作过电压。
b.雷击引起的雷击过电压。
c.晶闸管换相过程中产生的换相电压。
并联续流=集管令控元件的换相时产生的换相
电压。
措施:压触发电阻,交流侧RC抑制电路,直流侧RC控制电路,直流侧RC抑制电路,变压器屏蔽层,避雷器,器件关断过电压RC抑制电路。
●BOOST电路不能空载运行;
●BOOST电路运行时占空比不能接近1;。