哈工大电力电子作业6-7章

哈工大数字电子技术基础习题册2010-答案6-7章第6章触发器【6-1】已知由与非门构成的基本RS触发器的直接置“0”端和直接置“1”端的输入波形如图6.1所示，试画出触发器Q端和Q端的波形。

R d SdQQ图 6.1解：基本RS触发器Q端和Q端的波形可按真值表确定，要注意的是，当dR和d S同时为“0”时，Q端和Q端都等于“1”。

d R和d S同时撤消，即同时变为“1”时，Q端和Q端的状态不定。

见图6.1（b）所示，图中Q端和Q端的最右侧的虚线表示状态不定。

R dS dQQ不定状态图6.1（b）题6-1答案的波形图【6-2】触发器电路如图6.2(a)所示，在图(b)中画出电路的输出端波形，设触发器初态为“0”。

QdS dQQR(a) (b)图6.2解：此题是由或非门构成的RS 触发器，工作原理与由与非门构成的基本RS 触发器一样，只不过此电路对输入触发信号是高电平有效。

参照题6-1的求解方法，即可画出输出端的波形，见图6.2(c)。

d S dQR 不定状态图6.2(c)【6-3】试画出图6.3所示的电路，在给定输入时钟作用下的输出波形，设触发器的初态为“0”。

“CPYZCP图 6.3解：见图6.3(b)所示，此电路可获得双相时钟。

Q Q CP Y Z图6.3(b)【6-4】分析图6.4所示电路，列出真值表，写出特性方程，说明其逻辑功能。

Q图6.4解：1．真值表(CP =0时，保持；CP =1时，如下表）D n Q n Q n+1 0 0 0 0 1 0 1 0 1 1 1 12．特性方程Q n+1=D n3．该电路为锁存器（时钟型D 触发器）。

CP =0时，不接收D 的数据；CP =1时，把数据锁存，但该电路有空翻。

【6-5】试画出在图6.5所示输入波形的作用下，上升和下降边沿JK 触发器的输出波形。

设触发器的初态为“0”。

CP J K图 6.5解：见图6.5(b)所示。

CP J KJ K QQ图6.5(b)【6-6】试画出图P6.6(a)所示电路，在图6.6(b)给定输入下的Q 端波形，设触发器初态为“0”。

黑龙江省精品课程电力电子技术基础作业（9-10章）061006141覃敏亮第9章电力电子器件应用的共性问题P206, 9-1；电力电子器件的驱动电路是电力电子主电路与控制电路之间的接口，是电力电子装置的重要环节，对整个装置的性能有很大的影响。

采用性能良好的驱动电路可使电力电子器件工作在比较理想的开关状态,可缩短开关时间,减少开关损耗,对装置的运行效率、可靠性和安全性都有着重要意义。

另外，对电力电子器件或整个装置的一些保护措施也往往就将近设在驱动电路中，或者通过驱动电路来实现，这使得驱动电路的设计更为重要。

9-3；晶闸管触发电路应满足下列要求：１）触发脉冲的宽度应保证晶闸管的可靠导通；２）触发脉冲应有足够的幅度，对户外寒冷场合，脉冲电流的幅度应增大为器件最大触发电流的3-5倍，脉冲前沿的陡度也需增加，一般需达到1-2A/US。

３）所提供的触发脉冲应不超过晶闸管门极的电压、电流和功率定额，且在门极伏安特性的可靠出发区域之内。

４）应有良好的抗干扰性能、温度稳定性及与主电路的电气隔离。

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。

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。

9-6。

答:缓冲电路又称为吸收电路，可以分为关断缓冲电路和开通缓冲电路。

关断缓冲电路又称为du/dt 抑制电路，开通缓冲电路又称为di/dt抑制电路。

答案6.1解：将i和i3改写为余弦函数的标准形式，即2i4cos(t190)A4cos(t190180)A4cos(t10)A2i5sin(t10)A5cos(t1090)A5cos(t80)A3电压、电流的有效值为1002U70.7V,I1.414A12245I2.828A,I3.54A2322初相位10,100,10,80uiii123相位差1ui1010090u与i1正交，u滞后于i1；12ui10100u与i2同相；23ui10(80)90u与i3正交，u超前于i33答案6.2au10cos(t10)V.-822bU610arctg10233.1V,u102cos(t233.1)V-622-20.8cI0.220.8arctg20.889.4A,i20.8cos(t89.4)Am0.2dI30180A,i302cos(t180)A答案6.3解：(a)利用正弦量的相量表示法的线性性质得：UI111n,UIn22(b)磁通相量通常用最大值表示，利用正弦量的相量表示法的微分性质得：UjNmm(c)利用正弦量的相量表示法的线性性质与微分性质得：URIjLI答案6.4解：由KCL得电流i的振幅相量IIIIm1m2m3m(2100410580)A(0.347j1.973.939j0.6950.868j4.924)A526.86A电流i的瞬时值为i5cos(t26.86)A答案6.5解：电压表和电流表读数为有效值，其比值为阻抗模，即2()2/RLUI将已知条件代入，得22R(2π50L) 100V 15A22R(2π100L)100V 10联立方程，解得L13.7mH,R5.08答案6.6解：(a)RC串联电路中电阻电压与电容电压相位正交，各电压有效值关系为2222UU2U15040V30V电流i的有效值为IIC UXC30V103A(b)UXICC302A60VI R UR60V500.3ARC并联电路中电阻电流与电容电流相位正交，总电流有效值为22221.222.33IIIAACR(c)UXI301A30VCCC由U30VCUUXII2ALCLLX15L并联电容、电感上电流相位相反，总电流为III1ALC电阻电压与电容电压相位正交，总电压为：2230240250UUUVVCR答案6.7解：感抗XL L3210rad/s0.1H200容抗X C 11C36210rad/s510F100图(a)电路的相量模型如图(b)所示。

第3章 逻辑代数及逻辑门【3-1】 填空1、与模拟信号相比，数字信号的特点是它的 离散 性。

一个数字信号只有两种取值分别表示为0 和1 。

2、布尔代数中有三种最基本运算： 与 、 或 和 非 ，在此基础上又派生出五种基本运算，分别为与非、或非、异或、同或和与或非。

3、与运算的法则可概述为：有“0”出 0 ，全“1”出 1；类似地或运算的法则为 有”1”出”1”，全”0”出”0” 。

4、摩根定理表示为：A B ⋅=A B + ；A B +=A B ⋅。

5、函数表达式Y=AB C D ++，则其对偶式为Y '=()A B +。

6、根据反演规则，若Y=AB C D C +++，则Y =()AB C D C ++⋅ 。

7、指出下列各式中哪些是四变量A B C D 的最小项和最大项。

在最小项后的（ ）里填入m i ，在最大项后的（ ）里填入M i ，其它填×（i 为最小项或最大项的序号）。

(1) A +B +D (× ); (2) ABCD (m 7 ); (3) ABC ( × ) (4)AB (C +D ) (×); (5) A B C D +++ (M 9 ) ; (6) A+B+CD (× ); 8、函数式F=AB+BC+CD 写成最小项之和的形式结果应为m ∑(3,6,7,11,12,13,14,15),写成最大项之积的形式结果应为M (∏ 0,1,2,4,5,8,9,10 )9、对逻辑运算判断下述说法是否正确，正确者在其后（ ）内打对号，反之打×。

（1） 若X +Y =X +Z ，则Y=Z ；( × ) （2） 若XY=XZ ，则Y=Z ；( × ) （3） 若X ⊕Y=X ⊕Z ，则Y=Z ；(√ ) 【3-2】用代数法化简下列各式(1) F 1 =1ABC AB += (2) F 2 =ABCD ABD ACD AD ++=(3)3F AC ABC ACD CD A CD=+++=+ (4) 4()()F A B C A B C A B C A BC=++⋅++⋅++=+【3-3】 用卡诺图化简下列各式(1) 1F BC AB ABC AB C =++=+ (2) 2F AB BC BC A B=++=+(3) 3F AC AC BC BC AB AC BC=+++=++ (4) 4F ABC ABD ACD CD ABC ACD A D=+++++=+或AB AC BC ++(5) 5F ABC AC ABD AB AC BD =++=++ (6) 6F AB CD ABC AD ABC A BC CD=++++=++(7) 7F AC AB BCD BD ABD ABCD A BD BD =+++++=++ (8) 8 F AC AC BD BD ABCD ABCD ABCD ABCD=+++=+++(9) 9()F A C D BCD ACD ABCD CD CD =⊕+++=+(10)F 10=10F AC AB BCD BEC DEC AB AC BD EC =++++=+++【3-4】 用卡诺图化简下列各式 (1) P 1(A ,B ,C )=(0,1,2,5,6,7)m AB AC BC =++∑ (2) P 2(A ,B ,C ,D )=(0,1,2,3,4,6,7,8,9,10,11,14)m AC AD B CD =+++∑ (3)P 3(A ,B ,C ,D )=(0,1,,4,6,8,9,10,12,13,14,15)m AB BC AD BD =+++∑(4) P 4 (A ,B ,C ,D )=17M M A BC BC D ∙=+++ 【3-5】用卡诺图化简下列带有约束条件的逻辑函数（1）()1,,,(3,6,8,9,11,12)(0,1,2,13,14,15)()d P A B C D m AC BD BCD ACD =+=++∑∑或 (2) P 2(A ,B ,C ,D )=(0,2,3,4,5,6,11,12)(8,9,10,13,14,15)dm BC BC D +=++∑∑(3) P 3 =()A C D ABCD ABCD AD ACD BCD ABD ++++=++或 AB +AC =0 (4) P 4 =A B ABCD ABCD +=+（A B C D 为互相排斥的一组变量，即在任何情况下它们之中不可能两个同时为1） 【3-6】 已知: Y 1 =AB AC BD ++ Y 2 =ABCD ACD BCD BC +++ 用卡诺图分别求出Y Y 12⋅， Y Y 12+， Y Y 12⊕。

哈尔滨工业大学电工学教研室第6 章电路的暂态分析返回目录6.1 换路定则及初始值的确定6.2 RC电路的响应6.3 一阶线性电路的三要素法6.4 微分与积分电路6.5 RL 电路的响应E Cu 稳态暂态旧稳态新稳态过渡过程:C 电路处于旧稳态KR E +_C u 概述电路处于新稳态R E +_C u “稳态”与“暂态”的概念:产生过渡过程的电路及原因? 电阻电路t = 0E R +_I K电阻是耗能元件，其上电流随电压成比例变化，不存在过渡过程。

无过渡过程ItE tC u 电容为储能元件，它储存的能量为电场能量，其大小为：电容电路2021W Cu idt u tC ==⎰储能元件因为能量的存储和释放需要一个过程，所以有E KR +_C u CtLi 储能元件电感电路电感为储能元件，它储存的能量为磁场能量，其大小为：2021Li dt ui W tL ==⎰因为能量的存储和释放需要一个过程，所以有电感的电路存在过渡过程。

K R E +_t=0i L L结论有储能元件（L、C）的电路在电路状态发生变化时（如：电路接入电源、从电源断开、电路参数改变等）存在过渡过程；没有储能作用的电阻（R）电路，不存在过渡过程。

电路中的u、i在过渡过程期间，从“旧稳态”进入“新稳态”，此时u、i都处于暂时的不稳定状态，所以过渡过程又称为电路的暂态过程。

研究过渡过程的意义：过渡过程是一种自然现象，对它的研究很重要。

过渡过程的存在有利有弊。

有利的方面，如电子技术中常用它来产生各种特定的波形或改善波形；不利的方面，如在暂态过程发生的瞬间，可能出现过压或过流，致使电气设备损坏，必须采取防范措施。

6.1 换路定则及初始值的确定换路定则换路: 电路状态的改变。

如：1 . 电路接通、断开电源2 . 电路中电源电压的升高或降低3 . 电路中元件参数的改变…………..换路定则:在换路瞬间，电容上的电压、电感中的电流不能突变。

t =0 时换路-0+0---换路前瞬间---换路后瞬间则：()(=C C u u )()(=L L i i +0+0-0)0(-)0-换路瞬间，电容上的电压、电感中的电流不能突变的原因：自然界物体所具有的能量不能突变，能量的积累或衰减需要一定的时间。

电力电子技术哈尔滨工程大学智慧树知到答案2024年第一章测试1.以第一只晶闸管的出现作为电力电子技术诞生的标志。

A:错 B:对答案:B2.从公共电网直接得到的电能是交流的，我们不需要进行电力变换就可以直接使用。

A:对 B:错答案:B3.整流变换是由直流电能变换成固定和可调的交流电能的变换过程。

A:错 B:对答案:A4.逆变变换是由直流电能变换成固定和可调的交流电能的变换过程。

A:错 B:对答案:B5.斩波变换把幅值固定或变化的直流电变换成可调或恒定直流电。

A:错 B:对答案:B第二章测试1.按载流子(电子和空穴)参与导电的情况分单极型、双极型、混合型三种。

A:对 B:错答案:A2.能用控制信号控制开通，但不能控制关断的功率半导体器件，称为半控型器件。

A:错 B:对答案:B3.使晶闸管维持导通所必需的最小电流称作维持电流。

A:对 B:错答案:A4.可关断晶闸管(GTO)是一种( )结构的半导体器件。

A:三层二结 B:五层三结 C:四层三结 D:三层三结答案:C5.电力MOSFET内部寄生了一个反向二极管，所以不能承受反向电压。

（）A:对 B:错答案:A6.下面哪种器件属于电压驱动型( )A:igbtB:gtrC:scrD:gto答案:A7.擎住效应是由于IGBT中寄生的二极管造成的。

A:错 B:对答案:A8.当GTR的集电极电压升高至击穿电压时，集电极电流I C迅速增大，这种首先出现的击穿是雪崩击穿，称为A:一次击穿 B:临界饱和 C:反向击穿 D:二次击穿答案:A9.下面属于外因过电压的是A:晶闸管反向阻断恢复过电压 B:IGBT关断过电压C:电力二极管关断过电压 D:雷击过电压答案:D10.晶闸管串联工作时为了防止静态不均压，可采用并联均压电阻的办法。

A:错 B:对答案:B第三章测试1.单相半波可控整流电阻性负载电路中，控制角α的最大移相范围是90°。

A:错 B:对答案:A2.单相桥式全控整流电路接大电感负载时，控制角α最大移相范围是120°。

黑龙江省精品课程电力电子技术基础作业（6-7章）第6章 交流-交流变流电路P161, 6-2;6-3 补充：1.关于交交变频器，回答下列问题： 1）什么是交交变频器？2）结合图6－1所示的单相交交变频器，说明其改变输出电压频率和幅值的方法。

图6－13）交交变频器输出频率的上限与哪些因素有关？当采用6脉波三相桥式变流器时，输出上限频率约为多少？ 4）与交直交变频器相比，简述交交变频器的优缺点，并说明交交变频器的主要应用领域。

2. 结合图6－2所示电路，简述斩控式交流调压器的工作原理；并说明与相控式交流调压器相比，斩控式交流调压器有何优点？图6－23. 图6－3为单相交流调压电路，电源u 1为工频220V ，负载电阻R ＝5Ω，电感L ＝0。

设VT 1和VT 2的控制角为α1＝α2＝π/3,回答下列问题：1)在一个相同的交流电周期内，相位对应地画出下列波形：负载电压u o ，负载电流i o ，晶闸管VT 1电流i VT1，晶闸管VT 2电流i VT2 2)计算输出电压有效值U o 和输出电流有效值I o 3)计算输出功率P o 和功率因数PFL图4-7V VD输出电压平均输出电压图4-18O u o αP =0αP =π2αP =π2ωt4)计算晶闸管VT1的电流有效值I VT1图6－34. 在3题基础上，负载参数变为R=0.5Ω，L=2mH，回答下列问题：1）计算控制角α的移相范围；2）α＝π/2时，在一个相同的交流电周期内，相位对应地画出下列波形：负载电压u o，负载电流i o，晶闸管VT1电流i VT1，晶闸管VT2电流i VT25. 交流调功电路如图6－3所示，电源u1为工频220V，负载电阻R＝5Ω，电感L＝0。

控制方式为晶闸管导通20个电周期，关断40个电周期。

试计算负载平均功率P o。

第7章PWM控制技术P184,7-1；7-3；7-5；7-9；7-10。

补充：1. 对于单相全桥逆变器，试从以下几个方面说明与双极性SPWM控制方式相比，单极性SPWM控制方式的优点，并分析这些优点对于逆变器的运行有什么好处？1）等效开关频率。

第6章 逻辑代数基础6.1对课程内容掌握程度的建议6.2 授课的几点建议6.2.1 基本逻辑关系的描述基本逻辑关系有“与”、“或”、“非”三种，在本教材中采用文字叙述和常开触点、常闭触点的串、并联等形式来加以描述。

还有一种描述逻辑关系的图，称为文氏图（Venn diagram ）。

图6.1(a)圆圈内是A ，圆圈外是A ；图6.1(b)圆圈A 与圆圈B 相交的部分是A 、B 的与逻辑，即AB ；图6.1(c)圆圈A 与圆圈B 所有的部分是A 、B 的或逻辑，即A +B 。

与逻辑AB 也称为A 与B 的交集（intersection ）；或逻辑A +B 也称为A 和B 的并集（union ）。

(a) 单变量的文氏图 (b) 与逻辑的文氏图 (c) 或逻辑的文氏图图6.1 文氏图6.2.2 正逻辑和负逻辑的关系正逻辑是将双值逻辑的高电平H 定义为“1”，代表有信号；低电平L 定义为“0”，代表无信号。

负逻辑是将双值逻辑的高电平H 定义为“0”，代表无信号；低电平L 定义为“1”，代表有信号。

正逻辑和负逻辑对信号有无的定义正好相反，就好象“左”、“右”的规定一样，设正逻辑符合现在习惯的规定，而负逻辑正好反过来，把现在是“左”，定义为“右”，把现在是“右”，定义为“左”。

关于正、负逻辑的真值表，以两个变量为例，见表6.1。

由表6.1可以看出，对正逻辑的约定，表中相当是与逻辑；对负逻辑约定，则相当是或逻辑。

所以正逻辑的“与”相当负逻辑的“或”；正逻辑的“或”相当负逻辑的“与”。

正与和负或只是形式上的不同，不改变问题的实质。

6.2.3 形式定理本书介绍了17个形式定理，分成五类。

需要说明的是，许多书上对这些形式定理有各自的名称，可能是翻译上的缘故，有一些不太贴切，为此，将形式定理分成5种形式表述，更便于记忆。

所以称为形式定理，是因为这些定理在逻辑关系的形式上虽然不同，但实质上是相等的。

形式定理主要用于逻辑式的化简，或者在形式上对逻辑式进行变换，它有以下五种类型：1．变量与常量之间的关系； 2．变量自身之间的关系； 3．与或型的逻辑关系； 4．或与型的逻辑关系；5．求反的逻辑关系——摩根（Morgan ）定理。