电力电子复习

第一章概述可以认为，所谓电力电子技术就是应用于电力领域的电子技术。

电子技术包括信息电子技术和电力电子技术两大分支。

通常所说的模拟电子技术和数字电子技术都属于信息电子技术。

具体地说，电力电子技术就是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术。

电能变换的形式共有四种：交流-直流变换、直流-直流变换、直流-交流变换、交流-交流变换。

电力电子器件的制造技术是电力电子技术的基础。

变流技术则是电力电子技术的核心。

美国学者W. Newell认为电力电子学是由电力学、电子学和控制理论三个学科交叉而形成的。

一般认为，电力电子技术的诞生是以1957年美国通用电气公司研制出第一个晶闸管为标志的。

把驱动、控制、保护电路和电力电子器件集成在一起，构成电力电子集成电路（PIC），这代表了电力电子技术发展的一个重要方向。

电力电子集成技术包括以PIC为代表的单片集成技术、混合集成技术以及系统集成技术。

随着全控型电力电子器件的不断进步，电力电子电路的工作频率也不断提高。

与此同时，软开关技术的应用在理论上可以使电力电子器件的开关损耗降为零，从而提高了电力电子装置的功率密度。

第二章电力电子器件2.1：电力电子器件概述1、电力电子器件（Power Electronic Device）是指可直接用于处理电能的主电路中，实现电能的变换或控制的电子器件。

电力电子器件一般工作在开关状态2、电力电子器件的功率损耗：通态损耗、断态损耗、开关损耗（开通损耗、关断损耗）通态损耗是电力电子器件功率损耗的主要成因。

当器件的开关频率较高时，开关损耗会随之增大而可能成为器件功率损耗的主要因素。

3、电力电子器件在实际应用中，一般是由控制电路、驱动电路和以电力电子器件为核心的主电路组成一个系统。

4、电力电子器件的分类（1）按照能够被控制电路信号所控制的程度：半控型器件、全控型器件、不可控器件。

半控型器件是指用控制信号可以控制其导通，但不能控制其关断的电力电子器件。

电力电子技术期末考试复习要点课程学习的基本要求及重点难点内容分析第一章电力电子器件的原理与特性1、本章学习要求1.1 电力电子器件概述，要求达到“熟悉”层次。

1）电力电子器件的发展概况及其发展趋势。

2）电力电子器件的分类及其各自的特点。

1.2 功率二极管，要求达到“熟悉”层次。

1）功率二极管的工作原理、基本特性、主要参数和主要类型。

2）功率二极管额定电流的定义。

1.3 晶闸管，要求达到“掌握”层次。

1）晶闸管的结构、工作原理及伏安特性。

2）晶闸管主要参数的定义及其含义。

3）电流波形系数k f的定义及计算方法。

4）晶闸管导通和关断条件5）能够根据要求选用晶闸管。

1.4 门极可关断晶闸管（GTO），要求达到“熟悉”层次。

1）GTO的工作原理、特点及主要参数。

1.5 功率场效应管，要求达到“熟悉”层次。

1）功率场效应管的特点，基本特性及安全工作区。

1.6 绝缘栅双极型晶体管（IGBT），要求达到“熟悉”层次。

1）IGBT的工作原理、特点、擎住效应及安全工作区。

1.7 新型电力电子器件简介，要求达到“熟悉”层次。

2、本章重点难点分析有关晶闸管电流计算的问题：晶闸管是整流电路中用得比较多的一种电力电子器件，在进行有关晶闸管的电流计算时，针对实际流过晶闸管的不同电流波形，应根据电流有效值相等的原则选择计算公式，即允许流过晶闸管的实际电流有效值应等于额定电流I T对应的电流有效值。

利用公式I = k f×I d = 1.57I T进行晶闸管电流计算时，一般可解决两个方面的问题：一是已知晶闸管的实际工作条件（包括流过的电流波形、幅值等），确定所要选用的晶闸管额定电流值；二是已知晶闸管的额定电流，根据实际工作情况，计算晶闸管的通流能力。

前者属于选用晶闸管的问题，后者属于校核晶闸管的问题。

1）计算与选择晶闸管的额定电流解决这类问题的方法是：首先从题目的已知条件中，找出实际通过晶闸管的电流波形或有关参数（如电流幅值、触发角等），据此算出通过晶闸管的实际电流有效值I，考虑（1.5~2）倍的安全裕量，算得额定电流为I T = (1.5~2) I /1.57，再根据I T值选择相近电流系列的晶闸管。

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。

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。

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。

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。

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 。

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流驱动和电压驱动两类。

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。

一、填空题1.正弦脉冲宽度调制(SPWM)电路中，调制波为。

2.有源逆变电路中控制角α与逆变角β之间的关系应该是。

3 在电力电子器件中，有电流控制型器件，电压控制型器件，GTO为器件。

4. 晶闸管的导通条件是，，门极正偏，阳极电流大于维持电流 .5. 在PWM控制中，载波比为。

6. 电力电子器件的损耗主要有、断态损耗和开关损耗。

7.三相桥式全控整流电路中，同一相两个晶闸管的触发脉冲相位关系为。

8. PWM控制电路中，异步调制是。

9.单相全控桥式整流电路，纯电阻负载，脉冲的移相范围是。

10.直流斩波电路的三种控制方式为频率调制，和混合调制。

11.在交--交变频电路中，阻感负载。

在逻辑无环流情况下，哪组桥工作，由方向决定。

12. 三相半波整流电路的自然换相点（α=0o，触发脉冲始发点）是。

13. 无源逆变电路多重化的目的是。

14.电力电子电路中的换相方式主要有强迫换相，电网换相，器件换相，。

15.零电流开关是开关关断前迫使其降为零，则不会产生损耗和噪声。

二.简答题：（共4题，每题5分，计20分）1.什么是电压型逆变电路，有什么特点？2.试述单相交流调压电路与单相交流电力电子开关的异同。

3.有源逆变电路中，什么是逆变失败？原因是什么？（至少写出两种）3.画出IGBT关断缓冲吸收电路的原理图，并简述其过压保护原理。

三. 波形分析：1.单相全控桥式整流电路如下图所示，U2=100V，负载中R=1Ω，L极大，反电势E=60V，当α=30°时，作出ud ，id, i2,uVT1的波形；2.单相桥式矩形波逆变电路，RL负载，1800导电型，作出u G1u G4、u G2u G3、u o、i o波形。

四、分析计算题1.在下图所示的降压斩波电路中，已知E=100V，R=1Ω，L值极大，E M=30V，采用脉宽调制方式，当T=50μS，t on=30μS时①计算输出电压平均值U o 、输出电流平均值I o 。

电力电子复习资料一、简答题1、晶闸管导通和关断的条件是什么？解：晶闸管导通条件是：1）晶闸管阳极和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。

在晶闸管导通后，门极就失去控制作用，欲使其关断，只需将流过晶闸管的电流减小到其维持电流以下，可采用阳极加反向电压、减小阳极电压或增大回路阻抗等方式。

2、有源逆变实现的条件是什么？（1）晶闸管的控制角大于90度，使整流器输出电压Ud为负（2）整流器直流侧有直流电动势，其极性必须和晶闸管导通方向一致，其幅值应大于变流器直流侧的平均电压3、什么是逆变失败，造成逆变失败的原因有哪些？如何防止逆变失败?4、电压型逆变器与电流型逆变器各有什么样的特点？答：按照逆变电路直流测电源性质分类，直流侧是电压源的称为逆变电路称为电压型逆变电路，直流侧是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：①直流侧为电压源，或并联有大电容，相当于电压源。

直流侧电压基本无脉动，直流回路呈现低阻抗。

②由于直流电压源的钳位作用，交流侧输出电压波形为矩形波，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。

③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。

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。

直流侧电流基本无脉动，直流回路呈现高阻抗。

②电路中开关器件的作用仅是改变直流电流的流通路径，因此交流侧输出电流为矩形波，并且与负载阻抗角无关。

而交流侧输出电压波形和相位则因负载阻抗情况的不同而不同。

③当交流侧为阻感负载时需要提供无功功率，直流侧电感起缓冲无功能量的作用。

因为反馈无功能量时直流电流并不反向，因此不必像电压型逆变电路那样要给开关器件反并联二极管。

5、换流方式有哪几种？分别用于什么器件？6、画出GTO,GTR ,IGBT,MOSFET 四种电力电子器件的符号并标注各引脚名称7、单相全波与单相全控桥从直流输出端或从交流输入端看均是基本一致的，两者的区别？答：区别在于是：1）、单相全波可控整流电路中变压器的二次绕组带中心抽头，结构复杂；2）、单相全波可控整流电路中只用2个晶闸管，比单相全控桥式可控整流电路少数民族个，相应地，晶闸管的门极驱动电路也少数民族个；但是在单相全波可控整流电路中，晶闸管承受的最大电压为22U 2，是单相全控桥式整流电路的确倍；3）、单相全波可控整流电路中，导电回路只含1个晶闸管，比单相桥少1个，因而也少了一次管压降。

电力电子技术总复习第一章绪论1、电子开关型电力电子变换有哪四种基本类型？2、第二章课本P6电力电子的应用：要知道是何种电力电子技术的应用。

第二章电力电子器件1、器件按控制方式分为：什么是半控器件？晶闸管是：它的派生类包括：什么是全控器件？它包括：全控器件中，开关频率最高的是：应用最广泛的是：大功率场合广泛应用的是：存在二次击穿现象的器件是：驱动功率小的器件是：2、器件按驱动方式分：SCR、GTR、GTO是：IGBT、MOSFET是：3、SCR在门极开路的情况下正向导通的原因是：在实际应用中为保证SCR的可靠导通脉冲宽度由那个参数决定？用万用表如何区分SCR的三个极？SCR门极所加最高电压、电流、或平均功率超过允许值时会发生：门极所加最高反向电压超过10V以上会造成：第三章整流电路1、什么是控制角？导通角？相位控制方式？2、阻性负载下单相半波、单相桥式、单相全波、三相半波、三相桥式整流电路的移相范围为：阻感负载下为：3、三相桥式整流电路的共阴极组的三只管子脉冲互差：同一相的两个管子脉冲互差：管子的导通顺序为：每只管子工作多少度：4、掌握各种整流电路的计算公式：U d、I d I VT I TA V U FM I2掌握u d i d i vt1u vti的波形画法5、掌握三相桥式整流电路考虑变压器漏抗下的计算：ΔU d、I d U d6、单相半波、单相桥式、单相全波、三相半波、三相桥式整流电路整流输出电压脉动次数分别为：如果脉动次数是12那么，输出电压的最低次谐波是：交流侧最低次谐波是：脉动次数越高，最低次谐波的次数就越，可使尺寸及体积减小。

7、整流电路多重化的主要目的是什么？如何实现？8、何为逆变失败？最小逆变角是：第四章逆变电路1、有源逆变和无源逆变电路有何不同？2、什么是换流？换流方式有哪些？各有何特点？3、什么是电压逆变型和电流逆变型电路？两者各有何特点？4、会画三相电压型桥式逆变电路的工作波形。

《电力电子技术》复习资料一 电力电子器件1. 要点：① 半控器件：晶闸管（SCR ）全控器件：绝缘栅双极型晶体管（IGBT ）、电力晶体管（GTR ）、 门极关断晶闸管（GTO ）、电力场效应管（MOSEFT ） 不可控器件：电力二极管各器件的导通条件、关断方法、电气符号及特点。

②注意电流有效值与电流平均值的区别： 平均值：整流后得到的直流电压、电流。

有效值：直流电压、电流所对应的交流值。

波形系数：K f =有效值/平均值 。

③电力电子技术器件的保护、串并联及缓冲电路： du /dt ：关断时，采用阻容电路（RC ）。

di/dt ：导通时，采用电感电路。

二 整流电路1. 单相半波电路：① 注意电阻负载、电感负载的区别： ② 有效值与平均值的计算：平均值：整流后得到的直流电压、电流。

21cos 0.452d U U α+=d d U I R=有效值：直流电压、电流所对应的交流值。

U U =U I R = 波形系数：电流有效值与平均值之比。

f dIk I =② 注意计算功率、容量、功率因数时要用有效值。

③ 晶闸管的选型计算：Ⅰ求额度电压：2TM U =，再取1.5~2倍的裕量。

Ⅱ 求额度电流（通态平均电流I T （AV ）） 先求出负载电流的有效值（f d I k I =）； →求晶闸管的电流有效值（I T =I ）；→求晶闸管的电流平均值（()/T AV T f I I k =），再取1.5~2倍裕量。

2. 单相全桥电路负载：①注意电阻负载、电感负载和反电动势负载的区别： ② 电阻负载的计算：α移相范围：0~π负载平均值：整流后得到的直流电压、电流。

（半波的2倍）21cos 0.92d U U α+=d d U I R=负载有效值：直流电压、电流所对应的交流值。

U U =U I R = 晶闸管:电流平均值I dT 、电流有效值I T :dT d12I I =T I =③ 电感负载的计算：Ⅰ加续流二极管时，与电阻负载相同。

一、填空1.1 电力变换可分为以下四类：交流变直流、直流变交流、直流变直流和交流变交流。

1.2 电力电子器件一般工作在 开关 状态。

1.3 按照电力电子器件能够被控制电路信号所控制的程度，可将电力电子器件分为： 半控 型器件， 全控型器件，不可控器件等三类。

1.4 普通晶闸管有三个电极，分别是 阳极 、 阴极 和 门极1.5 晶闸管在其阳极与阴极之间加上 正向 电压的同时，门极上加上 触发 电压，晶闸管就导通。

1.6 当晶闸管承受反向阳极电压时，不论门极加何种极性解发电压，管子都将工作在 截止 状态。

1.7 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 。

1.8 电力电子器件组成的系统，一般由 控制电路 、 驱动电路 和 主电路 三部分组成 1.9 电力二极管的工作特性可概括为 单向导电性 。

1.10 多个晶闸管相并联时必须考虑 均流 的问题，多个晶闸管相串联时必须考虑 均压 的问题。

1.11 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 电流驱动 和电压驱动 两类。

2.1 单相半波可控整流电阻性负载电路中，控制角a 的最大移相范围是︒180~0。

2.1 单相桥全控整流电路中，带纯阻负载时，a 角的移相范围是︒180~0，单个晶闸管所所承受的最大反压为22u ，带阻感负载时，a 角的移相范围是︒90~0，单个晶闸管所所承受的最大反压为22u2.3 三相半波可控整流电路中的三个晶闸管的触发脉冲相位相序依次互差︒120，单个晶闸管所承受的最大反压为26u ，当带阻感负载时，a 角的移相范围是2~0π2.4 逆变电路中，当交流侧和电网边结时，这种电路称为 有源逆变电路 ，欲现实有源逆变，只能采用全控电路，当控制角20π<<a 时，电路工作在 整流 状态，ππ<<a 2时，电路工作在 逆变 状态。

第一章文档仅供学习参考，请无作他用。

注释：许多高校（Eg：嘉应学院）考试出题，题库。

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。

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。

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。

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。

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 。

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流驱动和电压驱动两类。

19.为了利于功率晶体管的关断，驱动电流后沿应是负脉冲。