电力电子复习材料及答案解析

电力电子必胜绪论填空题：1.电力电子技术是使用________器件对电能进行________的技术。

2.电能变换的含义是在输入与输出之间，将________、________、________、________、________中的一项以上加以改变。

3.电力变换的四大类型是：________、________、________、________。

4. 在功率变换电路中，为了尽量提高电能变换的效率，所以器件只能工作在________状态，这样才能降低________。

5. 电力电子器件按照其控制通断的能力可分为三类，即: ________、________、________。

6. 电力电子技术的研究内容包括两大分支：________________ 技术和________技术。

7.半导体变流技术包括用电力电子器件构成_____________电路和对其进行控制的技术，以及构成________装置和________系统的技术。

8.电力电子技术是应用在________领域的电子技术。

9.电力电子技术是一门由________、________、________三个学科交叉形成的新的边缘技术学科。

简答题1. 什么是电力电子技术？2. 电能变换电路的有什么特点？机械式开关为什么不适于做电能变换电路中的开关？3. 电力变换电路包括哪几大类？电力电子器件填空题：1.电力电子器件一般工作在________状态。

2.在通常情况下，电力电子器件功率损耗主要为________，而当器件开关频率较高时，功率损耗主要为________。

3.电力电子器件组成的系统，一般由________、________、________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________。

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________、________、________三类。

5.按照器件能够被控制的程度，电力电子器件可分为以下三类：、和。

第一章复习题1.使晶闸管导通的条件是什么答：当晶闸管承受正向电压时，仅在门极有触发电流的情况下晶闸管才能导通。

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：（1）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。

（2）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以下，即降到维持电流以下，便可使导通的晶闸管关断。

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：（1）GTO在设计时，a2较大，这样晶体管v2控制灵敏，易于GTO关断；（2）GTO导通时a1+a2的更接近于1，普通晶闸管a1+a2≥，而GTO则为约等于，GTO 的饱和程度不深，接近于临界饱和，这样为门极控制提供了有利条件；（3）多元集成结构每个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。

4．如何防止电力MOSFET因静电感应引起的损坏答：（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。

,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。

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。

电力电子技术课后复习题（全面）1、电力电子技术是一种利用电力电子器件对电能进行控制、转换、和传输的技术。

2、电力电子技术包括电力电子器件、电路和控制三大部分。

3、电力电子技术的基本转换形式和功能：整流电路----AC/DC----整流器直流斩波----DC/DC----斩波器逆变电路----DC/AC----逆变器交流电路----AC/AC----变频器4、电力电子器件是指在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。

5、广义上，电力电子器件也可分为电真空器件和半导体器件。

6、按照器件能够被控制电路信号所控制的程度的程度进行分类：不可控器件---------电力二极管（功率二极管PD）半控型器件---------晶闸管(SCR)全控型器件---------电力晶体管（GTR）7、全控型器件也称自关断器件。

代表元件：门极可关断晶闸管（GTO）、电力晶体管（GTR）、电力场效应晶体管（MOSFET）、绝缘栅双极晶体管（IGBT）。

8、按照驱动电路加在器件控制端和公共端之间信号的性质进行分类：电流驱动型：晶闸管、门极可关断晶闸管、电力晶体管等。

电压驱动型：电力场效应晶体管、绝缘栅双极晶体管等。

9、按照器件内部电子和空穴两种载流子参与导电的情况分类：双极型器件:电力二极管、晶闸管、门极可关断晶闸管、电力晶体管单极型器件：电力场效应晶体管。

复合型器件：绝缘栅双极晶体管。

10、功率二极管（PD）又称电力二极管，也称半导体整流器。

其基本结构与普通二极管一样。

有螺栓型和平板型两种封装。

正平均电流I F(A V): 电流最大有效值I 11．功率二极管的测试：用万用表的Rx100或Rx1测量。

【注】严禁用兆欧表测试功率二极管。

选择二极管时要考虑耗散功率。

不可控器件------功率二极管（电力二极管）12、功率二极管的主要类型：普通二极管、快速恢复二极管、肖特基二极管。

13、半控型器件----晶闸管（SCR）是硅晶体闸流管的简称，又称为可控硅整流器。

一、填空题绪论1、电力变换的四大类整流、直流斩波、交流电力控制变频变相和逆变。

第二章1、电力电子器件一般都工作在开关状态。

2、电力电子器件一般是由控制电路、驱动电路和以电力电子器件为核心的主电路组。

3、电力电子器件的损耗主要为通态损耗和断态损耗，当器件的开关频率较高时，开关损耗会增大。

4、按电力电子器件能够被控制电路信号所控制的程度，可以将电力电子器件分为半控型器件、全控型器件和不可控型器件。

5、晶闸管有阳极A、阴极K和门极G。

6、电力二极管的特性是正向导通和反向截止。

7、要使晶闸管导通必须在阳极可正向电压，在门极加正向电压。

8、在晶闸管的阳极加反向电压时，不论门极加何种电压，晶闸管都截止。

9、多个晶闸管并联要考虑均流问题，多个晶闸管串联要考虑均压问题。

第二章1、单向半波可控整流电路带电阻负载时α角的移相范围0~π，阻感负载α角的移相范围是0~π/2。

2、单向桥式全控整流电路带纯电阻负载时α角的移相范围是0~π，单个晶闸管承受的最大反压是0~π/2，单个晶闸管承受的最大反压是3、三相半波可控整电路中，三个晶闸管的触发脉冲相序互差120°，单个晶闸管承受最大反压带阻感性负载时α角的移相范围是0~π/2。

4、逆变电路中，当交流侧和电网联结时称有源逆变，若要实现逆变必须要用可控整流电路，当0〈α〈π/2时，电路工作在整流状态，π/2〉α〉π时，电路工作在逆变状态。

5、使变流器工作于有源逆变状态的条件有二：①直流侧要有电动势，其极性须和晶闸管的导通方向一致，其值应大于变流电路直流侧的平均电压；②要求晶闸管的控制角α>π/2，使U d为负值。

第三章1、直流斩波电路是把直流变为直流的电路。

2、斩波电路2种最基本的电路是降压斩波和升压斩波。

3、斩波的三种控制方法是脉冲宽度调制（脉冲调宽型）、频率调制（调频型）和混合型。

4、升降压斩波电路升压的条件是1/2〈α〈1。

第四章1、改变频率的电路叫变频电路。

电力电子基础复习题答案一、选择题1. 电力电子技术主要研究的是：A. 电力系统的稳定性B. 电力系统的经济性C. 电力电子器件的工作原理D. 电力电子装置的控制策略答案：D2. 以下哪个不是电力电子器件？A. 晶闸管B. 绝缘栅双极晶体管（IGBT）C. 继电器D. 金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）答案：C3. 电力电子装置中的“电力”二字主要指的是：A. 电力系统的电力B. 电力电子器件的功率C. 电力电子装置的功率等级D. 电力电子技术的电力转换功能答案：D二、填空题1. 电力电子装置通常由______、______和______三部分组成。

答案：电力电子器件；控制电路；辅助电路2. 晶闸管的导通条件是______。

答案：阳极电压高于阴极电压，且门极有触发信号3. 电力电子技术在______、______和______等领域有广泛应用。

答案：工业生产；能源转换；交通运输三、简答题1. 简述电力电子技术在现代电力系统中的作用。

答案：电力电子技术在现代电力系统中的作用主要体现在提高电能的转换效率，实现电能的精确控制，以及改善电能的质量和可靠性。

它通过电力电子器件对电能进行高效转换和精确控制，满足现代电力系统对电能质量的高要求。

2. 什么是PWM控制技术？它在电力电子装置中有什么应用？答案：PWM（Pulse Width Modulation）控制技术是一种通过改变脉冲宽度来控制输出电压或电流的技术。

在电力电子装置中，PWM控制技术常用于调节直流-直流转换器、直流-交流逆变器等设备的输出，实现对电能的精确控制。

四、计算题1. 已知一个单相全桥整流电路，输入电压为220V（有效值），负载为纯电阻性负载，电阻值为100Ω，请计算输出直流电压的平均值和有效值。

答案：平均值V_avg = V_in * π/2 = 220 * π/2 ≈ 339.29V 有效值V_rms = V_avg / √2 ≈ 339.29 / √2 ≈238.75V2. 假设一个三相全控桥整流电路，输入电压为380V（线电压有效值），负载为纯电阻性负载，电阻值为50Ω，计算输出直流电压的平均值和有效值。

一、填空（每空1分）1、请在正确的空格内标出下面元件的简称：电力晶体管GTR；图形符号为；可关断晶闸管GTO；图形符号为；功率场效应晶体管MOSFET；图形符号为；绝缘栅双极型晶体管IGBT ；图形符号为；IGBT是MOSFET 和GTR的复合管。

2、晶闸管对触发脉冲的要求是要有足够的驱动功率、触发脉冲前沿要陡幅值要高和触发脉冲要与晶闸管阳极电压同步。

3、多个晶闸管相并联时必须考虑均流的问题，解决的方法是串专用均流电抗器。

4、在电流型逆变器中，输出电压波形为正弦波，输出电流波形为方波。

5、型号为KS100-8的元件表示双向晶闸管晶闸管、它的额定电压为800V伏、额定有效电流为100A。

6、180°导电型三相桥式逆变电路，晶闸管换相是在同一桥臂上的上、下二个元件之间进行；而120º导电型三相桥式逆变电路，晶闸管换相是在不同桥臂上的元件之间进行的。

7、当温度降低时，晶闸管的触发电流会增加、正反向漏电流会下降；当温度升高时，晶闸管的触发电流会下降、正反向漏电流会增加。

8、在有环流逆变系统中，环流指的是只流经逆变电源、逆变桥而不流经负载的电流。

环流可在电路中加电抗器来限制。

为了减小环流一般采控用控制角α大于β的工作方式。

9、常用的过电流保护措施有快速熔断器、串进线电抗器、接入直流快速开关、控制快速移相使输出电压下降。

（写出四种即可）10、双向晶闸管的触发方式有Ⅰ+、Ⅰ-、Ⅲ＋、Ⅲ- 四种。

11、双向晶闸管的触发方式有：I+ 触发：第一阳极T1接正电压，第二阳极T2接负电压；门极G接正电压，T2接负电压。

I- 触发：第一阳极T1接正电压，第二阳极T2接负电压；门极G接负电压，T2接正电压。

Ⅲ+触发：第一阳极T1接负电压，第二阳极T2接正电压；门极G接正电压，T2接负电压。

Ⅲ-触发：第一阳极T1接负电压，第二阳极T2接正电压；门极G接负电压，T2接正电压。

12、由晶闸管构成的逆变器换流方式有负载换流和强迫（脉冲）换流。

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。

（SCR晶闸管）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。

（I L=2~4I 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。

（GTO门极可关断晶闸管）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。

（MOSFET场效应晶体管、GTR电力晶体管、IGBT绝缘栅双极型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 。

晶体管）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。

电力电子试题及答案一、选择题1. 电力电子技术中的“电力”二字指的是：A. 电力系统B. 电力设备C. 电力变换D. 电力传输答案：C2. 以下哪个不是电力电子器件？A. 晶闸管B. 绝缘栅双极晶体管（IGBT）C. 继电器D. 金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）答案：C二、填空题1. 电力电子技术主要研究_______和_______的变换技术。

答案：电能；信息2. 电力电子装置中常用的PWM控制方式是指_______。

答案：脉冲宽度调制三、简答题1. 简述电力电子技术在现代电力系统中的作用。

答案：电力电子技术在现代电力系统中主要起到电能的高效转换和控制作用，包括电能的生成、传输、分配和利用等各个环节，能够提高电能的使用效率，减少能源损耗，实现电能的智能化管理。

2. 列举至少三种常见的电力电子变换器，并简述其主要功能。

答案：常见的电力电子变换器包括：- AC/DC变换器：将交流电转换为直流电。

- DC/AC变换器：将直流电转换为交流电。

- DC/DC变换器：在直流电系统中实现不同电压等级的转换。

四、计算题1. 已知一个理想整流电路，输入电压为正弦波形，其峰值为100V，求整流后的直流电压有效值。

答案：理想整流电路的输出直流电压有效值V_DC = (2/π) *V_peak = (2/π) * 100V ≈ 63.66V2. 假设有一个PWM控制的DC/DC变换器，其开关频率为10kHz，占空比为0.5，求输出电压的平均值。

答案：对于PWM控制的DC/DC变换器，输出电压的平均值 V_out = D * V_in，其中D为占空比，V_in为输入电压。

假设输入电压为100V，则 V_out = 0.5 * 100V = 50V。

五、论述题1. 论述电力电子技术在新能源领域的应用及其发展趋势。

答案：电力电子技术在新能源领域的应用主要包括太阳能光伏发电、风力发电等可再生能源的电能转换与控制。