1.2门极可关断晶闸管GTO 4.2 大功率晶体管GTR

电力电子技术期末复习资料考试题型：一、填空：1*20=20分二、选择：2*15=30分三、判断：1*10=10分四、简答题：5*3=15分四、计算题：10+15=25分1、电力晶体管GTR ；门极可关断晶闸管 GTO ；功率场效应晶体管MOSFET ；绝缘栅双极型晶体管IGBT ；2、电力电子器件一般工作在__开关__状态。

3、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__。

4、按照能够被控制电路信号所控制的程度，电力电子器件可以分为全控型、半控型、不可控型器件5、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。

6、电力电子器件的功率损耗的有通态损耗、断态损耗、开关损耗7、三相桥式全控整流电路晶闸管的导通顺序为VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT68、肖特基二极管的开关损耗_小于_快恢复二极管的开关损耗。

9、晶闸管的基本工作特性可概括为 __正向电压门极有触发则导通、反向电压则截止__ 。

10.对同一晶闸管，维持电流IH与擎住电流I L在数值大小上有IL__大于__IH。

11、交流-交流变流电路就是把一种形式的交流电变成另一种形式的交流电的电路12、在整流电路的负载两端并联一个二极管，称为续流二极管13、三相桥式全控整流电路中共阴极组VT1、VT3、VT5的脉冲依次差120014.逆变就是把直流电变成交流电的过程。

15.电流从一个支路向另一个支路转移的过程，也称为换相。

16、当晶闸管承受反向电压时，不论门极是否有触发电流，晶闸管都不会导通17.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__。

18、按逆变后能量馈送去向不同来分类，电力电子元件构成的逆变器可分为有源逆变器与无源逆变器两大类。

《电力电子技术》试卷A一、填空（每空1分，36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；可关断晶闸管GTO；功率场效应晶体管MOSFET；绝缘栅双极型晶体管IGBT ；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。

二、判断题,（每题1分，10分）（对√、错×）1、在半控桥整流带大电感负载不加续流二极管电路中，电路出故障时会出现失控现象。

（√）2、在用两组反并联晶闸管的可逆系统，使直流电动机实现四象限运行时，其中一组逆变器工作在整流状态，那么另一组就工作在逆变状态。

（×）3、晶闸管串联使用时，必须注意均流问题。

（×）4、逆变角太大会造成逆变失败。

（×）5、并联谐振逆变器必须是略呈电容性电路。

模拟题（1）一、填空题(每小空1分，共13分)1．正弦脉宽调制（SPWM）技术运用于电压型逆变电路中，当改变_ _ 调制比可改变逆变器输出电压幅值；改变_ 调制波频率可改变逆变器输出电压频率；改变_ 载波频率可改变开关管的工作频率。

2.将直流电能转换为交流电能又馈送回交流电网的逆变电路称为有源逆变器。

3. 晶闸管变流器主电路要求角发电路的触发脉冲应具有一定的宽度，且前沿尽可能陡。

4. 电流型逆变器中间直流环节以电感贮能。

5. 在PWM斩波器中，电压比较器两个输入端信号分别是三角波信号和直流信号6 . 三相半波可控整流电路中的三个晶闸管的触发脉冲相位按相序依次互差120°。

7.在实际应用中，双向晶闸管常采用__Ⅰ+和Ⅲ-_两种触发方式。

8.控制角α与逆变角β之间的关系为β=л-α。

二、单项选择题(每小题2分，共30分。

从每小题的四个备选选答案，选出一个正确答案，并将正确答案的填在题干后面的括号。

)1．在型号为KP10-12G中，数字10表示（B ）。

A.额定电压10VB.额定电流10AC.额定电压1000VD.额定电流1000A 2．下列电路中，不可以实现有源逆变的有（B）。

A.三相半波可控整流电路B.三相桥式半控整流电路C.单相桥式可控整流电路D.单相全波可控整流电路外接续流二极管3.整流变压器漏抗对电路的影响有（A ）。

A.整流装置的功率因数降低B.输出电压脉动减小C.电流变化缓和D.引起相间短路4．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（ B ）①一次击穿 ②二次击穿 ③临界饱和 ④反向截止5．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( B )①大功率三极管 ②逆阻型晶闸管 ③双向晶闸管 ④可关断晶闸管6.已经导通了的晶闸管可被关断的条件是流过晶闸管的电流（A ）①减小至维持电流I H 以下 ②减小至擎住电流I L 以下③减小至门极触发电流I G 以下 ④减小至5A 以下7. 单相半波可控整流电路中，晶闸管可能承受的反向峰值电压为（ B ）①U 2 ②22U ③222U ④26U8. 单相半控桥电感性负载电路中，在负载两端并联一个续流二极管的目的是（ D ）①增加晶闸管的导电能力 ②抑制温漂③增加输出电压稳定性 ④防止失控现象的产生9. 三相全控桥式变流电路工作于有源逆变状态，输出电压平均值U d 的表达式是（ A ）①U d =- 2.34U 2cos β ②U d =1.17U 2cos β③U d = 2.34U 2cos β ④U d =-0.9U 2cos β10. 若减小SPWM逆变器输出电压基波幅值，可采用的控制方法是（C）①减小三角波频率②减小三角波幅度③减小输入正弦控制电压幅值④减小输入正弦控制电压频率11. 当晶闸管承受反向阳极电压时，不论门极加何种极性触发电压，管子都将工作在( B )A.导通状态B.关断状态C.饱和状态D.不定12. 单相半波可控整流电阻性负载电路中，控制角α的最大移相围是( D )A.90°B.120°C.150°D.180°13. 单相全控桥式整流大电感负载电路中，控制角α的移相围是( A )A.0°～90°B.0°～180°C.90°～180°D.180°～36014.在大电感负载三相全控桥中，当α=90°时，整流电路的输出是( B )A.U2B.0C.1.414U2D.1.732U215．单结晶体管同步振荡触发电路中，改变R e能实现（A）。

电⼒电⼦题库含答案1．⼀型号为KP10-7的晶闸管，U TN= 700V I T(A V)= 10A 。

1 2．中间直流侧接有⼤电容滤波的逆变器是电压型逆变器，交流侧输出电压波形为矩形波。

3．晶闸管串联时，给每只管⼦并联相同阻值的电阻R是__均压______措施。

4．在SPWM的调制中，载波⽐是载波频率和调制波频率的⽐值。

5．考虑变压器漏抗的可控整流电路中，在换相过程期间，两个相邻的晶闸管同时导通，对应的电⾓度称为换相重叠⾓。

6．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。

7．三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150°。

8．三相全控桥电路有 6 只晶闸管，应采⽤宽脉冲或双窄脉冲才能保证电路⼯作正常。

电压连续时每个管导通120 度，每间隔60 度有⼀只晶闸管换流。

接在同⼀桥臂上两个晶闸管触发脉冲之间的相位差为180°。

9．型号为KP100-8的晶闸管其额定参数为：额定电压800v，额定电流100 A 。

10．考虑变压器漏抗的可控整流电路中，在换相过程期间，两个相邻的晶闸管同时导通，对应的电⾓度称为换相重叠⾓11．抑制过电压的⽅法之⼀是⽤_电容__吸收可能产⽣过电压的能量，并⽤电阻将其消耗。

⽽为抑制器件的du/dt和di/dt，减⼩器件的开关损耗，可采⽤接⼊缓冲电路的办法。

12．在交-直-交变频电路中，中间直流环节⽤⼤电容滤波，则称之为电压型逆变器，若⽤⼤电感滤波，则为电流型逆变器。

13．锯齿波触发电路由脉冲形成环节、锯齿波的形成和脉冲移相环节、同步环节、双窄脉冲形成环节构成。

14．若输⼊相电压为U2，单相桥式电路的脉冲间隔= 180 ，晶闸管最⼤导通=θ180 ，晶闸管承受的最⼤电压U dm= 0.9U2 , 整流电压脉动m a x次数m= ; 三相半波电路的脉冲间隔= 120 , 晶闸管最⼤导通θ150 ，晶闸管承受的最⼤电压U dm= 1.17U2 ,整流电压脉动次数=m axm= ;15．GTO、GTR、MOSFET、IGBT分别表⽰：可关断晶闸管、电⼒晶体管、电⼒场效应晶体管、绝缘栅双极晶体管16．在三相半波可控整流电路中，电感性负载，当控制⾓⼤于30°时，输出电压波形出现负值，因⽽常加续流⼆级管。

典型全控型器件的介绍班级学号 :姓名日期一．门极可关断晶闸管1.1门极可关断晶闸管的简介门极可关断晶闸管简称GTO,是一种全控型的晶闸管。

其主要特点为，当栅极加负向触发信号时晶闸管能自行关断，保留了普通晶闸管耐压高、电流大等优点，以具有自关断能力，使用方便，是理想的高压、大电流开关器件。

GTO的容量及使用寿命均超过巨型晶体管（GTR），只是工作频纺比GTR低。

目前，GTO 已达到3000A、4500V的容量。

大功率可关断晶闸管已广泛用于斩波调速、变频调速、逆变电源等领域，显示出强大的生命力。

1.2门极可关断晶闸管的结构和工作原理GTO是PNPN四层半导体结构，外部引出阳极，阴极和门极，是多元件的功率集成器件，内部由许多的GTO元的阳极和门极并联在一起。

其工作原理可用双晶体管来分析P1N1P1和N1P2N2构成的两个晶体管V1,V2分别具有共基极电流增益α1和α2，普通的晶体管分析，α1+α2=1是器件的临界导电条件，当α1+α2>1时2，当α1+α2<1时不能维持饱和导通而关断。

1.3 GTO的驱动方式及频率当信号要求可关断晶闸管导通时，驱动电路提供上升率足够大的正栅极脉冲电流（其幅度视晶闸管容量不同在0.1到几安培范围内），其正栅极脉冲宽度应保证门极关断晶闸管可靠导通。

当信号要求门极关断晶闸管关断时，驱动电路提供上升率足够大的负栅极脉冲电流，脉冲幅度要求大于可关断晶闸管阳极电流的五分之一，脉冲宽度应大于可关断晶闸管的关断时间和尾部时间。

根据对驱动门极关断晶闸管的特性、容量、应用场合、电路电压、工作频率、可靠性要求和性价比等方面的不同要求，有多种形式的栅极驱动电路。

1.4存在的问题及其最新的发展GTO在使用中，导通时的管压降较大，增加了通态损耗。

对关断负脉冲的要求较高，门极触发电路需要严格设计，否则易在关断过程中烧毁管子。

门极电流应大于元件的擎住电流IL;正负触发脉冲其前沿要陡，后沿要平缓，中小功率电路上升沿小于0.5μs ，大功率电路小于1μs ；门极电路电阻要小，以减小脉冲源内阻由于多元集成，对制造工艺提出极高的要求，它要求必须保持所有GTO元特性一致，开通或关断速度不一致，会使GTO元因电流过大而损坏。

1.IGBT 的开启电压UGE （th ）随温度升高而略有下降，开关速度小于电力MOSFET 。

2.在如下器件：电力二极管（Power Diode ）、晶闸管（SCR ）、门极可关断晶闸管（GTO ）、电力晶体管（GTR ）、电力场效应管（电力MOSFET ）、绝缘栅双极型晶体管（IGBT ）中，属于不可控器件的是电力二极管，属于半控型器件的是晶闸管，属于全控型器件的是GTO GTR 电力MOSFET IGBT ；属于单极型电力电子器件的有电力MOSFET ，属于双极型器件的有电力二极管 晶闸管 GTO GTR ，属于复合型电力电子器件得有 IGBT _；在可控的器件中，容量最大的是_晶闸管_，工作频率最高的是电力MOSFET ，属于电压驱动的是电力MOSFET 、IGBT ，属于电流驱动的是晶闸管、GTO 、GTR 。

3.电阻负载的特点是_电压和电流成正比且波形相同_。

阻感负载的特点是_流过电感的电流不能突变，在单相半波可控整流带阻感负载并联续流二极管的电路中，晶闸管控制角α的最大移相范围是__0-180O _ ，其承受的最大正反向2__，续流二极管承受的最大反向电压为2_（设U 2为相电压有效值）。

4.单相桥式全控整流电路中，带纯电阻负载时，α角移相范围为0-180O ，单个晶闸管所承受的最大正向电压和反向电222；带阻感负载时，α角移相范围为0-90O ，单个晶闸管所承受的最大正向电压和反向电压分别22；带反电动势负载时，欲使电阻上的电流不出现断续现象，可在主电路中直流输出侧串联一个平波电抗器。

5.单相全控桥反电动势负载电路中，当控制角α大于不导电角δ时，晶闸管的导通角θ =π-α-δ; 当控制角α小于不导电角 δ 时，晶闸管的导通角 θ = π-2δ。

6.电阻性负载三相半波可控整流电路中，晶闸管所承受的最大正向电压UFm 2，晶闸管控制角α的最大移相范围是0-150o ，使负载电流连续的条件为o 30≤α(U2为相电压有效值)。