下载文档原格式
电力电子技术复习题填空题1.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。
°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.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）9.普通晶闸管内部有两个 PN结，外部有三个电极，分别是阳极A 、阴极K 和门极G 。
10.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。
11.晶闸管的工作状态有正向阻断状态，正向导通状态和反向阻断状态。
12.当增大晶闸管可控整流的控制角α，负载上得到的直流电压平均值会减小。
13.晶体管触发电路的同步电压一般有正弦波同步电压和锯齿波电压。
14.按负载的性质不同，晶闸管可控整流电路的负载分为电阻性负载，电感性负载和反电动势负载三大类。
15.双向晶闸管的触发方式有Ⅰ+、Ⅰ-、Ⅲ＋、Ⅲ-四种16.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。
17.三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°。
电力电子实验报告学院名称电气信息学院专业班级电气自动化03班学号学生姓名指导教师实验一电力晶体管(GTR)驱动电路研究一．实验目的1．掌握GTR对基极驱动电路的要求2．掌握一个实用驱动电路的工作原理与调试方法二．实验内容1．连接实验线路组成一个实用驱动电路2．PWM波形发生器频率与占空比测试3．光耦合器输入、输出延时时间与电流传输比测试4．贝克箝位电路性能测试5．过流保护电路性能测试三．实验线路四．实验设备和仪器1．MCL-07电力电子实验箱2．双踪示波器3．万用表4．教学实验台主控制屏五．实验方法1．检查面板上所有开关是否均置于断开位置2．PWM波形发生器频率与占空比测试（1）开关S1、S2打向“通”，将脉冲占空比调节电位器RP顺时针旋到底，用示波器观察1和2点间的PWM波形，即可测量脉冲宽度、幅度与脉冲周期，并计算出频率f与占空比D当S2通，RP右旋时：当S2断，RP右旋时：当S2通，RP左旋时：当S2断，RP左旋时：（2）将电位器RP左旋到底，测出f与D。
（3）将开关S2打向“断”，测出这时的f与D。
（4）电位器RP顺时针旋到底，测出这时的f与D。
（5）将S2打在“断”位置，然后调节RP，使占空比D=0.2左右。
3．光耦合器特性测试（1）输入电阻为R1=1.6K 时的开门，关门延时时间测试a．将GTR单元的输入“1”与“6”分别与PWM波形发生器的输出“1”与“2”相连，再分别连接GTR单元的“3”与“5”，“9”与“7”及“6”与“11”，即按照以下表格的说明连线。
b．GTR单元的开关S1合向“”，用双踪示波器观察输入“1”与“6”及输出“7”与“11”之间波形，记录开门时间ton（含延迟时间td和下降时间tf）以及关门时间toff（含储存时间ts和上升时间tr）对应的图为：（2）输入电阻为R2=150 时的开门，关门延时时间测试将GTR单元的“3”与“5”断开，并连接“4”与“5”，调节电位器RP顺时针旋到底（使RP短接），其余同上，记录开门、关门时间。
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。
第二章：1.晶闸管的动态参数有断态电压临界上升率du/dt和通态电流临界上升率等，若du/dt过大，就会使晶闸管出现_ 误导通_，若di/dt过大，会导致晶闸管_损坏__。
2.目前常用的具有自关断能力的电力电子元件有电力晶体管、可关断晶闸管、功率场效应晶体管、绝缘栅双极型晶体管几种。
简述晶闸管的正向伏安特性？答: 晶闸管的伏安特性正向特性当IG=0时，如果在器件两端施加正向电压，则晶闸管处于正向阻断状态，只有很小的正向漏电流流过。
如果正向电压超过临界极限即正向转折电压Ubo，则漏电流急剧增大，器件开通。
随着门极电流幅值的增大，正向转折电压降低，晶闸管本身的压降很小，在1V左右。
如果门极电流为零，并且阳极电流降至接近于零的某一数值IH以下，则晶闸管又回到正向阻断状态，IH称为维持电流。
3.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。
4.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，属于半控型器件的是 SCR 。
5.晶闸管的擎住电流IL答：晶闸管刚从断态转入通态并移除触发信号后，能维持导通所需的最小电流。
6.晶闸管通态平均电流I T(AV)答：晶闸管在环境温度为40 C和规定的冷却状态下，稳定结温不超过额定结温时所允许流过的最大工频正弦半波电流的平均值。
标称其额定电流的参数。
7.晶闸管的控制角α（移相角）答：从晶闸管开始承受正向阳极电压起到施加触发脉冲止的电角度,用a表示,也称触发角或控制角。
8.常用电力电子器件有哪些？答：不可控器件：电力二极管。
半控型器件：晶闸管。
全控型器件：绝缘栅双极晶体管IGBT，电力场效应晶体管（电力MOSFET），门极可关断晶闸管（GTO），电力晶体管。
电力晶体管（GTR）电力晶体管（GTR）术语用法：电力晶体管（Giant Transistor—GTR，直译为巨型晶体管）耐高电压、大电流的双极结型晶体管（Bipolar Junction Transistor—BJT），英文有时候也称为Power BJT在电力电子技术的范围内，GTR与BJT这两个名称等效应用20世纪80年代以来，在中、小功率范围内取代晶闸管，但目前又大多被IGBT和功率MOSFET取代1. GTR的结构和工作原理基本原理与普通的双极结型晶体管是一样的主要特性是耐压高、电流大、开关特性好通常采用至少由两个晶体管按达林顿接法组成的单元结构采用集成电路工艺将许多这种单元并联而成分为NPN和PNP两种结构，一般为NPN结构，PNP结构耐压低，2. GTR的基本特性（1）静态特性共发射极接法时的典型输出特性分为：截止区、有源区（放大区）和饱和区电力电子电路中GTR工作在开关状态，即工作在截止区或饱和区。
在截止区和饱和区之间过渡时，要经过有源区UCEO为基极开路时集、射极之间的击穿电压；UCES为基极和发射极短接时集、射极之间的击穿电压；UCEX为发射极反偏时集、射极之间的击穿电压；UCBO为发射极开路时集电极与基极之间的击穿电压（a）GTR共射接法（b）共射接法输出特性（a）截止区（又称阻断区）iB＝0，开关处于断态GTR承受高电压而仅有极小的漏电流存在集电结反偏UBC<0，发射结反偏UBE<0 ；或集电结反偏UBC<0 ，发射结偏压为零UBE=0（b）有源区（又称放大区或线性区）iC与iB之间呈线性关系，特性曲线近似平直UBC<0，UBE>0对于工作于开关状态的GTR来说，应当尽量避免工作于有源区，否则功耗很大，要快速通过有源区，实现截止与饱和之间的状态转换。
（c）饱和区开关处于通态，iB变化时，iC不再随之变化导通电压和电流增益均很小UBC>0，UBE>0（d）准饱和区指有源区与饱和区之间的一段区域，即特性曲线明显弯曲的部分iC与iB之间不再呈线性关系，UBC<0，UBE>0 （e）失控区当UCE 超过一定值时，晶体管进入失控区，会导致雪崩击穿。
功率晶体管（GTR）的特性功率晶体管（GTR）具有控制方便、开关时间短、通态压降低、高频特性好、安全工作区宽等优点。
但存在二次击穿问题和耐压难以提高的缺点，阻碍它的进一步发展。
—、结构特性1、结构原理功率晶体管是双极型大功率器件，又称巨型晶体管或电力勗体管，简称GTR。
它从本质上讲仍是晶体管，因而工作原理与一般晶体管相同。
但是，由于它主要用在电力电子技术领域，电流容量大，耐压水平高，而且大多工作在开关状态，因此其结构与特性又有许多独特之处。
对GTR的要求主要是有足够的容量、适当的增益、较高的速度和较低的功耗等。
由于GTR电流大、功耗大，因此其工作状况出现了新特点、新问题。
比如存在基区大注入效应、基区扩展效应和发射极电流集边效应等，使得电流增益下降、特征频率减小，导致局部过热等，为了削弱这种影响，必须在结构上采取适当的措施。
目前常用的GTR器件有单管、达林顿管和模块三大系列。
三重扩散台面型NPN结构是单管GTR的典型结构，其结构和符号如图1所示。
这种结构的优点是结面积较大，电流分布均匀，易于提高耐压和耗散热量；缺点是电流增益较低，一般约为10~20g。
图1、功率晶体管结构及符号图2、达林顿GTR结构(a)NPN-NPN型、(b)PNP-NPNxing达林顿结构是提高电流增益的一种有效方式。
达林顿GTR由两个或多个晶体管复合而成，可以是PNP或NPN型，如图2所示，其中V1为驱动管，可饱和，而V2为输出管，不会饱和。
达林顿GTR的电流增益β大大提高，但饱和压降VCES也较高且关断速度较慢。
不难推得IC=ΒIB1.VCES= VCES1+VCES2（其中β≈β1β2）目前作为大功率开关应用最多的是GTR模块。
它是将单个或多个达林顿结构GTR及其辅助元件如稳定电阻、加速二极管及续流二极管等，做在一起构成模块，如图3所示。
为便于改善器件的开关过程或并联使用，有些模块的中间基极有引线引出。
GTR模块结构紧凑、功能强，因而性能价格比大大提高。
电⼒电⼦技术复习题3.0（已补答案）⼀、填空题1、写出下列电⼒电⼦器件的简称：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。
2、双向晶闸管的图形符号是；3个电极分别是第⼀阳极T1，第⼆阳极T2，门极G。
3、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。
4、从晶闸管开始承受正向电压起到晶闸管导通之间的电⾓度称为控制⾓，⽤α表⽰。
5、普通晶闸管的图形符号是，三个电极分别是阳极A，阴极K和门极G。
6、直流斩波电路在改变负载的直流电压时，常⽤的控制⽅式有等频调宽控制、等宽调频控制、脉宽与频率同时控制三种。
7、在单相交流调压电路中，负载为电阻性时移相范围是0→π，负载是阻感性时移相范围是。
8、型号为KS100-8的元件表⽰双向晶闸管、它的额定电压为800伏、额定有效电流为100 安。
9、KP5-7E表⽰额定电流为5A，额定电压为是700V的普通晶闸管。
10、只有当阳极电流⼩于最⼩维特电流时，晶闸管才会由导通转为截⽌。
11、整流是把交流电变换为直流电的过程；逆变是把直流电变换为交流电的过程。
12、逆变电路分为有源逆变电路和⽆源逆变电路两种。
13、逆变⾓β与控制⾓α之间的关系为α=π- β。
14、三相半波可控整流电路，输出到负载的平均电压波形脉动频率为150 H Z；三相全控桥整流电路，输出到负载的平均电压波形脉动频率为300 H Z。
15、KP50-7表⽰额定电流为50A，额定电压为是700 V的普通晶闸管。
16、三相桥式全控整流电路是由⼀组共阴极三只晶闸管和⼀组共阳极的三只晶闸管串联后构成的，晶闸管的换相是在同⼀组内的元件进⾏的。
每隔60度换⼀次相，在电流连续时每只晶闸管导通120度。
要使电路⼯作正常，必须任何时刻要有两只晶闸管同时导通，⼀个是共阴极的，另⼀个是共阳极的元件，且要求不是在同⼀桥臂上的两个元件。
17、请在正确的空格内标出下⾯元件的简称：电⼒晶体管；可关断晶闸管；功率场效应晶体管；绝缘栅双极型晶体管。
