电力电子技术课后复习题(较全面).docx

电力电子技术课后复习题〔较全面〕1、电力电子技术是一种利用电力电子器件对电能进展掌握、转换、和传输的技术2、电力电子技术包括电力电子器件、电路和掌握三大局部 3、电力电子技术的根本转换形式和功能： 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 沟通电路----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，实现电能的变换或掌握的电子器件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、依据器件能够被掌握电路信号所掌握的程度的程度进展分类： 不行控器件---------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、依据驱动电路加在器件掌握端和公共端之间信号的性质进展分类： 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 29、依据器件内部电子和空穴两种载流子参与导电的状况分类：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根本构造与一般二极管一样有螺栓型和平板型两种封装正平均电流IF(AV):电流最大有效值I11. 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 不行控器件 功率二极管〔电力二极管〕12、功率二极管的主要类型：一般二极管、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 可控硅整流器广泛应用于相控整流、逆变、沟通调压和直流交 换等领域于 200A 的承受平板式14、晶闸管是一种大功率半导体器件，其外形构造有塑封型、螺栓型、平板型是 4 层半导体器件，由 3 个PN 结，3 个电极即阳极 A、阴极 K 和门极 G额定电流小于 200A 的晶闸管承受螺栓式，大III (= b I )= II (= b I )Gb2 c2 2 b2b1c1 1 b115、晶闸管在构造上可以用三只二极管来代替，但可以用三只二极管代替吗，为什么？答：16、晶闸管的导通条件：（1） 晶闸管主电路加正向电压2） 晶闸管掌握电路加适宜的正向电压〔触发电压〕。

晶闸管的关断条件：阳极电流小于维持电流 IH〔维持晶闸管导通所需的最小阳极电流〕晶闸管的关断方法：减小阳极电流或切断正向电压或加反向电压注】 晶闸管的导通电压为 1V17、额定电压 UTn ： 通常取晶闸管的 UDRM 和 URRM 中较小的标值作为该器件的额定电压例 1】：假设测得并计算出来的晶闸管的 UDRM 为 835V，URRM 为976V，则额定电压为多少？答案：800v,(选择两种较小的电压) UDRM：正向重复峰值电压；URRM：反向重复峰值电压18、选择晶闸管的额定电压是实际工作时可能承受的最大电压的 2~3倍，即： UTn³ (2 ~ 3)UTM19、晶闸管的额定电流：晶闸管它所允许的流过的最大工频正弦电流的平均值，【注】SCR 的额定电流是平均值，而非有效值IT：有效值，IT(AV):通态平均电流20、波形系数 Kf: Kf=IT/Id； IT：有效值，Id：平均值例：额定电流为 100A 的晶闸管，其允许通过的电流有效值为 157A 实际波形的电流有效值等于IT(AV)对应的半波有效值：KfId=1.57 IT(AV)I= (1.5 ~ 2)ITMT ( AV )1.5721、实际选择晶闸管时，晶闸管在额定电流时的电流有效值大于其所在电路中可能流过的最大电流的有效值，同时取〔1.5--2〕倍的安全裕量。

22、例：全波电流，Kf=1.1，Id=100A，求SCR 的额定电流？解：KfId=1.57 IT(AV) SCR 的额定电流IT(AV)=1.1*100/1.57=70.06A例 4】一晶闸管接在 220V 沟通电路中，通过晶闸管电流的有效值为 50A，问如何选择晶闸管的额定电压和额定电流？(1.5 ~ 2)I解： I=T ( AV )1.57TM =〔1.5-2〕*50A/1.57=47.8A—63.7A【例 5】某晶闸管接在 220V 沟通回路中，通过器件的电流有效值为100A，问选择什么型号的晶闸管？解：晶闸管额定电压U = (2 ~ 3)UTn TM= (2 ~ 3) 2 ´ 220V = 622 ~ 933V按晶闸管参数系列取 800V，即 8 级晶闸管的额定电流II = (1.5 ~ 2) T= (1.5 ~ 2) ´100A=96~127AT(AV)1.57 1.57按晶闸管参数系列取 100A，所以选取晶闸管型号 KP100-8E24、擎住电流 IL ：是指晶闸管加上触发电压，当元件从阻断状态刚转入通态就去掉触发信号，此时要维持元件导通所需要的最小阳极电流。

维持电流 IH ：指在关断 SCR 时维持其导通所必需的最小阳极电流25、5【注】擎住电流 IL 要比维持电流 IH 大 2—4 倍例 KP50-8G 的含义：额定电流：50A，额定电压：800V，管压降：1V26：门极可关断晶闸管(Gate Turn Off thyristor)简称 GTO A即能导通又能截止 GTO 的电气符号： ＋ G电力晶体管〔GTR〕又称大功率晶体管，是一种耐高压、K大电流的双极型晶体管，按英文直译为巨型晶体管 电力晶体管〔GTR〕的构造与小功率晶体管相像，由3 层半导体、2 个PN 结组成，也有 NPN、PNP 两种类型主要特性：耐高压、电流大、开关特性好通常承受至少由两个晶体管按达林顿管接法组成的单元构造，而集成电路工艺将很多这种单元并联而成27、二次击穿：处于工作状态的 GTR，当其集电极反偏电压 UCE 渐渐增大到最大电压BUCEO 时，集电极电流 IC 急剧增大，但此时集电结的电压根本保持不变，这叫一次击穿， 如图 4-6 所示 发生一次击穿时，假设有外接电阻限制电流 IC 的增大， 一般不会引起GTR 的特性变坏 假设连续增大UCE，又不限制IC 的增长， 则当IC 上升到 A 点〔临界值〕时，UCE 突然下降， 而 IC 连续增大〔负阻效应〕，这时进入低压大电流段， 直到管子被烧坏， 这个现象称为二次击穿。

注】二次击穿是GTR 突然损坏的主要缘由之一，发生二次击穿的必需同时具备的 3 个条件：高电压、大电流和持续时间28、安全工作区 SOA〔Safe Operation Area〕是指在输出特性曲线6安全工作区的四个参数：USB:二次击穿电压ISB:二次击穿电流PSB:二次击穿功率ICM:图上GTR 能够安全运行的电流电压的极限范围注】书上 P3129、功率场效应晶体管又称为电力场效应晶体管〔MOSFET〕，分结型和绝缘栅型两种类型30、绝缘栅双极型晶体管 〔IGBT〕IGBT 也是三端器件，具有栅极 G、集电极 C和放射极 E31、单向可控整流电路：(1)电阻性负载：输出直流电压平均值Ud：U = 1d 2pò p 2Ua 2sinwtd (wt) = 0.45U21+ cosa 2输出直流电流平均值Id：dI = UU 1+ cosa= 0.45 2d R R 2d d输出电压有效值：U = 1 2pò p( 2Ua 2sin(wt))2 d (wt) = U2p -a + sin 2a 2p 4pU U p -a sin 2a输出电流有效值：I = R = R2d d2p + 4pP = I 2 R= UI电源供给的有功功率P、视在功率S 和功率因数 ：d=S U I2=p -a + sin 2a2p4pU p -a + sin 2acosf = P = UI = UI = 22p 4pS U I U I U2 2 2【注】晶闸管的最大移相范围是 0º～180º 。

[例 1]单相半波可控整流电路，电阻性负载， Rd=5Ω，由 220V 沟通电源直接供电，要求输出平均直流电压50V，求晶闸管的掌握角α 、导通角θ 、电源容量S 及功率因数cos ，并选用晶闸管KPP 34 解：不能突变〔平波电抗器〕33、(2)电感性负载电路：变压器T 起变换电压和电气隔离的作用832、电感性负载的特点：电感对电流变化有电抗拒，使得流过的电流【注】晶闸管的最大移相范围是 0º--90º 33、(3)带续流二极管的电感性负载：输出直流电压平均值 ：Ud= 0.45U2(1+ cosa )2输出直流电流平均值：IdU=Rdd晶闸管的电流平均值和有效值 ：I = 1 ò pi d (wt )= p -a IdK2paT2pdI =K2p1 òp i2 d (wt )=p -a IaT2pd续流二极管的电流平均值和有效值 ：IdD= 1 ò 2p +a i d (wt )= p +a I2ppD2pdID=2p1 ò2p +a i2 d (wt )=pDp +a I2pd【注】晶闸管的最大移相范围仍是 0º--180º 34、单相全控桥式整流电路：(1)电阻性负载：U =1πòd负载电压平均值Ud ：pa2U sinwtdwt2= 0.9 U (1+ cosa )2负载电流平。