2022年2022年电力电子技术第1章答案

1、精选学习资料 - - - 欢迎下载第 1 章摸索题与习题1.1 晶闸管的导通条件为什么.导通后流过晶闸管的电流和负载上的电压由什么打算.答：晶闸管的导通条件为：晶闸管阳极和阳极间施加正向电压,并在门极和阳极间施加正向触发电压和电流（或脉冲）；导通后流过晶闸管的电流由负载阻抗打算,负载上电压由输入阳极电压ua 打算；1.2 晶闸管的关断条件为什么.如何实现 .晶闸管处于阻断状态时其两端的电压大小由什么打算 .答：晶闸管的关断条件为：要使晶闸管由正向导通状态转变为阻断状态,可采纳阳极电压反向使阳极电流ia 减小, i a 下降到维护电流ih 以下时,晶闸管内部建立的正反馈无法进行；进而实现晶闸管的

2、关断,其两端电压大小由电源电压ua 打算；1.3 温度上升时,晶闸管的触发电流.正反向漏电流.维护电流以及正向转折电压和反向击穿电压如何变化？答：温度上升时, 晶闸管的触发电流随温度上升而减小,正反向漏电流随温度上升而增大,维护电流i h 会减小,正向转折电压和反向击穿电压随温度上升而减小；1.4 晶闸管的非正常导通方式有哪几种？答：非正常导通方式有：1 i g=0 ,阳极电压上升至相当高的数值；1 阳极电压上升率du/dt 过高； 3结温过高；1.5 请简述晶闸管的关断时间定义；答：晶闸管从正向阳极电流下降为零到它复原正向阻断才能所需的这段时间称为关断时精品学习资料精选学习资料 - - -

3、欢迎下载间；即 tqt rrt gr ；精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载1.6 试说明晶闸管有哪些派生器件？答：快速晶闸管.双向晶闸管.逆导晶闸管.光控晶闸管等；1.7 请简述光控晶闸管的有关特点；答：光控晶闸管为在一般晶闸管的门极区集成了一个光电二极管,在光的照耀下, 光电二极管电流增加, 此电流便可作为门极电触发电流使晶闸管开通；主要用于高压大功率场合；1.8 型号为 kp100-3 ,维护电流i h =4ma 的晶闸管,使用在图题1.8 所示电路中为否合理,为什么 .暂不考虑电压电流裕量1精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载i a答：（ a）由于i100v50k2

4、00v2ma20 a图题 1.8i h,所以不合理；精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载ab 由于了；i a（ c）由于10150v1、kp100 的电流额定值为100,裕量达倍,太大150a,大于额定值,所以不合理；精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载1.9 图题 1.9 中实线部分表示流过晶闸管的电流波形,其最大值均为i m ,试运算各图的电流平均值电流有效值和波形系数；精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载1解：图 a：itav = 2i m sin0td t i m=精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载

5、it =1i20i tm sint 2 d ti m=2精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载k f =i t av =1.57精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载图题 19012精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载图b ：i tav =i m sintd t=i m精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载it =1im0i tsint 2 d ti m=2精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载k f =i t av 1=1.11i m sintd t3精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载图c ：

6、i tav =3=2i m精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载2精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载1it =3i ti msint 2 d t13= i m380.63i m精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载k f =i t av 1=1.26i m sintd t 3精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载图d ：ita v = 21it =23i t3 i msint 2 d = 4i mt13= i m660.52i m精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载k f =i t av 1=1.78i m4 i mdt精品学习资料精选学习资料 -

7、 - - 欢迎下载图e：i tav = 21024 i m d = 8ti m精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载it =k f =20i ti t av 1=2.83= 22i m精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载图f ：i tav = 22 id t m0=4精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载2it =12 i20i tm d ti m=2精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载k f =i t av =2精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载1.10 上题中, 如不考虑安全裕量,问额定电流100

8、a 的晶闸管答应流过的平均电流分别为多少 .精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载f 图波形系数为2,就有：2i t av =1.57100a 、ita v= 100 a=1.57100a 、ita v =141.4a=1.57100a 、ita v =124.6a=1.57100a 、i ta v =88.2a解： a图波形系数为1.57,就有：1.57b图波形系数为1.11,就有：1.11c图波形系数为1.26,就有：1.26d图波形系数为1.78,就有：1.78e图波形系数为2.83,就有：2.83i t av i t av i t av i t av =1.57100a、i t

9、av =55.5ai t av =1.57100a 、itav =78.5a精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载3精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载1.11 某晶闸管型号规格为kp200-8d ,试问型号规格代表什么意义.解： kp 代表一般型晶闸管, 200 代表其晶闸管的额定电流为200a , 8 代表晶闸管的正精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载反向峰值电压为800v ,d 代表通态平均压降为0.6 vu t0.7 v ；精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载1.12 如图题 1.12 所示,试画出负载rd 上的电压波形不考虑管子的导通压降；图题

10、1.12解：其波形如下图所示：1.13 在图题 1.13 中,如要使用单次脉冲触发晶闸管t 导通,门极触发信号（触发电压为脉冲）的宽度最小应为多少微秒（设晶闸管的擎住电流i l =15ma ）？精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载图题 1.13解：由题意可得晶闸管导通时的回路方程：l di adtri ae精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载a可解得ie 1 rtel,= r =1精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载4精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载要维维护持晶闸管导通,i a t必需在擎住电流il 以上

11、,即精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载50 10.5e t 1510 3精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载t15010 6150s ,所以脉冲宽度必需大于150s；精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载1.14 单相正弦沟通电源,晶闸管和负载电阻串联如图题1.14 所示,沟通电源电压有效值为 220v ；(1) 考虑安全余量,应如何选取晶闸管的额定电压？(2) 如当电流的波形系数为k f=2.22 时,通过晶闸管的有效电流为100a ,考虑晶闸管的安全余量,应如何挑选晶闸

12、管的额定电流？解：（ 1）考虑安全余量、 取实际工作电压的2 倍u t=22022622v、取 600v（ 2）由于 k f=2.22、取两倍的裕量,就：精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载2i tav2.22100 a精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载得：i tav =111a取 100a ；图题 1.141.15 什么叫 gtr 的一次击穿 .什么叫 gtr 的二次击穿 .答：处于工作状态的gtr ,当其集电极反偏电压uce 渐增大电压定额bu ceo 时,集电极电流 ic 急剧增大（雪崩击穿） ,但此时集电极的电压基本保持不变,这叫一次击穿；发生一次击穿时,假如连续

13、增大uce ,又不限制 i c,i c 上升到临界值时,u ce 突然下降,而 ic 连续增大（负载效应） ,这个现象称为二次击穿；1.16 怎样确定gtr 的安全工作区soa.答：安全工作区为指在输出特性曲线图上gtr能够安全运行的电流.电压的极限范畴； 按基极偏量分类可分为：正偏安全工作区fbsoa和反偏安全工作区rbso；a 正偏工作区又叫开通工作区,它为基极正向偏量条件下由gtr的最大答应集电极功耗pcm以及二次击穿功率 psb,i cm,buceo四条限制线所围成的区域；反偏安全工作区又称为gtr的关断安全工作区,它表示在反向偏置状态下gtr关断过程中电压uce,电流 i c限制界线

14、所围成的区域；1.17 gtr 对基极驱动电路的要求为什么？ 答：要求如下：5精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载（ 1）供应合适的正反向基流以保证gtr 牢靠导通与关断,（ 2）实现主电路与掌握电路隔离,（ 3）自动爱护功能,以便在故障发生时快速自动切除驱动信号防止损坏gtr；（ 4）电路尽可能简洁,工作稳固牢靠,抗干扰才能强；1.18 在大功率gtr 组成的开关电路中为什么要加缓冲电路.答：缓冲电路可以使gtr在开通中的集电极电流缓升,关断中的集电极电压缓升,防止du了 gtr同时承担高电压. 大电流；另一方面, 缓冲电路也可以使gtr的集电极电压变化率dtdi精品学习资料精选学

15、习资料 - - - 欢迎下载和集电极电流变化率dt得到有效值抑制,减小开关损耗和防止高压击穿和硅片局部过热熔精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载通而损坏gtr；1.19 与 gtr 相比功率mos 管有何优缺点 .答： gtr 为电流型器件,功率mos 为电压型器件,与gtr 相比,功率mos 管的工作速度快,开关频率高,驱动功率小且驱动电路简洁,无二次击穿问题,安全工作区宽,并且输入阻抗可达几十兆欧；但功率 mos的缺点有：电流容量低,承担反向电压小；1.20 从结构上讲,功率mos 管与 vdmos管有何区分 .+答：功率mos采纳水平结构,器件的源极s,栅极 g和漏极 d 均被

16、置于硅片的一侧,通态电阻大,性能差,硅片利用率低；vdmos采纳二次扩散形式的p 形区的 n 型区在硅片表面的结深之差来形成极短的.可精确掌握的沟道长度（13m）.制成垂直导电结构可以直接装漏极.电流容量大.集成度高；1.21 试说明 vdmos的安全工作区；答： vdmos的安全工作区分为： （ 1）正向偏置安全工作区,由漏电源通态电阻限制线,最大漏极电流限制线,最大功耗限制线,最大漏源电压限制线构成；（2）开关安全工作区： 由最大峰值漏极电流i cm,最大漏源击穿电压buds最高结温i jm 所打算；（ 3）换向安全工作区：di精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载换向速度dt肯定

17、时,由漏极正向电压uds和二极管的正向电流的安全运行极限值i fm打算；精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载1.22 试简述功率场效应管在应用中的留意事项；答：（ 1）过电流爱护, （ 2）过电压爱护, （ 3）过热爱护, （ 4）防静电；1.23 与 gtr . vdmos相比, igbt管有何特点 .答： igbt 的开关速度快,其开关时间为同容量gtr的 1/10 ,igbt 电流容量大,为同容量 mos的 10 倍；与 vdmo.s gtr相比, igbt 的耐压可以做得很高,最大答应电压ucem可达4500v, igbt 的最高答应结温tjm为 150,而且igbt 的通态

18、压降在室温顺最高结温之间变化很小,具有良好的温度特性；通态压降为同一耐压规格vdmos的 1/10 ,输入阻抗与mos6精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载同；1.24 下表给出了1200v 和不同等级电流容量igbt管的栅极电阻举荐值；试说明为什么随着电流容量的增大,栅极电阻值相应减小？电流容量 a255075100150200300栅极电阻502515128.253.3答：对肯定值的集电极电流,栅极电阻增大栅极电路的时间常数相应增大,关断时栅压下降到关断门限电压的时间变长,于为 igbt 的关断损耗增大； 因此,随着电流容量的增大,为了减小关断损耗,栅极电阻值相应减小；应当留意的

19、为, 太小的栅极电阻会使关断过程电 压变化加剧,在损耗答应的情形下,栅极电阻不使用宜太小；1.25 在 scr.gtr .igbt .gto . mosfet . igct及 mct器件中,哪些器件可以承担反向电压？哪些可以用作静态沟通开关？答： scr.gtr.igbt .gto .mct 都可承担反向电压；scr 可以用作静态开关；1.26 试说明有关功率mosfet驱动电路的特点；答：功率mosfet 驱动电路的特点为：输入阻抗高,所需驱动功率小,驱动电路简洁,工作频率高；1.27 试述静电感应晶体管sit 的结构特点；答： sit 采纳垂直导电结构,沟道短而宽,适合于高电压,大电流的场合,其漏极电流具有负温度系数,可防止因温度上升而引起的恶性循环漏极