电力电子完整习题答案.pdf

1 章 习题 3 把一个晶闸管与灯泡串联，加上交流电压，如图1-37 所示 图 1-37 问：（1）开关S 闭合前灯泡亮不亮？（2 ）开关S 闭合后灯泡亮不亮？（3 ）开关S 闭合 一段时间后再打开，断开开关后灯泡亮不亮？原因是什么？ 答： （1）不亮；（2 ）亮；（3 ）不亮，出现电压负半周后晶闸管关断。 1）开关S 闭合前，灯泡不亮；因为晶闸管门极没有正向门极电压，故晶闸管不能导通。 2 ）开关S 闭合后灯泡亮；因为此时晶闸管门极加上了正向电压，而U2 为交流电源，故只有当晶闸管 阳极承受正向电压时，晶闸管才导通，当晶闸管阳极电压为负时，不导通；但在电源为工频交流的情况下， 灯泡表现为始终亮。 3 ）开关 S 闭合一段时间后，再打开，灯泡不亮；因为当晶闸管阳极电压为负时，即使有正向的门极 电压，也会使晶闸管很快关断 （晶闸管关断时间只有约40us）；打开S 后，即使晶闸管阳极承受正向电压， 但因为门极没有正向电压，故晶闸管也不导通。 4 ．在夏天工作正 的晶闸管装置到冬天变得不可靠，可能是什么现象和原因？冬天工 作正常到夏天变得不可靠又可能是什么现象和原因？ 答： 晶闸管的门极参数 IGT 、UGT 受温度影响，温度升高时，两者会降低，温度升高时，两 者会升高，故会引起题中所述现象。 夏天工作正 、冬天工作不正 的原因可能是电路提供的触发电流偏小，夏天勉强能触发，到冬天则 就不能满足对触发电流的要求了。冬天正常、夏天不正 的原因可能 是晶闸管的维持电流小，冬天勉强能 关断，到夏天不容易关断；或者，因所选用的晶闸管电压 偏低，到夏天管子转折电压与击穿电压值下降， 而造成硬开通或击穿。 5 型号为KP 100-3，维持电流IH ＝4mA 的晶闸管，使用在如图1-38 电路中是否合理？ 为什么？（分析时不考虑电压、电流裕量） (a) (b) (c) 图 1-38 习题5 图 答： （1） 100 Id 0.002A 2mA IH 4mA 50 103 故不能维持导通 （2 ） 220 I 2 15.56...Id I 2 / 1.57 9.9A IH 10 2 而 UTM 220 2 311V UR 故不能正 工作 （3 ） I = 150/ 1= 150AI d H I =I = 150A 1.57×100= 157A T d 故能正 工作 16 说明GTO 的关断原理。 答： 普通晶闸管在导通之后即外于深度饱和状态，而GTO 在导通后只能达到临界饱和，所 以GTO 门极上加负向触发信号即可关断。 17 描述GTR 的二次击穿特性。 答： GTR 的集电极电压升高 前面所述的击穿电压时，集电极电流迅速增大，这种首先出 现的击穿是雪崩击穿，被称为一次击穿。出现一次击穿后，只要 Ic 不超过与最大允许耗散 功率相对应的限度，GTR 一般不会损坏，工作特性也不会有什么变化。但是实际应用中 常发现一次击穿发生时如果不有效地限制电流，Ic 增大到某个临界点时会突然急剧上升， 同时伴随着电压的陡然下降，这种现象称为二次击穿。二次击穿 立即导致器件的永久损 坏，或者工作特性明显衰变，因而对GTR 危害极大。 21 IGBT 有哪些突出优点？ 答： IGBT 将MOSFET 与GTR 的优点集于一身，既有输入 阻抗高、速度快、热稳定性好、 电压驱动型，又具有通态压降低、高电压、大电流的优点。 22 什么是IGBT 的擎住现象？使用中如何避免？ 答：