电力电子技术课后答案电力电子技术课后答案.doc

第一章 电力电子器件 1.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：且。 2. 维持晶闸管导通的条件是什么？怎样才能使晶闸管由导通变为关断？ 答：维持晶闸管导通的条件是使晶闸管的电流大于能保持晶闸管导通的最小电流，即维持电流。 要使晶闸管由导通变为关断，可利用外加电压和外电路的作用使流过晶闸管的电流降到接近于零的某一数值以下，即降到维持电流以下，便可使导通的晶闸管关断。 3.图1-43中阴影部分为晶闸管处于通态区间的电流波形，各波形的电流最大值均为，试计算各波形的电流平均值、、与电流有效值、、。 解：a) b) c) 4.上题中如果不考虑安全裕量，问100A的晶闸管能送出的平均电流、、各为多少？这时，相应的电流最大值、、各为多少？ 解：额定电流的晶闸管，允许的电流有效值I=157A，由上题计算结果知 a) ， b) , c) , 5.GTO和普通晶闸管同为PNPN结构，为什么GTO能够自关断，而普通晶闸管不能？ 解：虽然GTO和普通晶闸管一样，是PNPN四层半导体结构，外部也是引出阳极、阴极和门极。但和普通晶闸管不同的是：GTO是一种多元的功率集成器件，虽然外部同样引出三个极，但内部则包含数十个甚至数百个共阳极的小GTO，这些GTO元的阴极和门极则在器件内部并联在一起。这种特殊结构就是为了便于实现门极控制关断而设计的。 6.如何防止电力MOSFET因静电感应引起的损坏? 7. IGBT、GTR、GTO和电力MOSFET的驱动电路各有什么特点？ 解：IGBT属于电压驱动型器件，IGBT的栅射极之间有数千皮法左右的极间电容，为快速建立驱动电压，要求驱动电路具有较少的输出电阻。使其开通的栅射极间驱动电压一般取15~20V。 GTR是电流驱动型器件，使其开通的基极驱动电流应使其处于准饱和导通状态，使之不进入放大区和饱和区。关断时，施加一定的负基极电流有利于减少关断时间和关断损耗，关断后同样应在基射极之间施加一定幅值（6V左右）的负偏压。 GTO是电流驱动型器件，它一般用于大容量电路的场合，其驱动电路通常包括开通驱动电路、关断驱动电路和门极反偏电路三部分。 MOSFET也属于电压驱动型器件，同理MOSFET的栅射极之间有数千皮法左右的极间电容，为快速建立驱动电压，要求驱动电路具有较少的输出电阻。使其开通的栅射极间驱动电压一般取10~15V。 8.全控型器件的缓冲电路的主要作用是什么？试分析RCD缓冲电路中各元件的作用。 解：缓冲电路的作用是抑制电力电子器件的内因过电压、或者，减少器件的开关损耗。 分析RCD缓冲电路中各元件的作用（图见课本）： 在无缓冲电路的情况下，绝缘栅双极晶体管V开通时电流迅速上升，很大，关断时很大，并出现很高的过电压。在有缓冲电路的情况下，V开通时缓冲电容先通过向V放电，使电流先上一个台阶，以后因为有抑制电路的、的上升速度减慢。、是在V关断时为中的磁场能量提供放电贿赂而设置的。在V关断时，负载电流通过向分流，减轻了V的负担，抑制了和过电压。 9.试说明IGBT、GTR、GTO和电力MOSFET各自的优缺点。 解：对IGBT、GTR、GTO和电力MOSFET的优缺点的比较如下表： 器件 优点 缺点 IGBT 开关速度高，开关损耗小，具有耐脉冲电流冲击的能力，通态压降较低，输入阻抗高，为电压驱动，驱动功率小 开关速度低于电力MOSFET，电压、电流容量不及GTO GTR 耐压高，电流大，开关特性好，通流能力强，饱和压降低 开关速度低，为电流驱动，所需驱动功率大，驱动电路复杂，存在二次击穿问题 GTO 电压、电流容量大，适用于大功率场合，具有电导调制效应，其通流能力很强。 电流关断增益很小，关断时门极负脉冲电流大，开关速度低，驱动功率大，驱动电路复杂，开关功率低 电力MOSFET 开关速度快，输入阻抗高，热稳定性好，所需驱动功率小且驱动电路简单，工作频率高，不存在二次击穿问题 电流容量小，耐压低，一般只适用于功率不超过10KW的电力电子装置 第二章 整流电路 1．单相半波可控整流电路对电感负载供电，L=20mH，=100V，求当α=0°和60°时的负载电流，并画出、的波形。 解：当α=0°时，=0.45（1+