(华北电力大学版)电力电子技术课后习题答案.docxVIP

电力电子技术习题集

标*的习题是课本上没有的，作为习题的扩展

习题一

*试说明什么是电导调制效应及其作用。

答：当PN结通过正向大电流时，大量空穴被注入基区（通常是N型材料），基区的空穴浓度（少子）大幅度增加，这些载流子来不及和基区的电子中和就到达负极。为了维持基区半导体的电中性，基区的多子（电子）浓度也要相应大幅度增加。这就意味着，在大注入的条件下原始基片的电阻率实际上大大地下降了，也就是电导率大大增加了。这种现象被称为基区的电导调制效应。

电导调制效应使半导体器件的通态压降降低，通态损耗下降；但是会带来反向恢复问题，使关断时间延长，相应也增加了开关损耗。

晶闸管正常导通的条件是什么，导通后流过的电流由什么决定？晶闸管由导通变为关断的条件是什么，如何实现？

答：使晶闸管导通的条件是：晶闸管承受正向阳极电压（UAK0），并在门极施加触发电流

（UGK0）。

有时晶闸管触发导通后，触发脉冲结束后它又关断了，是何原因？

答：这是由于晶闸管的阳极电流IA没有达到晶闸管的擎住电流（IL）就去掉了触发脉冲，这种情况下，晶闸管将自动返回阻断状态。在具体电路中，由于阳极电流上升到擎住电流需要一定的时间（主要由外电路结构决定），所以门极触发信号需要保证一定的宽度。

*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其阳极电流IA大于能保持晶闸管导通的最小电流，即维持电流IH。

要使晶闸管由导通转为关断，可利用外加反向电压或由外电路作用使流过晶闸管的电流降到维持电流以下，便可使导通的晶闸管关断。

图1-30中的阴影部分表示流过晶闸管的电流波形，其最大值均为Im，试计算各波形的电流平均值、有效值。如不考虑安全裕量，额定电流100A的晶闸管，流过上述电流波形时，允许流过的电流平均值Id各位多少？

i

i

i

0

?

2?

ωt 0

?

2?

ωt

(a) (b)

i i

0

???

?????

(c)

2?????

ωt 0 ??? ?

2?????

ωt

(d)

i i

0???

?

2?????

ωt 0???

?????

2?????

ωt

(e) (f)

图1-30习题1-4附图

π解：（a）I ?1 Isin(ωt)d(ωt)?

π

12I?Im?0.3185I

da 2π?0m

2πm π m

2π

2π0

1?π(Isin(ωt))2d(ωt)

m

I

2

m

2π02

?

π

(?

1 cos(2ωt)

2

)d(ωt)

Ia? ?

?m

2

额定电流100A的晶闸管允许流过的电流有效值为157A，则Im

?Ia

0.5

?314A；平均值Ida为：

Ida

?Im?100A

π

I

?1πIsin(ωt)d(ωt)?2I

?0.6369I

db π?0m

πm m

π01?π(I

π0

1?π(Isin(ωt))2d(ωt)

m

I

2

m

π 2

?

π

(?

1 cos(2ωt)

)d(ωt)

0

2

?Im

2额定电流100A的晶闸管允许流过的电流有效值为157A，则Im?

2

Idb?0.6369Im?141.4A

2Ib?222A；平均值Idb为：

πI?1 Isin(ωt)d(ωt)?3I

π

?0.4777I

πdc ?πm3

π

2πm m

1ππ?π(Imsin(ωt

1

ππ

?

π

(I

m

sin(ωt))2d(ωt)

3

I

2

m

π 2

?

π

π

(?

1 cos(2ωt)

)d(ωt)

3

2

1π

3

π3 8

(? )

额定电流100A的晶闸管允许流过的电流有效值为157A，则Im?

为：Idc?0.4777Im?118A

Ic

0.6343

?0.6343Im

?247.5A；平均值Idc

πI ?1 Isin(ωt)d(ωt)?

π

13I?3Im?0.2388I

3dd 2π?πm

3

2π2m 4π m

12ππ?π(Imsin(

1

2ππ

?

π

(I

m

sin(ωt))2d(ωt)

3

I

2

m

2π32

?

π(?

π

1 cos(2ωt))d(ωt)

2

额定电流100A的晶闸管允许流过的电流有效值为157A，则Im?

为：Idd?0.2388*350?90.7A

Id

0.4486

?0.4486Im