【導(dǎo)讀】________、________中的一項(xiàng)以上加以改變。________狀態(tài)，這樣才能降低________。的技術(shù)，以及構(gòu)成________裝置和________系統(tǒng)的技術(shù)。的邊緣技術(shù)學(xué)科。，其反向恢復(fù)時(shí)間較短，一般在以下。要使晶閘管關(guān)斷，只能使晶閘管的電。高頻晶閘管的不足在于其不易做高。觸發(fā)保證了主電路與控制電路之間的，且可避免電磁干擾的影響。是由和兩類器件取長(zhǎng)補(bǔ)短結(jié)合而成的復(fù)合器件。在可控的器件中，容量最大的是,工作頻率最高的是,同處理信息的電子器件相比，它的特點(diǎn)是。各自的優(yōu)缺點(diǎn)，并說(shuō)明其適用場(chǎng)合。輸入電流畸變率及功率因數(shù)的關(guān)系，并分析其原因。與橋式整流電路相比較，

　　

【正文】 4） 承受 很高 反向電壓 而出現(xiàn) 擊穿 時(shí) 所對(duì)應(yīng)的 二極管兩端的電壓 ，定義為 。 5）從承受正向電壓開(kāi)始，到 二極管 完全導(dǎo)通所需要的時(shí)間 定義為 。 6）在關(guān)斷時(shí)， 須經(jīng)過(guò)一段短暫的時(shí)間才能重新獲得反向阻斷能力，進(jìn)入截止?fàn)顟B(tài) ，這段時(shí)間 定義為 。 7）二極管在 關(guān)斷之前有較大的 電流 出現(xiàn)，并伴隨有明顯的 過(guò)沖 。 晶閘管 的 特性，完成下列題目 1） 晶閘管 的 關(guān)斷 時(shí)間由兩段時(shí)間組成，分別是： 時(shí)間 和 時(shí)間 。 2）將 指定的管殼溫度和散熱條件下， 晶閘管 允許流過(guò)的最大工頻正弦半波電流的平均值 定義為 電流，用 IT(AV) 表示。 IT(AV)是按照電流的發(fā)熱效應(yīng)來(lái)定義的，使用時(shí)應(yīng)按有效值相等的原則來(lái)選取電流定額，并應(yīng)留有一定的裕量 ，該電流對(duì)應(yīng)的 有效值 為 倍 IT(AV)。 3） 使晶閘管維持導(dǎo)通所必需的最小電流 稱為 ，用 IH 表示 。晶閘管剛從斷態(tài)轉(zhuǎn)入通態(tài) 并移除觸 發(fā)信號(hào)后， 能維持導(dǎo)通 所需的最 小電流 稱為 ， 用 IL 表示 。對(duì)同一晶閘管來(lái)說(shuō)，通常 IL 約為 IH 的 倍。 4） 在門(mén)極斷路 且 結(jié)溫為額定值時(shí)， 將 允許重復(fù)加在器件上的正向峰值電壓 定義為 ， 用 UDRM 表示； 將 允許重復(fù)加在器件上的 反 向峰值電壓 定義為 ， 用 URRM 表示。 通常取晶閘管的 UDRM 和 URRM 中 （ 該空選項(xiàng)： 較大 或 較小） 的標(biāo)值作為該器件的額定電壓。選用時(shí)， 應(yīng)考慮安全裕量，一般取額定電壓為正常工作時(shí)晶閘管所承受峰值電壓 的 倍。 5） 斷態(tài)電壓臨界上升率 du/dt 是 指 ： 在額定結(jié)溫和門(mén)極開(kāi)路的情況下，不導(dǎo)致晶閘管從斷態(tài)到通態(tài)轉(zhuǎn)換的外加電壓最大上升 率 。 電壓上升率過(guò)大，就會(huì)使晶閘管 。 6） 通態(tài)電流臨界上升率 di/dt 是 指 ： 在規(guī)定條件下，晶閘管能承受而無(wú)有害影響的最大通態(tài)電流上升率 ， 如果電流上升太快，可能造成 而使晶閘管損壞。 3. GTO 的 額定電流是用 電流 來(lái)定義的。 GTO 最大可關(guān)斷陽(yáng)極電流與門(mén)極負(fù)脈沖電流最大值 IGM 之比稱為 , 該值一般很小，只有 左右，這是 GTO 的一個(gè) 主要缺點(diǎn) 。 4. 針對(duì) GTR 的 特性，完成下列題目： 1） 單管 GTR 的電流放大系數(shù) ? 值比小功 率的晶體管小得多，通常為 10 左右，采用 接法可 有效增大電流增益。 2） 在電力電子電路中 ， GTR 工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài) , 在開(kāi)關(guān)過(guò)程中， 即 在 輸出特性中 區(qū)和 區(qū)之間過(guò)渡時(shí)，要經(jīng)過(guò)放大區(qū)。 3） 集電極最大允許電流 IcM， 通常 被 規(guī)定為 當(dāng) 直流電流增益 hFE 下降到規(guī)定值的 時(shí)所對(duì)應(yīng)的集電極 電流 。 4） GTR 的 安全工作區(qū) ， 由 、 、 及 二次擊穿臨界線 共同 限定。 5. 針對(duì) 電力 MOSFET 的特性，完成下列題目： 1） 電力 MOSFET 屬于 單極型晶體管，即只有 載流子參與導(dǎo)電。導(dǎo)電機(jī)理與小功率 MOS 管相同，但結(jié)構(gòu)上有較大區(qū)別，采用 集成結(jié)構(gòu)。 2） 電力 MOSFET 的漏極伏安特性中的三個(gè)區(qū)域與 GTR 共發(fā)射極接法時(shí)的輸出特性中的三個(gè)區(qū)域有對(duì)應(yīng)關(guān)系，其中前者的截止區(qū)對(duì)應(yīng)后者的 、前者的飽和區(qū)對(duì)應(yīng)后者 的 、前者的非飽和區(qū)對(duì)應(yīng)后者的 。 3） 電力 MOSFET 的通態(tài)電阻具有 溫度系數(shù) ， 對(duì)器件并聯(lián)時(shí)的均流有利。 4） 電力 MOSFET 的 開(kāi)關(guān)過(guò)程中， 開(kāi)通時(shí) 間 等于 時(shí)間與 之和 ，關(guān)斷時(shí)間 等于 時(shí)間和 時(shí)間之和 。 5）使 電力 MOSFET 開(kāi)通所需要的最小柵源間電壓定義為 電壓，該電壓的范圍一般是 V。為了避免絕緣層擊穿， 柵源間電壓一般不高于 V。 6. 針對(duì) IGBT 的特性，完成下列題目： 1） IGBT 的 正向 輸出特性分為三個(gè)區(qū)域，分別是： 區(qū)， 區(qū)和 區(qū)。 IGBT 的開(kāi)關(guān)過(guò)程，是在 區(qū)和 區(qū)之間切換。 2） 使 IGBT 開(kāi)通所需要的最小 柵射極 間電壓定義為 電壓，該電壓的范圍一般是 V。 ，稱為 。 與單管器件相比，其 優(yōu)點(diǎn)是： 、 、 。 等信息電子電路制作在同一芯片上 。 功率集成電路實(shí)現(xiàn)了 和 的集成，成為機(jī)電一體化的 理想接口 。 智能功率模塊 專指 將 及其輔助器件與其 電路的單片集成 。 載流子參 與導(dǎo)電的情況 ,，可將電力電子器件分為 : 、 和 三 類。 ：電力二極管（ Power Diode）、晶閘管（ SCR）、門(mén)極可關(guān)斷晶閘管（ GTO）、電力晶體管（ GTR）、電力場(chǎng)效應(yīng)管（電力 MOSFET）、絕緣柵雙極型晶體管（ IGBT）中， 屬于單極型電力電子器件的有 , 屬于雙極型電力電子器件的有 , 屬于復(fù)合型電力電子器件 的 有 。 第 2 部分： 簡(jiǎn)答題 小功率二極管相比， 電力 二極管在物理結(jié)構(gòu)及開(kāi)關(guān)特性 等 方面有哪些區(qū)別，并分析產(chǎn)生這些區(qū)別的原因？ 螺栓型和平板型 ，試分析采用這樣的封裝形式對(duì)于器件散熱有什么好處？ ，分析為什么晶閘管一旦觸發(fā)導(dǎo)通之后，就可以自鎖導(dǎo)通，而 不再需要觸發(fā)電流？ 為什么 晶閘管導(dǎo)通之后， 門(mén)極就失去控制作用，不能控制器件關(guān)斷？ 4. GTO 和普通晶閘管同為 PNPN 結(jié)構(gòu)，為什么 GTO 能夠自關(guān)斷，而普通晶閘管不能？ IGBT 為什么存在 擎住效應(yīng)？ 第 3 部分：計(jì)算題 1. 晶閘管 單相全橋整流器，輸入交流電源為 工頻 220V，輸出電流為直流 100A。若考慮 2～ 3倍 的安全裕量 ,計(jì)算晶閘管額定電壓的取值范圍。若 考慮 ～ 2倍的安全裕量 , 計(jì)算晶閘管額定電流（額定電流為通態(tài)平均電流）的取值范圍。 第 9 章 輔助元器件和系統(tǒng) 習(xí)題 第 1 部分： 填空題 又稱吸收電路，用于抑制器件在開(kāi)關(guān)過(guò)程中產(chǎn)生的過(guò)電壓和 、過(guò)電流和 ，減小器件的 損耗。 緩沖電路中的二極管要求采用 型二極管，以便與功率晶體管的開(kāi)關(guān)時(shí)間相配合 。 ，其中 光隔離一般采用 ， 磁隔離的元件通常是 。 ，快速熔斷器的全保護(hù)適用于 功率裝置的保護(hù) 。 的通態(tài)壓降在 1/2或 1/3 額定電流以下區(qū)段具 有 溫度系數(shù)， 在1/2 或 1/3 額定電流以上區(qū)段具有 溫度系數(shù)。 并聯(lián)使用時(shí)具有電流的 能力，易于并聯(lián)。 ，給每 只 晶閘管并聯(lián)相同阻值的電阻 R是 措施，給每只晶閘管并聯(lián) RC 支路是 措施 。 當(dāng)需同時(shí)串聯(lián)和并聯(lián)晶閘管時(shí)，應(yīng)采用先 后 的方法。 第 2 部分： 簡(jiǎn)答題 全控型器件 的關(guān)斷 緩沖電路 ，解答下列問(wèn)題： 1）關(guān)斷 緩沖電路的主要作用是什么？ 2）畫(huà)出 IGBT 的 RCD 緩沖電路 的配置圖，并 分析 RCD 緩沖 電路 的工作原理及其 中各組件的作用。 3）結(jié)合圖 9－ 1 說(shuō)明有、無(wú) RCD 緩沖電路時(shí)， IGBT 器件關(guān)斷時(shí)分別應(yīng)按照那條電壓電流線（工作點(diǎn)軌跡）轉(zhuǎn)移？標(biāo)出轉(zhuǎn)移的方向，并說(shuō)明理由。 4） IGBT 的正向 安全工作區(qū)是如何定義的 ？在圖 9－ 1 中畫(huà)出 安全工作區(qū) 的大致范圍，并結(jié)合 安全工作區(qū) 和工作點(diǎn)轉(zhuǎn)移軌跡說(shuō)明緩沖電路的作用。 A D C B u CE i C O 圖 9－ 1 關(guān)斷時(shí)的 電壓電流軌 線 圖 92 92所示 降壓斬波器，阻 感性負(fù)載，如果不接二極管 VD 會(huì)產(chǎn)生什么問(wèn)題？有了二極管 VD 是否還要加緩沖電路呢？ 簡(jiǎn)述理由。 高頻化的意義是什么？為什么提高開(kāi)關(guān)頻率可以減小濾波器的體積和重量？為什么提高 開(kāi) 關(guān)頻率可以減小變壓器的體積和重量？高頻化 之后帶來(lái)的問(wèn)題是什么？ ？采用軟開(kāi)關(guān)技術(shù)的目的是什么？ ？為什么 驅(qū)動(dòng)電路對(duì)裝置的運(yùn)行效率、可靠性和安全性都有重要的意義 ？ SCR、 GTO、 GTR、電力 MOSFET 和 IGBT 理想驅(qū)動(dòng)信號(hào)的波形，并結(jié)合器件的特性分析為什么上述波形是理想的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的波形？ 93(a)、 93(b)和 93(c)分別是哪種電力電子器件的典型驅(qū)動(dòng)電路？并簡(jiǎn)述理由。分別說(shuō)明每個(gè)驅(qū)動(dòng)電路中放大環(huán)節(jié)和隔離環(huán)節(jié)是如何實(shí)現(xiàn)的。 VD1AVVS0 V+ 10V+ 15VV1VD2VD3VD4V3V2V4V5V6R1R2R3R4R5C1C2 圖 93(a) 圖 93(b) 圖 93(c) 。各舉出 3種常用的過(guò)電壓 和過(guò)電流保護(hù)措施，畫(huà)出它們的配置簡(jiǎn)圖，并說(shuō)明其工作原理。 MOSFET 因靜電感應(yīng) （ 靜電感應(yīng) 會(huì)導(dǎo)致柵極過(guò)壓）而引 起的損壞？ ， 晶閘管要串聯(lián)或并聯(lián)使用？串聯(lián)時(shí)為什么要采用均壓措施，通常采用哪些均壓措施？并聯(lián)時(shí)為什么要采用均流措施，通常采用哪些均壓措施？ 電感（電抗器）、變壓器、濾波器、散熱系統(tǒng)、輔助電源及控制系統(tǒng)的作用。