【導讀】蝕芆莆薆螂聿節(jié)薅襖芅膈薅羇肈蒆薄蚆袀莂蚃蝿肆羋螞袁衿膄蟻薁肄膀蝕螃袇葿蠆裊膂蒞蠆羇羅芁蚈蚇膁膇蚇蝿羃蒅螆袂腿莁螅羄芇螄蚄膇芃莁袆肀腿莀羈芆蒈荿蚈肈莄莈螀芄芀莇袃肇膆蒆羅衿蒄蒆蚅肅莀蒅螇袈莆蒄罿膃節(jié)蒃蠆羆膈蒂螁膂蕆蒁袃羄莃蒁羆膀艿薀蚅羃膅蕿螈膈肁薈羀羈蒀薇蝕芆莆薆螂聿節(jié)薅襖芅膈薅羇肈蒆薄蚆袀莂蚃蝿肆羋螞袁衿膄蟻薁肄膀蝕螃袇葿蠆裊膂蒞蠆羇羅芁蚈蚇膁膇蚇蝿羃蒅螆袂腿莁螅羄芇螄蚄膇芃莁袆肀腿莀羈芆蒈荿蚈肈莄莈螀芄芀莇袃肇膆蒆羅衿蒄蒆蚅肅莀蒅螇袈莆蒄罿膃節(jié)蒃蠆羆膈蒂螁膂蕆蒁袃羄莃蒁羆膀艿薀蚅羃膅蕿螈膈肁薈羀羈蒀薇蝕芆莆薆螂聿節(jié)薅襖芅膈薅羇肈蒆薄蚆袀莂蚃蝿肆羋螞袁衿膄蟻薁肄膀蝕螃袇葿蠆裊膂蒞蠆羇羅芁蚈蚇膁膇蚇蝿羃蒅螆袂腿莁螅羄芇螄蚄膇芃莁袆肀腿莀羈芆蒈荿蚈肈莄莈螀芄芀莇袃肇膆蒆羅衿蒄蒆蚅肅莀蒅螇袈莆蒄罿膃節(jié)蒃蠆羆膈蒂螁膂蕆蒁袃羄莃蒁羆膀艿薀蚅羃膅蕿螈膈肁薈羀羈蒀薇蝕芆莆薆螂聿節(jié)薅襖芅膈薅羇肈蒆薄蚆袀莂

　　

【正文】 怎樣才能關(guān)斷晶閘管？ 基本工作原理：見課本 p3637；應回答出承受正向壓、門極加驅(qū)動電流時的管子常用的辦法是門極觸發(fā)導通和光注入導通。另外正向過電壓、高溫、高的都可能使晶閘管導通，但這是非正常導通情況。 要使晶閘管轉(zhuǎn)入斷態(tài)，應設法使其陽極電流減小到小于維持電流 使其陽極 A與陰極 K之間的電壓為零或反向。 ，通常采用 額定電流為 10A 的晶閘管能否承受長期通過 15A 的直流負載電 流而不過熱？ 額定電流為 10A 的晶閘管能夠承受長期通過 15A 的直流負載電流而不過熱。因為晶閘管的額定電流是定義的：在環(huán)境溫度為 40℃ 和規(guī)定的散熱冷卻條件下，晶閘管在電阻性負載的單相、工頻正弦半波導電、結(jié)溫穩(wěn)定在額定值 125℃時，所對應的通態(tài)平均電流值。這就意味著晶閘管可以通過任意波形、有效值為 ，其發(fā)熱溫升正好是允許值，而恒定直流電的平均值與有效值相等，故額定電流為 10A 的晶閘管通過 的直流負載電流，其發(fā)熱溫升正好是允許值。 說明 GTO的關(guān)斷原理。 在 GTO的設計制造時，等效晶體管 T2的集電極電流分配系數(shù) a2較大。當 GTO處于通態(tài)時，突加一個負觸發(fā)電流 Ig，使 a2減小， 1a2變大， 就是陽極電流 又使、急劇減小，又導致電流分配系數(shù) a2和 a1減小，使急劇減小，急劇減小，減小。在這種循環(huán)不已的正反饋作用下，最終導致 GTO 陽極電流減小到維持電流以下， GTO 從通態(tài)轉(zhuǎn)入斷態(tài)。改善電力系統(tǒng)的運行特性和運行經(jīng)濟性。這類應用將導致電力系統(tǒng)的革命并推動電力電子技術(shù)的繼續(xù)發(fā)展。 作為開關(guān)使用時 P－ MOSFET器件主要的優(yōu)缺點是什么？ 作為開關(guān)使用時， P－ MOSFET 器件的優(yōu)點是：輸入阻抗高，驅(qū)動功率小，驅(qū)動電路簡單，工作頻率高；其缺點是：通態(tài)壓降大（通態(tài)損耗大），電壓、電流定額低。 補充： SCR、 BJT和 GTO為電流驅(qū)動控制型器件： P－ MOSFET、 IGBT均為電壓驅(qū)動控制型器件。 第三章 直流 /直流變換器 一．降壓變換器 （ Buck變換器） 1） 6種基本斬波電路：降壓斬波電路、升壓斬波電路、 升降壓斬波電路、 Cuk斬波電路、 Sepic斬波電路和 Zeta斬波電路。 ） 改變開關(guān)管 T 的導通時間，即改變導通占空比 D ，即可改變變壓比 M, 調(diào)節(jié)或控制輸出電壓 VO。 3）控制方式 1 脈沖寬度調(diào)制方式 PWM (Pulse Width Modulation) 開關(guān)頻率不變，改變輸出脈沖電壓的寬度 2 脈沖頻率調(diào)制方式 PFM（ Pulse Frequency Modulation） 脈寬 不變，改變開關(guān)頻率或周期。 4）：為什么實際應用中廣泛采用 PWM方式？ （ 1）輸出電壓中的頻率固定，濾波器設計容易，開關(guān)過程所產(chǎn)生電磁干擾容易控制。 （ 2）由控制系統(tǒng)獲得可變脈寬信號比獲得可變頻率信號容易實現(xiàn) 5.） LC 濾波電路： 濾波電感的作用： 對交流高頻電壓電流呈高阻抗，對直流暢通無阻 濾波電容的作用： Vi 對直流電流阻抗為無窮大，對交流電流阻抗很小。 6） Buck 變換器有兩種可能的運行工況： （ 1）電感電流連續(xù)模式 CCM(Continuous Current Mode) buck電路圖指電感電流在整個開關(guān)周期中都不為零； （ 2）電感電流斷流模式 DCM（ Discontinuous Current Mode）： OR 指在開關(guān)管 T阻斷期間內(nèi)經(jīng)二極管續(xù)流的電感電流已降為零。 二者的臨界：稱為電感電流臨界連續(xù)狀態(tài)： 指開關(guān)管阻斷期結(jié)束時，電感電流剛好降為零。 7） : 電流連續(xù)模式跟哪些因素有關(guān) ? 電感中的電流 iL是否連續(xù)，取決于開關(guān)頻率、濾波電感 L和電容 C的數(shù)值。 8）各諧波經(jīng)過濾波器后幾乎衰減為零。 直流量通過濾波器時其大小 不受任何影響 二．升壓變壓器 （ Boost 變換器） 1）工作原理 L和 C值很大。 ，電源 VS 向電感 L充電，電流恒定 iL，電容 C向負載 R供電，輸出電壓 Vo 恒定。 ，電源 VS 和電感 L同時向電容 C充電，并向負載提供能量。 ：電感 L 儲能使電壓泵升的作用， 電容 C 可將輸出電壓保持住 . 2）注意： Boost 電路一般使用 PWM控制 ； 1； ，運行中對電源的擾動小。 3）紋波：疊加在直 流穩(wěn)壓上的交流分量稱為紋波，一般為頻率為高于公頻類似正選撥的諧波那另一種則是寬度很窄的脈沖波。 4）諧波：一定頻率的的電壓或是電流的作用用于非線性負載時會產(chǎn)生不同于與頻率類的其它頻率正弦電壓或是電流的現(xiàn)象。 5)偶函數(shù)（奇函數(shù)）：正弦（余弦和常數(shù)）項系數(shù)為零； 半波對稱 (鏡對稱 ) 函數(shù)（奇諧波函數(shù)）：偶次諧波為零； *********************************************************************** 脈沖寬 度調(diào)制 PWM和脈沖頻率調(diào)制 PFM的優(yōu)缺點是什么？ 脈沖寬度調(diào)制方式 PWM，保持不變（開關(guān)頻率不變），改變脈沖頻率調(diào)制方式PFM。保持調(diào)控輸出電壓。不變，改變開關(guān)頻率或周期調(diào)控輸出電壓。 實際應用中廣泛采用 PWM方式。因為采用定頻 PWM開關(guān)時，輸出電壓中諧波的頻率固定，濾波器設計容易，開關(guān)過程所產(chǎn)生電磁干擾容易控制。此外由控制系統(tǒng)獲得可變脈寬信號比獲得可變頻率信號容易實現(xiàn)。但是在諧振軟開關(guān)變換器中為了保證諧振過程的完成，采用 PFM控制較容易實現(xiàn)。 開關(guān)電路實現(xiàn)直流升壓變換的基本原理是什么？ 答：為 了獲得高于電源電壓 壓的直流輸出電，一個簡單而有效的辦法是在變換器開 關(guān)管前端插入一個電感 L，如右圖所示。在 開關(guān)管 T關(guān)斷時，利用圖中電感線圈在其 電流減小時所產(chǎn)生的反電勢 將此電感反電勢 電源電壓與電源電壓 ( 在電感電流減小時，為正值 )， 串聯(lián)相加送至負載，則負載就可獲得高于的直流電壓，從而實現(xiàn)直流升壓變換。 接近 1的情況下工作？ 1 Boost變換器為什么不宜在占空比 因為在 Boost變換器中，開關(guān)管導 通時，電源與負載脫離，其能量全部儲存在電感中，當開關(guān)管關(guān)斷時，能量才從電感中釋放到負載。如果占空比接近于 1，那么開關(guān)接近于全導通狀態(tài)，幾乎沒有關(guān)斷時間，那么電感在開關(guān)管導通期間儲存的能量沒有時間釋放，將造成電感飽和，直至燒毀。因此 Boost變換器不宜在占空比接近 1的情況下工作。同時，從 Boost變換器在電感電流連續(xù)工況時的變壓比表達式也可以看出，當占空比接近 1時，變壓比接近于無窮大，這顯然與實際不符，將造成電路無法正常工作。 1說明單端正激、單端反激 DC/DC變換器工作原理。 單端正激 DC/DC 變換 器從電路結(jié)構(gòu)、工作原理上可以看出它是帶隔離變壓器的 Buck電路如圖 (b)所示，開關(guān)管 T導通時經(jīng)變壓器將電源能量直送負載被稱為正激。但是匝比 N2/N1不同時，輸出電壓平均值 Vo 可以低于也可高于電源電壓 Vd。變壓器磁通只在單方向變化被稱為單端。 圖 (b)所示為單端反激 DC/DC 變換器， T 導通的期間，電源電壓 Vd 加至N1 繞組，電流直線上升、電感 L1 儲能增加，副方繞組 N2 的感應電勢 ，二 極管 D1 截止，負載電流由電容 C 提供， C 放電；在 T 阻斷的期間， N1 繞組的電流轉(zhuǎn)移到 N2，感應電勢（反向為正），使 D1 導電，將磁能變?yōu)殡娔芟蜇撦d供電并使電容 C 充電。該變換器在開關(guān)管 T 導通時并未將電源能量直送負載，僅在 T 阻斷的期間才將變壓器電感磁能變?yōu)殡娔芩椭霖撦d故稱之為反激，此外變壓器磁通也只在單方向變化，故該電路被稱為單端反激 DC/DC變換器。 第四章 直流 /交流變換器（逆變器） 電壓型逆變器 VSI 、電流型逆變器 CSI、恒頻恒壓正弦波逆變器 CVCF、變頻變壓逆變器 VVVF。 電壓型單相全橋逆變電路： （ a）基波有效值 導電續(xù)流（ c）九十五頁“死區(qū)時間 ” 電壓型單相半橋逆變電路： (a) 二級管 D 的功用 :續(xù)流。（ b）基波分量有效值： 、正脈沖寬度調(diào)制 SPWM基本原理：見課本九十八頁，能理解，會概述。 沖量等效原理 : 大小、波形不相同的窄脈沖變量作用于慣性系統(tǒng)時，只要它們的沖量即變量對時間的積分相等，其作用效果基本相同。 單極性 SPWM：逆變器輸出電壓的基波幅值為： V 基 波 電 壓 的 有 效 值 為 時， 第 105頁單極性倍頻 SPWM控制的定義。 電流型三相逆變工作原理：第 114頁，模式 3 逆變器的開關(guān)器件現(xiàn)在都采用全控型開關(guān)器件。 功率： GTO（高） 、 IGBT、 MCT、 SIT（中） PMOSFET（?。? 頻率： PMOSFET、 SIT（高） 、 IGCT、 MCT（中） （低） 相同的開關(guān)頻率時 單極 SPWM：開關(guān)動作次數(shù)相對少些，諧波情況好些，多用于單相逆變。 雙極性 SPWM：諧波情況差些，用于三相逆變。 ******************************************************************** 1為什么逆變電路中晶閘管 SCR不適于作開關(guān)器件？