【正文】 優(yōu) 點(diǎn)開(kāi)關(guān)速度高，開(kāi)關(guān)損耗小，具有耐脈沖電流沖擊的能力，通態(tài)壓降較低，輸入阻抗高，為電壓驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)功率小耐壓高，電流大，開(kāi)關(guān)特性好，通流能力強(qiáng)，飽和壓降低電壓、電流容量大，適用于大功率場(chǎng)合，具有電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)，其通流能力很強(qiáng)開(kāi)關(guān)速度快，輸入阻抗高，熱穩(wěn)定性好，所需驅(qū)動(dòng)功率小且驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單，工作頻率高，不存在3缺 點(diǎn)開(kāi) 關(guān) 速 度 低 于 電 力MOSFET,電壓，電流容量不及 GTO開(kāi)關(guān)速度低，為電流驅(qū)動(dòng)，所需驅(qū)動(dòng)功率大，驅(qū)動(dòng)電路復(fù)雜，存在二次擊穿問(wèn)題電流關(guān)斷增益很小，關(guān)斷時(shí)門(mén)極負(fù)脈沖電流大，開(kāi)關(guān)速度低，驅(qū)動(dòng)功率大，驅(qū)動(dòng)電路復(fù)雜，開(kāi)關(guān)頻率低電流容量小，耐壓低，一般只適用于功率不超過(guò) 10kW的電力電子裝置二次擊穿問(wèn)題4第 3 章整流電路1. 單相半波可控整流電路對(duì)電感負(fù)載供電，L＝20mH，U2＝100V，求當(dāng)α＝0176。RCD 緩沖電路中，各元件的作用是：開(kāi)通時(shí)，Cs 經(jīng) Rs 放電，Rs 起到限制放電電流的作用；關(guān)斷時(shí)，負(fù)載電流經(jīng) VDs 從 Cs 分流，使 du/dt 減小，抑制過(guò)電壓。8. 全控型器件的緩沖電路的主要作用是什么？試分析 RCD 緩沖電路中各元件的作用。GTO 驅(qū)動(dòng)電路的特點(diǎn)是：GTO 要求其驅(qū)動(dòng)電路提供的驅(qū)動(dòng)電流的前沿應(yīng)有足夠的幅值和陡度，且一般需要在整個(gè)導(dǎo)通期間施加正門(mén)極電流，關(guān)斷需施加負(fù)門(mén)極電流，幅值和陡度要求更高，其驅(qū)動(dòng)電路通常包括開(kāi)通驅(qū)動(dòng)電路，關(guān)斷驅(qū)動(dòng)電路和門(mén)極反偏電路三部分。7. IGBT、GTR、GTO 和電力 MOSFET 的驅(qū)動(dòng)電路各有什么特點(diǎn)？2答：IGBT 驅(qū)動(dòng)電路的特點(diǎn)是：驅(qū)動(dòng)電路具有較小的輸出電阻，IGBT 是電壓驅(qū)動(dòng)型器件，IGBT 的驅(qū)動(dòng)多采用專(zhuān)用的混合集成驅(qū)動(dòng)器。MOSFET 的輸入電容是低泄漏電容，當(dāng)柵極開(kāi)路時(shí)極易受靜電干擾而充上超過(guò) 177。 ，GTO 的飽和程度不深，接近于臨界飽和，這樣為門(mén)極控制關(guān)斷提供了有利條件；3) 多元集成結(jié)構(gòu)使每個(gè) GTO 元陰極面積很小，門(mén)極和陰極間的距離大為縮短，使得P2 極區(qū)所謂的橫向電阻很小，從而使從門(mén)極抽出較大的電流成為可能。GTO 之所以能夠自行關(guān)斷，而普通晶閘管不能，是因?yàn)?GTO 與普通晶閘管在設(shè)計(jì)和工藝方面有以下幾點(diǎn)不同：1) GTO 在設(shè)計(jì)時(shí)a 2 較大，這樣晶體管 V2 控制靈敏，易于 GTO 關(guān)斷；2) GTO 導(dǎo)通時(shí)的 a 1 + a 2 更接近于 1，普通晶閘管 a 1 + a 2 179。 c)Im3=2 I = 314,Id3=14Im3=5. 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？答：GTO 和普通晶閘管同為 PNPN 結(jié)構(gòu)，由 P1N1P2 和 N1P2N2 構(gòu)成兩個(gè)晶體管 VV2,分別具有共基極電流增益a 1 和a 2 ，由普通晶閘管的分析可得，a 1 + a 2 =1 是器件臨界導(dǎo)通的條件。 ,Id2 187。 b)Im2 187。 ，Id1 187。I m d (wt) =4. 上題中如果不考慮安全裕量,問(wèn) 100A 的晶閘管能送出的平均電流 IdIdId3 各為多少？這時(shí)，相應(yīng)的電流最大值 ImImIm3 各為多少?解：額定電流 I T(AV) =100A 的晶閘管，允許的電流有效值 I =157A，由上題計(jì)算結(jié)果知a)Im1 187。p I1242。p I242。 ImI2 =pp ( I4msinwt) 2 d (wt) =2 I m234+12p187。 ImI1=12pp4msin wt) 2 d (wt) =I m234+12p187。3. 圖 143 中陰影部分為晶閘管處于通態(tài)區(qū)間的電流波形，各波形的電流最大值均為Im，試計(jì)算各波形的電流平均值 IdIdId3 與電流有效值 III3。2. 維持晶閘管導(dǎo)通的條件是什么？怎樣才能使晶閘管由導(dǎo)通變?yōu)殛P(guān)斷？答：維持晶閘管導(dǎo)通的條件是使晶閘管的電流大于能保持晶閘管導(dǎo)通的最小電流，即維持電流。目錄目錄 ............................................................................................................................................... 1第 1 章 緒論 ................................................................................................................................. 1第 2 章 電力電子器件 ............................................................................................................... 1第 3 章 整流電路 ....................................................................................................................... 5第 4 章 逆變電路 ..................................................................................................................... 21第 5 章 直流直流變流電路 .................................................................................................... 24第 6 章 交流交流變流電路 .................................................................................................... 31第 7 章 PWM 控制技術(shù)........................................................................................................... 36第 8 章 軟開(kāi)關(guān)技術(shù) ................................................................................................................... 40第 9 章 電力電子器件應(yīng)用的共性問(wèn)題 ................................................................................... 41第 10 章 電力電子技術(shù)的應(yīng)用 ................................................................................................. 41第 2 章電力電子器件1. 使晶閘管導(dǎo)通的條件是什么？答：使晶閘管導(dǎo)通的條件是：晶閘管承受正向陽(yáng)極電壓，并在門(mén)極施加觸發(fā)電流（脈沖）?；颍簎AK0 且 uGK0。要使晶閘管由導(dǎo)通變?yōu)殛P(guān)斷，可利用外加電壓和外電路的作用使流過(guò)晶閘管的電流降到接近于零的某一數(shù)值以下，即降到維持電流以下，便可使導(dǎo)通的晶閘管關(guān)斷。0 p4p2p0 p4p 5p42p 0p22pa)b)圖 143 圖143管導(dǎo)電波形c)解：a)Id1=12πp4msin wtd (wt) =I m2π(22+ 1 ) 187。 Imb)Id2 =1p4msin wtd (wt) =I mπ(22+ 1 ) 187。 mc)Id3=12πp20I m d (wt) =14ImI3 =12pp20212Im晶閘242。p ( Iπ242。242。I187。 Im1 187。I187。 Im2 187。a 1 + a 2 ＞1，兩個(gè)等效晶體管過(guò)飽和而導(dǎo)通；a 1 +a 2 ＜1，不能維持飽和導(dǎo)通而關(guān)斷。 ，而 GTO 則為a 1 +a 2 187。6. 如何防止電力 MOSFET 因靜電感應(yīng)應(yīng)起的損壞？答：電力 MOSFET 的柵極絕緣層很薄弱，容易被擊穿而損壞。 20 的擊穿電壓，所以為防止MOSFET 因靜電感應(yīng)而引起的損壞，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：① 一般在不用時(shí)將其三個(gè)電極短接；② 裝配時(shí)人體、工作臺(tái)、電烙鐵必須接地，測(cè)試時(shí)所有儀器外殼必須接地；③ 電路中，柵、源極間常并聯(lián)齊納二極管以防止電壓過(guò)高④ 漏、源極間也要采取緩沖電路等措施吸收過(guò)電壓。GTR 驅(qū)動(dòng)電路的特點(diǎn)是：驅(qū)動(dòng)電路提供的驅(qū)動(dòng)電流有足夠陡的前沿，并有一定的過(guò)沖，這樣可加速開(kāi)通過(guò)程，減小開(kāi)通損耗，關(guān)斷時(shí)，驅(qū)動(dòng)電路能提供幅值足夠大的反向基極驅(qū)動(dòng)電流，并加反偏截止電壓，以加速關(guān)斷速度。電力 MOSFET 驅(qū)動(dòng)電路的特點(diǎn)：要求驅(qū)動(dòng)電路具有較小的輸入電阻，驅(qū)動(dòng)功率小且電路簡(jiǎn)單。答：全控型器件緩沖電路的主要作用是抑制器件的內(nèi)因過(guò)電壓，du/dt 或過(guò)電流和 di/dt，減小器件的開(kāi)關(guān)損耗。9. 試說(shuō)明 IGBT、GTR、GTO 和電力 MOSFET 各自的優(yōu)缺點(diǎn)。和 60176。解：α＝0176。在電源電壓 u2 的負(fù)半周期，負(fù)載電感 L 釋放能量，晶閘管繼續(xù)導(dǎo)通。時(shí)，在 u2 正半周期 60176。期間晶閘管導(dǎo)通使電感 L 儲(chǔ)能，電感 L 儲(chǔ)藏的能量在 u2 負(fù)半周期 180176。期間釋放，因此在 u2 一個(gè)周期中 60176。期間以下微分方程成立：Ld idd t= 2U 2 sin wt考慮初始條件：當(dāng)wt＝60176。其平均值為id =2U 2 1wL 2I d =12p5p332U 2 1wL 22U 22wL=(A)此時(shí) ud 與 id 的波形如下圖：u20 aud++++wtwtidwt2．圖 29 為具有變壓器中心抽頭的單相全波可控整流電路，問(wèn)該變壓器還有直流磁化問(wèn)題嗎？試說(shuō)明：①晶閘管承受的最大反向電壓為 2 2U 2 ；②當(dāng)負(fù)載是電阻或電感時(shí)，其輸出電壓和電流的波形與單相全控橋時(shí)相同。因?yàn)閱蜗嗳煽卣麟娐纷儔浩鞫螠y(cè)繞組中，正負(fù)半周內(nèi)上下繞組內(nèi)電流的方向相反，波形對(duì)稱(chēng)，其一個(gè)周期內(nèi)的平均電流為零，故不會(huì)有直流磁化的問(wèn)題。① 以晶閘管 VT2 為例。② 當(dāng)單相全波整流電路與單相全控橋式整流電路的觸發(fā)角a 相同時(shí)，對(duì)于電阻負(fù)載：（0~α）期間無(wú)晶閘管導(dǎo)通，輸出電壓為 0；（α~π）期間，單相全波電路中 VT1 導(dǎo)通，單相全控橋電路中 VTVT4 導(dǎo)通，輸出電壓均與電源電壓 u2 相等；(π~π＋α)期間，均無(wú)晶閘管導(dǎo)通，輸出電壓為 0；(π＋α ~ 2π)期間，單相全波電路中 VT2 導(dǎo)通，單相全控橋電路中 VTVT3 導(dǎo)通，輸出電壓等于 u2。6( cos wt)242。3．單相橋式全控整流電路，U2＝100V，負(fù)載中 R＝2Ω，L 值極大，當(dāng)α＝30176。解：①u(mài)d、id、和 i2 的波形如下圖：u2OudpwtOidOi2OaapIdIdwtwtwt②輸出平均電壓 Ud、電流 Id，變壓器二次電流有效值 I2 分別為Ud＝ U2 cosα＝179。cos30176。＝283~424（V）具體數(shù)值