機械工業出版社
第一章電力電子器件
1.1 使閘流體導通的條件是什麼？
答：使閘流體導通的條件是：閘流體承受正相陽極電壓，並在門極施加觸發電流（脈衝）。或者uak >0且ugk>0
1.2 維持閘流體導通的條件是什麼？怎樣才能使閘流體由導通變為關斷？
答：維持閘流體導通的條件是使閘流體的電流大於能保持閘流體導通的最小電流，即維持電流。
1.3 圖1－43中陰影部分為閘流體處於通態區間的電流波形，各波形的電流最大值均為im ，試計算各波形的電流平均值id1、id2、id3與電流有效值i1、i2、i3。
解：aid1=
i1= bid2=
i2= cid3=
i3=1.4.上題中如果不考慮安全裕量,問100a的晶闡管能送出的平均電流id1、id2、id3各為多少?這時，相應的電流最大值im1、im2、im3各為多少?
解：額定電流it(**)=100a的閘流體，允許的電流有效值i=157a,由上題計算結果知
aim1a, id10.2717im189.48a
bim2 id2
cim3=2i=314id3
和普通閘流體同為pnpn結構,為什麼gto能夠自關斷,而普通閘流體不能?
答：gto和普通晶闡管同為pnpn結構，由p1n1p2和n1p2n2構成兩個電晶體v1、v2，分別具有共基極電流增益和，由普通晶闡管的分析可得，是器件臨界導通的條件。 兩個等效電晶體過飽和而導通；不能維持飽和導通而關斷。
gto之所以能夠自行關斷，而普通閘流體不能，是因為gto與普通閘流體在設計和工藝方面有以下幾點不同：
l)gto在設計時較大，這樣電晶體v2控制靈敏，易於gto關斷；
2)gto導通時的更接近於l，普通閘流體，而gto則為，gto的飽和程度不深，接近於臨界飽和，這樣為門極控制關斷提供了有利條件；
3)多元整合結構使每個gto元陰極面積很小，門極和陰極間的距離大為縮短，使得p2極區所謂的橫向電阻很小，從而使從門極抽出較大的電流成為可能。
1.6.如何防止電力mosfet因靜電感應應起的損壞?
答：電力mosfet的柵極絕緣層很薄弱，容易被擊穿而損壞。mosfet的輸入電容是低洩漏電容，當柵極開路時極易受靜電干擾而充上超過±20的擊穿電壓，所以為防止mosfet因靜電感應而引起的損壞，應注意以下幾點：
①一般在不用時將其三個電極短接；
②裝配時人體、工作台、電烙鐵必須接地，測試時所有儀器外殼必須接地；
③電路中，柵、源極間常併聯齊納二極體以防止電壓過高；
④漏、源極間也要採取緩衝電路等措施吸收過電壓。
和電力mosfet的驅動電路各有什麼特點?
答：igbt驅動電路的特點是:驅動電路具有較小的輸出電阻，ⅰgbt是電壓驅動型器件，igbt的驅動多採用專用的混合整合驅動器。
gtr驅動電路的特點是：驅動電路提供的驅動電流有足夠陡的前沿，並有一定的過衝，這樣可加速開通過程，減小開通損耗；關斷時，驅動電路能提供幅值足夠大的反向基極驅動電流，並加反偏截止電壓，以加速關斷速度。
gto驅動電路的特點是：gto要求其驅動電路提供的驅動電流的前沿應有足夠的幅值和陡度，且一般需要在整個導通期間施加正門極電流，關斷需施加負門極電流，幅值和陡度要求更高，其驅動電路通常包括開通驅動電路，關斷驅動電路和門極反偏電路三部分。
電力mosfet驅動電路的特點：要求驅動電路具有較小的輸入電阻，驅動功率小且電路簡單。
1.8.全控型器件的緩衝電路的主要作用是什麼?試分析rcd緩衝電路中各元件的作用。
答：全控型器件緩衝電路的主要作用是抑制器件的內因過電壓，du/dt或過電流和di/dt,，減小器件的開關損耗。
rcd緩衝電路中，各元件的作用是：開通時，cs經rs放電，rs起到限制放電電流的作用；關斷時，負載電流經vds從cs分流，使du/dt減小，抑制過電壓。
1.9.試說明igbt、gtr、gto和電力mosfet各自的優缺點。
解:對ⅰgbt、gtr、gto和電力mosfet的優缺點的比較如下表：
1.10什麼是閘流體的額定電流？
答：閘流體的額定電流就是它的通態平均電流，國標規定：是閘流體在環境溫度為40℃和規定的冷卻狀態下，穩定結溫不超過額定結溫所允許的最大工頻正弦半波電流的平均值。
1.11為什麼要限制閘流體斷電電壓上公升律du/dt?
答：正向電壓在阻斷狀態下，反向結j2相當的乙個電容加在閘流體兩端電壓上公升率過大，就會有過大的充電電流，此電流流過j3，起到觸發電流的作用，易使閘流體誤觸發，所以要限制du/dt。
1.12．為什麼要限制閘流體導通電流上公升率di/dt?
答：在閘流體導通開始時刻，若電流上公升過快，會有較大的電流集中在門集附近的小區域內，雖然平均電流沒有超過額定值，但在小的區域內區域性過熱而損壞了閘流體，所以要限制通態di/dt。
1.13電力電子器件工作時產生過電壓的原因及防止措施有哪些？
答：產生原因：
1、由分閘、合閘產生的操作過電壓；
2、雷擊引起的雷擊過電壓；
3、閘流體或與全控型器件反併聯的續流二極體換相過程中產生的換相電壓。
措施：壓敏電阻，交流側rc抑制電路，直流側rc控制電路，直流側rc抑制電路，變壓器遮蔽層，避雷器，器件關斷過電壓rc抑制電路。
第2章整流電路
2..1.單相半波可控整流電路對電感負載供電，l=20mh，u2=100v，求當時和時的負載電流id，並畫出ud與id波形。
解：時，在電源電壓u2的正半週期閘流體導通時，負載電感l儲能，在閘流體開始導通時刻，負載電流為零。在電源電壓u2的負半週期，負載電感l釋放能量，閘流體繼續導通。
因此，在電源電壓u2的乙個週期中下列方程成立：
考慮到初始條件：當時id=0可解方程：
ud與id的波形如下圖：
當a=時，在u2的正半週期~期間，閘流體導通使電感l儲能，電感l儲藏的能量在u2負半週期~期間釋放，因此在u2的乙個週期中~期間，下列微分方程成立：
考慮到初始條件：當時id=0可解方程得：
id=其平均值為
id=此時ud與id的波形如下圖：
2. 2圖1為具有變壓器中心抽頭的單相全波可控整流電路,問該變壓器還有直流磁化問題嗎?試說明:
閘流體承受的最大反向電壓為2u2;
當負載是電阻或電感時，其輸出電壓和電流的波形與單相全控橋時相同。
答：具有變壓器中心抽頭的單相全波可控整流電路，該變壓器沒有直流磁化問題。因為單相全波可控整流電路變壓器二次側繞組中，在正負半周上下繞組中的電流方向相反，波形對稱，其乙個週期內的平均電流為零，故不存在直流磁化的問題。
以下分析閘流體承受最大反向電壓及輸出電壓和電流波形的情況。
①以閘流體vt2為例。當vt1導通時，閘流體vt2通過vt1與2個變壓器二次繞組併聯，所以vt2承受的最大電壓為2u2。
②當單相全波整流電路與單相全控橋式整流電路的觸發角相同時，對於電阻負載：(o~)期間無閘流體導通，輸出電壓為0；(~)期間,單相全波電路中vt1導通，單相全控橋電路中vtl、vt4導通，輸出電壓均與電源電壓u2相等；( ~)期間均無閘流體導通，輸出電壓為0；(~2)期間，單相全波電路中vt2導通，單相全控橋電路中vt2、vt3導通，輸出電壓等於－u2。
對於電感負載： ( ~)期間，單相全波電路中vtl導通，單相全控橋電路中vtl、vt4導通，輸出電壓均與電源電壓u2相等； (~2)期間，單相全波電路中vt2導通，單相全控橋電路中vt2、vt3導通，輸出波形等於-u2。
可見，兩者的輸出電壓相同，加到同樣的負載上時，則輸出電流也相同。
2.3.單相橋式全控整流電路，u2=100v，負載中r=20，l值極大，當=時，要求：
①作出ud、id、和i2的波形；
②求整流輸出平均電壓ud、電流id，變壓器二次電流有效值i2；
③考慮安全裕量，確定閘流體的額定電壓和額定電流。
解：①ud、id、和i2的波形如下圖：
②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=0.9u2cos=0.9×100×cos＝77.97（v）
id＝ud/r=77.97/2=38.99(a)
i2=id=38.99(a)
③閘流體承受的最大反向電壓為：
u2=100=141.4(v
考慮安全裕量，閘流體的額定電壓為：
un=(2~3)×141.4=283~424(v)
電力電子技術複習總結 王兆安
電力電子技術複習題2 一 簡答題 1 閘流體導通的條件是什麼？1 閘流體陽極和陰極之間施加正向陽極電壓 2 閘流體門極和陰極之間必須施加適當的正向脈衝電壓和電流 2 有源逆變實現的條件是什麼？1 閘流體的控制角大於90度，使整流器輸出電壓ud為負 2 整流器直流側有直流電動勢，其極性必須和閘流體導通...
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