珠江学院电力电子技术练习题.doc

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1、1-1答：1.电力二极管大都采用垂直导电结构，使得硅片中通过电流的有效面积增大，显著提高了二极管的通流能力。2.电力二极管在P区和N区之间多了一层低掺杂N区，也称漂移区。低掺杂N区由于掺杂浓度低而接近于无掺杂的纯半导体材料即本征半导体，由于掺杂浓度低，低掺杂N区就可以承受很高的电压而不被击穿。1-6答:GTO和普通晶闸管同为PNPN结构,由P1N1P2和N1P2N2构成两个晶体管V1、V2分别具有共基极电流增益α1和α２，由普通晶闸管的分析可得，α1+α2=1是器件临界导通的条件。α1+α2＞1两个等效晶体管过饱和而导通；α1+

2、α2＜1不能维持饱和导通而关断。GTO之所以能够自行关断,而普通晶闸管不能,是因为GTO与普通晶闸管在设计和工艺方面有以下几点不同：l)GTO在设计时α2较大,这样晶体管T2控制灵敏,易于GTO关断;2)GTO导通时α1+α2的更接近于l,普通晶闸管α1+α2≥1.5,而GTO则为α1+α2≈1.05，GTO的饱和程度不深,接近于临界饱和,这样为门极控制关断提供了有利条件;3)多元集成结构使每个GTO元阴极面积很小,门极和阴极间的距离大为缩短,使得P2极区所谓的横向电阻很小,从而使从门极抽出较大的电流成为可能。1-71．垂直导电结

3、构：发射极和集电极位于基区两侧，基区面积大，很薄，电流容量很大。2．N-漂移区：集电区加入轻掺杂N-漂移区，提高耐压。3．集电极安装于硅片底部，设计方便，封装密度高，耐压特性好。1-8答：IGBT比电力MOSFET在背面多一个P型层，IGBT开关速度高，开关损耗小，具有耐脉冲电流冲击的能力，通态压降较低，输入阻抗高，为电压驱动，驱动功率小。　21.抑制过电压的方法之一是用RC电路吸收可能产生过电压的能量，并用电阻将其消耗。在过电流保护中，快速熔断器的全保护适用于小功率装置的保护。22.功率晶体管缓冲保护电路中的二极管要求采用快恢复

4、型二极管，以便与功率晶体管的开关时间相配合。23.晶闸管串联时，给每只管子并联相同阻值的电阻R是静态均压措施，给每只管子并联RC支路是动态均压措施，当需同时串联和并联晶闸管时，应采用先串后并的方法。　　24.IGBT的通态压降在1/2或1/3额定电流以下区段具有负温度系数，在1/2或1/3额定电流以上区段具有正温度系数。　　25.在如下器件：电力二极管（PowerDiode）、晶闸管（SCR）、门极可关断晶闸管（GTO）、电力晶体管（GTR）、电力场效应管（电力MOSFET）、绝缘栅双极型晶体管（IGBT）中，属于不可控器件的是P

5、owerDiode，属于半控型器件的是SCR，属于全控型器件的是GTO、GTR、电力MOSFET、IGBT；属于单极型电力电子器件的有电力MOSFET，属于双极型器件的有PowerDiode、SCR、GTO、GTR，属于复合型电力电子器件的有IGBT；在可控的器件中，容量最大的是GTO，工作频率最高的是电力MOSFET，属于电压驱动的是电力MOSFET、IGBT，属于电流驱动的是SCR、GTO、GTR。　　1.电阻负载的特点是电压与电流成正比，在单相半波可控整流电阻性负载电路中，晶闸管控制角α的最大移相范围是0°～180°。　　2

6、.阻感负载的特点是流过电感的电流不能发生突变，在单相半波可控整流带阻感负载并联续流二极管的电路中，晶闸管控制角α的最大移相范围是0°～180°，其承受的最大正反向电压均为，续流二极管承受的最大反向电压为（设U2为相电压有效值）。　　3.单相桥式全控整流电路中，带纯电阻负载时，α角移相范围为0°～180°，单个晶闸管所承受的最大正向电压和反向电压分别为和；带阻感负载时，α角移相范围为0°～90°，单个晶闸管所承受的最大正向电压和反向电压分别为和；带反电动势负载时，欲使电阻上的电流不出现断续现象，可在主电路中直流输出侧串联一个平波电抗

7、器。　　4.单相全控桥反电动势负载电路中，当控制角α大于不导电角d时，晶闸管的导通角q=π-d-α；当控制角α小于不导电角d时，晶闸管的导通角q=π-2d。　　5.从输入输出上看，单相桥式全控整流电路的波形与单相全波的波形基本相同，只是后者适用于低输出电压的场合。　　6.电阻性负载三相半波可控整流电路中，晶闸管所承受的最大正向电压UFM等于，晶闸管控制角α的最大移相范围是150°，使负载电流连续的条件为α≤30°(U2为相电压有效值)。　　7.三相半波可控整流电路中三个晶闸管的触发脉冲相位按相序依次互差120°，当它带阻感负载时，

8、a的移相范围为0°～90°。　　8.三相桥式全控整流电路带电阻负载工作中，共阴极组中处于通态的晶闸管对应的是最高的相电压，而共阳极组中处于导通的晶闸管对应的是最低的相电压；这种电路α角的移相范围是0°～150°，ud波形连续的条件是α≤30°。