1、第一章电力电子器件一、填空题：1、若晶闸管电流有效值是157A，则其额定电流为100A。若该晶闸管阳、阴间电压为60sinwtV，则其额定电压应为60V。（不考虑晶闸管的电流、电压安全裕量。）2、功率开关管的损耗包括两方面，一方面是导通损耗；另一方是开关损耗。3、在电力电子电路中，常设置缓冲电路，其作用是抑制电力电子器件的内因过电压、du/dt或者过电流和di/dt，减小器件的开关损耗。4、缓冲电路可分为关断缓冲电路和开通缓冲电路。5、电力开关管由于承受过电流，过电压的能力太差。所以其控制电路必须设有过流和过压保护电路。二、判断题1、“电力电子技术”的特点之一是以小信息输入驱动控制大功率输出。
2、（）2、某晶闸管，若其断态重复峰值电压为500V，反向重复峰值电压为700V，则该晶闸管的额定电压是700V。（）3、晶闸管导通后，流过晶闸管的电流大小由管子本身电特性决定。（）4、尖脉冲、矩形脉冲、强触发脉冲等都可以作为晶闸管的门极控制信号。（）5、在晶闸管的电流上升至其维护电流后，去掉门极触发信号，晶闸管级能维护导通。（）6、在GTR的驱动电路设计中，为了使GTR快速导通，应尽可能使其基极极驱动电流大些。（）7、达林顿复合管和电力晶体管属电流驱动型开关管；而电力场效应晶体管和绝缘栅极双极型晶体管则属电压驱动型开关管。（）8、IGBT相比MOSFET，其通态电阻较大，因而导通损耗也较大。（）
3、9、整流二级管、晶闸管、双向晶闸管及可关断晶闸管均属半控型器件。（）10、导致开关管损坏的原因可能有过流、过压、过热或驱动电路故障等。（）三、选择题1、下列元器件中，（bh）属于不控型，（defijklm）属于全控型,（acg）属于半控型A、普通晶闸管B、整流二极管C、逆导晶闸管D、大功率晶体管E、绝缘栅场效应晶体管F、达林顿复合管G、双向晶闸管H、肖特基二极管I、可关断晶闸管J、绝缘栅极双极型晶体管K、MOS控制晶闸管L、静电感应晶闸管M、静电感应晶体管2、下列器件中，（c）最适合用在小功率，高开关频率的变换器中。A、GTR B、IGBT C、MOSFET D、GTO3、开关管的驱动电路采用
4、的隔离技术有（ad）A、磁隔离B、电容隔离C、电感隔离D、光耦隔离四、计算题1、图中阴影部分晶闸管处于通态区间的电流波形，各波形的电流最大值均为Im，试计算各波形的电流平均值Id1、Id2、Id3与电流有效值I1、I2、I3。解：a）mmm IttdI 2717.0)122(21)(sin21I 4d1 mmm IItdtI 4767.021432)(sin21I 241 b）mmm IttdI 5434.0)122(1)(sin1I 4d2 mmm IItdtI 6741.0214322)(sin21I 241 c）mm ItdI 41)(21I 20d3 mm ItdI 21)(21I3
5、220 2、上题中如果不考虑安全裕量，问100A的晶闸管能送出的平均电流Id1、Id2、Id3各为多少？这时，相应的电流最大值Im1、Im2、Im3各为多少？解：额定电流IT（AV）=100A的晶闸管，允许的电流有效值I=157A，由上题计算结果知a）,35.3294767.0 1Im1 48.892717.0I 1d1 mIb）,90.2326741.01Im2 56.1265434.0I 2d2 mIc）,3142Im3 I 5.7841I 3d3 mI五、问答题1、使晶闸管导通的条件是什么？答：使晶闸管导通的条件是：晶闸管承受正向阳极电压，并在门极施加触发电流（脉冲）。或uak0且ugk
6、0。2、维持晶闸管导通和条件是什么？怎样才能使晶闸管由导通变为关断？答：维持晶闸管导通的条件是使晶闸管的电流大于能保持晶闸管导通的最小电流，即维持电流。要使晶闸管由导通变为断，可利用外加电压和外电路的作用使流过晶闸管的电流降到接近于零的某一数值以下，即降到维护电流以下，便可使导通的晶闸管关断。3、单向正弦交流电源，其电压有效值为220V，晶闸管和电阻串联相接，试计算晶闸管实际承受的正、反向电压最大值是多少？考虑晶闸管的安全裕量，其额定电压如何选取？答：晶闸管所承受的正、反向电压最大值为输入正弦交流电源电压的峰值：；取晶闸管的安全裕量为2，则晶闸管额定电压不低于2311.13V13.311220
7、2 622V。4、GTO和普通晶闸管同为PNPN结构，为什么GTO能够自关断，而普通晶闸管不能？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分别具有其基极电流增益1和2，由普通晶闸管的分析可得，1+2=1是器件临界导通的条件。1+21，两个等效晶体管过饱和而导通：1+21，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：1）GTO在设计时2较大，这样晶体管V2控制灵敏，易于GTO关断；2）GTO导通时的1+2更接近于1，普通晶闸管1+21.15，而GTO则为1+21.05
8、，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元阴极面积小，门极和阴极间的距离在为缩短，使得P2级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。5、IGBT、GTR、GTO和电力MOSFET的驱动电路各有什么特点？答：IGBT驱动电路的特点是：驱动电路具有较小的输出电阻，IGBT是电压驱动型器件，IGBT的驱动多采用专用混合集成驱动器。GTR驱动电路的特点是：驱动电路提供的驱动电流有足够陡的前沿，并有一定的过冲，这样可加速开通过程，减少开通损耗，并断时，驱动电路能提供幅值足够大的反向基极驱动电流，并加反偏截止电压，以加速关断速
9、度。GTO驱动电路的特点是：GTO要求其驱动电路提供的驱动电流的前沿应有足够的幅值和陡度，且一般需要在整个导通期间施加正门极电流，关断需施加负门极电流，幅值和陡度要求更高，其驱动电路通常包括开通驱动电路，关断驱动电路和门极反偏电路三部分。电力MOSFET驱动电路的特点：要求驱动电路具有较小的输入电阻，驱动功率小且电路简单。6、全控型开关器件：GTR、IGBT，MOSFET，达林顿管中属于电流型驱动的开关管的是哪几种？属于电压型驱动的是哪几种？答：属于电流型驱动：GTR、达林极管。属于电压型驱动：IGBT，MOSFET。7、全控型器件的缓冲电路的主要作用是什么？试分析RCD缓冲电路中各元件的作用
10、。答：全控型器件缓冲电路的主要作用是抑制器件的内因过电压，du/dt或过电流和di/dt，减小器件的开关损耗。RCD缓冲电路中，各元件的作用是：开通时，CS经RS放电，RS起到限制放电电流的作用；关断时，负载电流经VDS从CS分流，使du/dt减小，抑制过电压。8、试说明IGBT、GTR、GTO和电力MOSFET各自的优缺点。解：对IGBT、GTR、GTO和电力MOSFET的优缺点的比较如下表：9、试分析下图缓冲电路其工作过程和在电路中所起的作用。电路对二极管的选取有何特殊要求？。开通时，CS经RS放电，RS起到限制放电电流的作用；关断时，负载电流经VDS从CS分流，使du/dt减小，抑制过电
11、压。Ds选用快恢复二极管。器件优点缺点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，驱动功率小开关速度低于电力MOSFET，电压，电流容量不及GTOGRT耐压高，电流大，开关特性好，通流能力强，饱和压降低开关速度低，为电流驱动，所需驱动功率大，驱动电路复杂，存在二次击穿问题GTO电压电流容量大，适用于大功率场合，具有电导调制效应，其通流能力很强电流关断增益很小，关断时门及负脉冲电流大，开关速度低，驱动功率大，驱动电路复杂，开关频率低电力MOSFET开关速度快，输入阻抗高，热稳定性好，所需驱动功率小且驱动电路简单，工作频率高，不存在二次击穿问题电流容量小，耐压低，一般中适用于功率不超过10kw的电力电子装置
