第1章电力电子器件作业答案

第一章电力电子器件填空题：1.电力电子器件一般工作在开关状态。2.在通常情况下，电力电子器件功率损耗主要为通态损耗，而当器件开关频率较高时，功率损耗主要为开关损耗。3.电力电子器件组成的系统，一般由控制电路、驱动电路、电力电子器件三部分组成，由于电路中存在电压和电流的过冲，往往需添加保护电路。4.按内部电子和空穴两种载流子参与导电的情况，电力电子器件可分为单极型、双极型、复合型三类。5.电力二极管的工作特性可概括为正向导通、反向阻断。6.电力二极管的主要类型有普通、快恢复、肖特基。7.肖特基二极管的开关损耗_小于快恢复二极管的开关损耗。8.晶闸管的基本工作特性可概括为阻断正向有触发则导通、反向截止阻断。9.对同一晶闸管，维持电流IH与擎住电流IL在数值大小上有IL=（2-4）IH。10.晶闸管断态不重复电压UDRM与转折电压Ubo数值大小上应为，UDRMUbo。11.逆导晶闸管是将一个二极管与晶闸管反并联（如何连接）在同一管芯上的功率集成器件。12.GTO的多元集成结构是为了便于实现门极控制关断而设计的。13.功率晶体管GTR从高电压小电流向低电压大电流跃变的现象称为饱和导通。14.MOSFET的漏极伏安特性中的三个区域与GTR共发射极接法时的输出特性中的三个区域有对应关系，其中前者的截止区对应后者的截止区、前者的饱和区对应后者的放大区、前者的非饱和区对应后者的饱和区。15.电力MOSFET的通态电阻具有正温度系数。16.IGBT的开启电压UGE（th）随温度升高而略有下降，开关速度慢于电力MOSFET。17.功率集成电路PIC分为二大类，一类是高压集成电路，另一类是智能功率模块。18.按照驱动电路加在电力电子器件控制端和公共端之间的性质，可将电力电子器件分为电流驱动和电压驱动两类。19.为了利于功率晶体管的关断，驱动电流后沿应是一定负值。20.GTR的驱动电路中抗饱和电路的主要作用是使GTR导通时处于临界饱和状态。21.抑制过电压的方法之一是用阻容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________温度系数，在1/2或1/3额定电流以上区段具有________温度系数。(没找到答案)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PowerDiode，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GTO、GTR，属于复合型电力电子器件得有IGBT；在可控的器件中，容量最大的是SCR，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。简答题：26.电力电子器件是如何定义和分类的？同处理信息的电子器件相比，它的特点是什么？(略)27.应用电力电子器件的系统组成如题图1-27所示，试说明其中保护电路的重要意义？(答案参见教材P12。了解)28.二极管的电阻主要是作为基片的低掺杂N区的欧姆电阻，阻值较高且为常量，为何二极管在正向电流较大时管压降仍然很低？(答案参见教材P15页倒数第二段。了解)29.二极管在恢复阻断能力时为什么会形成反向电流和反向电压过冲？这与它们的单相导电性能是否矛盾？这种反向电流在电路使用中会带来什么问题？(答案参见教材P17。了解)30.使晶闸管导通的条件是什么？答：晶闸管阳极与阴极之间、门极与阴极之间同时承受足够大的正向电压31.维持晶闸管导通的条件是什么？怎样才能使晶闸管由导通变为关断？答：IAIH。增大主回路电阻或减少主回路电压。32.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：(答案参见教材P26。了解)33.GTR的安全工作区是如何定义的？如题图1-33所示，GTR带电感性负载时，如果不接二极管VD会产生什么问题？有了二极管VD是否还要加缓冲电路呢？(无图，此题略去)34.如何防止电力MOSFET因静电感应应起的损坏？(此题略去)35.晶闸管的触发电路有哪些要求？(此题暂时略去)36.GTO与GTR同为电流控制器件，前者的触发信号与后者的驱动信号有哪些异同？(此题暂时略去)37.IGBT、GTR、GTO和电力MOSFET的驱动电路各有什么特点？38.全控型器件的缓冲电路的主要作用是什么？试分析RCD缓冲电路中各组件的作用。39.试说明IGBT、GTR、GTO和电力MOSFET各自的优缺点。计算题：40.晶闸管在单相正弦有效值电压220V时工作,若考虑晶闸管的安全裕量,其电压定额应选多大?41.流经晶闸管的电流波形如题图1－41所示。试计算电流波形的平均值、有效值及波形系数。若取安全裕量为2，问额定电流为100A的晶闸管，其允许通过的电流平均值和最大值为多少？42.在题图1-42电路中，E＝50V，R＝0.5W,L＝0.5H，晶闸管擎住电流为15mA。要使晶闸管导通，门极触发脉冲宽度至少应为多少？43.题图1-43中阴影部分为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。44.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?答：提示：43-44题考核点是有效值和平均值公式的运用，关键清楚波形的变化周期。以b)图形为例，有?)(sin1?)(sin1242242ttdIIttdIImmd