电力电子课后答案

电力电子作业

第二章 电力电子器件

2.1 与信息电子电路中的二极管相比，电力二极管具有怎样的结构特点才能使它具有耐受高电压和大电流的能力？

解：1. 电力二极管是垂直导电结构，使得硅片中通过电流的有效面积增大，提高通流能力 2.电力二极管在P区和N区多了一层低掺杂区，可以承受很高的电压而不致被击穿；3.具有电导调制效应。

2.2 使晶闸管导通的条件是什么？

答：使晶闸管导通的条件是：晶闸管承受正相阳极电压，并在门极施加触发电流（脉冲）。或者UAK >0且UGK>0

2.3 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：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。

2.4 图2－27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

解:a) Id1=

?2?12?1?4?Imsin(?t)?Im2?(22?1)?0.2717Im

I1=

??(Imsin?t)d(wt)?4?2Im234?12??0.4767Im

b)

第1章 电力电子器件

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：uAK>0且uGK>0。

2. 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：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关断，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，即降到维持电流以下，便可使导通的晶闸管关断。

第2章 整流电路

1. 单相半波可控整流电路对电感负载供电，L＝20mH，U2＝100V，求当α＝0?和60?时的负载电流Id，并画出ud与id波形。

解：α＝0?时，在电源电压u2的正半周期晶闸管导通时，负载电感L储能，在晶闸管开始导通时刻，负载电流为零。在电源电压u2的负半周期，负载电感L释放能量，晶闸管继续导通。因此，在电源电压u2的一个周期里，以下方程均成立：

Ldid?2U2sin?t dt 考虑到初始条件：当t＝0时id＝0可解方程得：

id?2U2(1?cos?t) ?L12?2U2Id?(1?cos?t)d(?t) ?02??L2U2

==22.51(

第一章 电力半导体器件

习题与思考题解

1-1．晶闸管导通的条件是什么？怎样使晶闸管由导通变为关断？

解：晶闸管导通的条件是：阳极承受正向电压，处于阻断状态的晶闸管，只有在门极加正向触发电压，才能使其导通。门极所加正向触发脉冲的最小宽度，应能使阳极电流达到维持通态所需要的最小阳极电流，即擎住电流ＩＬ以上。导通后的晶闸管管压降很小。

使导通了的晶闸管关断的条件是：使流过晶闸管的电流减小至某个小的数值－维持电流

ＩＨ以下。其方法有二：

１）减小正向阳极电压至某一最小值以下，或加反向阳极电压； ２）增加负载回路中的电阻。

1-2．型号为KP100-3的晶闸管，维持电流IH=4mA，使用在题1-2图中的电路中是否合理？为什么（不考虑电压、电流裕量）？

解：根据机械工业部标准JB1144-75规定，ＫＰ型为普通闸管，KP100-3的晶闸管，其中100是指允许流过晶闸管的额定通态平均电流为100A，3表示额定电压为300V。

对于图(a)，假若晶闸管V被触发开通，由于电源为直流电源，则晶闸管流过的最大电流为

IV?100?2?mA? 3500

第1章 电力电子器件习题答案

1.晶闸管导通的条件是什么?关断的条件是什么? 答: 晶闸管导通的条件:

① 应在晶闸管的阳极与阴极之间加上正向电压。

② ②应在晶闸管的门极与阴极之间也加上正向电压和电流。 晶闸管关断的条件:

要关断晶闸管,必须使其阳极电流减小到一定数值以下,或在阳极和阴极加反向电压。 2.为什么要限制晶闸管的通态电流上升率?

答:因为晶闸管在导通瞬间,电流集中在门极附近,随着时间的推移,导通区才逐扩渐大,直到全部结面导通为止。在刚导通时,如果电流上升率di/dt较大,会引起门极附近过热,造成晶闸管损坏，所以电流上升率应限制在通态电流临界上升率以内。 3.为什么要限制晶闸管的断态电压上升率？

答：晶闸管的PN结存在着结电容，在阻断状态下，当加在晶闸管上的正向电压上升率du/dt较大时，便会有较大的充电电流流过结电容，起到触发电流的作用，使晶闸管误导通。因此，晶闸管的电压上升率应限制在断态电压临界上升率以内。

4.额定电流为100A的晶闸管流过单相全波电流时，允许其最大平均电流是多少？ 解：额定电流为100A的晶闸管在不考虑安全裕量的情况下，允许的电流有效值为：

IT?1.57IT(AV)?1.57?100?157A

晶闸管在流

第1章 电力电子器件习题答案

1.晶闸管导通的条件是什么?关断的条件是什么? 答: 晶闸管导通的条件:

① 应在晶闸管的阳极与阴极之间加上正向电压。

② ②应在晶闸管的门极与阴极之间也加上正向电压和电流。 晶闸管关断的条件:

要关断晶闸管,必须使其阳极电流减小到一定数值以下,或在阳极和阴极加反向电压。 2.为什么要限制晶闸管的通态电流上升率?

答:因为晶闸管在导通瞬间,电流集中在门极附近,随着时间的推移,导通区才逐扩渐大,直到全部结面导通为止。在刚导通时,如果电流上升率di/dt较大,会引起门极附近过热,造成晶闸管损坏，所以电流上升率应限制在通态电流临界上升率以内。 3.为什么要限制晶闸管的断态电压上升率？

答：晶闸管的PN结存在着结电容，在阻断状态下，当加在晶闸管上的正向电压上升率du/dt较大时，便会有较大的充电电流流过结电容，起到触发电流的作用，使晶闸管误导通。因此，晶闸管的电压上升率应限制在断态电压临界上升率以内。

4.额定电流为100A的晶闸管流过单相全波电流时，允许其最大平均电流是多少？ 解：额定电流为100A的晶闸管在不考虑安全裕量的情况下，允许的电流有效值为：

IT?1.57IT(AV)?1.57?100?157A

晶闸管在流

第一章 电力电子器件

1.1 使晶闸管导通的条件是什么？

答：使晶闸管导通的条件是：晶闸管承受正相阳极电压，并在门极施加触发电流（脉冲）。或者UAK >0且UGK>0

1.2 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：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。

1.3 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，I

3

解:a) Id1=

Im21Π

ωt=+1)≈0.2717Im (Imsin()42Π22ΠΠ

1ΠIm312

I1=(Imsin)() tdwt=+≈0.4767Im Π

2Π4242Π

b) Id2=

1ΠIm2

tdwt=+1)=0.5434Im (Imsin()ΠΠ422

1Π2Im312

I2=(Imsin)() tdwt=+≈0.6741Im Π

Π4242Π

121

dtIm()ω=Im c) Id3=

2Π∫041221

Im()dωt=Im

电力系统及其自动化 电力电子变流技术

第一章 电力半导体器件

习题与思考题解

1-1．晶闸管导通的条件是什么？怎样使晶闸管由导通变为关断？

解：晶闸管导通的条件是：阳极承受正向电压，处于阻断状态的晶闸管，只有在门极加正向触发电压，才能使其导通。门极所加正向触发脉冲的最小宽度，应能使阳极电流达到维持通态所需要的最小阳极电流，即擎住电流ＩＬ以上。导通后的晶闸管管压降很小。

使导通了的晶闸管关断的条件是：使流过晶闸管的电流减小至某个小的数值－维持电流

ＩＨ以下。其方法有二：

１）减小正向阳极电压至某一最小值以下，或加反向阳极电压； ２）增加负载回路中的电阻。

1-2．型号为KP100-3的晶闸管，维持电流IH=4mA，使用在题1-2图中的电路中是否合理？为什么（不考虑电压、电流裕量）？

解：根据机械工业部标准JB1144-75规定，ＫＰ型为普通闸管，KP100-3的晶闸管，其中100是指允许流过晶闸管的额定通态平均电流为100A，3表示额定电压为300V。

对于图(a)，假若晶闸管V被触发开通，由于电源为直流电源，则晶闸管流过的最大电流

燕山大学毕业设计论文（专用纸）

第一章 电力电子器件

1.1 使晶闸管导通的条件是什么？

答：使晶闸管导通的条件是：晶闸管承受正相阳极电压，并在门极施加触发电流（脉冲）。或者UAK >0且UGK>0 1.2 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：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。

1.3 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

1?Im2解:a) Id1=Imsin(?t)?(?1)?0.2717Im 42???2?2 I1=

1?Im312(Imsin?t)d(wt)???0.4767Im ??2?4242?1?Im2 b) Id2=??Imsin?td(wt)?(?1)?0.5434Im

?422I2=

1?2Im312(Imsin?t)d(wt)???0.6741Im ???4242??121Imd(?t)?Im c)

1.1 晶闸管导通的条件是什么？由导通变为关断的条件是什么？

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：uAK>0且uGK>0。

1.2

要使晶闸管由导通变为关断，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，即降到维持电流以下，便可使导通的晶闸管关断。

晶闸管非正常导通方式有几种？

（常见晶闸管导通方式有5种，见课本14页，正常导通方式有：门级加触发电压和光触发）

答：非正常导通方式有：

(1) Ig=0，阳极加较大电压。此时漏电流急剧增大形成雪崩效应，又通过正反馈放大漏电

流，最终使晶闸管导通；

(2) 阳极电压上率du/dt过高；产生位移电流，最终使晶闸管导通 (3) 结温过高；漏电流增大引起晶闸管导通。

1.3 试说明晶闸管有那些派生器件。

答：晶闸管派生器件有：（1）快速晶闸管，（2）双向晶闸管，（3）逆导晶闸管，（4）光控晶闸管

1.4 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

目录

第一章 ....................................................................................................................................................... 2 第二章 ....................................................................................................................................................... 5 第三章 ....................................................................................................................................................... 8 第四章 ................................................