电力电子技术课后答案第二版

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(

习 题 一

1-1 在图1.51中，方框代表电源或负载。已知，U?100V，I??2A。试问，哪些方框 是电源，哪些是负载？

I + U =- =(a)

I - U =+ =(b)

I + U =- =(c)

I - U =+ =(d)

图1.51 习题1-1的电路

解：（a）电源 （b）电源 （c）负载 （d）负载

1-2 已知蓄电池充电电路如图1.52。电动势E?20V，设R?2Ω，当端电压U?12V时求 电路中的充电电流I及各元件的功率。并验证功率平衡的关系。

解：RI?U?E ?I?20?12?4A 2R + I PE??20?4??80W PR?RI?4?2?32W

22=E U - =PU?12?4?48W PR?PU?80W

图1.52 习题1-2的电路

电路中电源发出的功率等于负载消耗的功率，功率是平衡的

1-3 在图1.53所示电路中，已知，U1?14V，I1?2A，U2?10V，I2?1A，U3??4V， I4??1A。求各元件的功率。并说明是吸收还是发出。并验证功率平衡的关系。

解：

3 P1??U1I1??14?2??28WP2?U2I

电力电子技术复习资料

1.1 电力技术、电子技术和电力电子技术三者所涉及的技术内容和研究对象是什么？三者的技术发展和应用主要依赖什么电气设备和器件？

答：电力技术涉及的技术内容：发电、输电、配电及电力应用。其研究对象是：发电机、变压器、电动机、输配电线路等电力设备，以及利用电力设备来处理电力电路中电能的产生、传输、分配和应用问题。其发展依赖于发电机、变压器、电动机、输配电系统。其理论基础是电磁学(电路、磁路、电场、磁场的基本原理)，利用电磁学基本原理处理发电、输配电及电力应用的技术统称电力技术。 电子技术，又称为信息电子技术或信息电子学，研究内容是电子器件以及利用电子器件来处理电子电路中电信号的产生、变换、处理、存储、发送和接收问题。其研究对象:载有信息的弱电信号的变换和处理。其发展依赖于各种电子器件（二极管、三极管、MOS管、集成电路、微处理器电感、电容等）。

电力电子技术是一门综合了电子技术、控制技术和电力技术的新兴交叉学科。它涉及电力电子变换和控制技术技术，包括电压（电流）的大小、频率、相位和波形的变换和控制。研究对象：半导体电力开关器件及其组成的电力开关电路，包括利用半导体集成电路和微处理器芯片构成信号处理和控制系统。电力电子技术的

《电工电子技术》（第二版）节后学习检测解答

第1章节后检验题解析

第8页检验题解答：

1、电路通常由电源、负载和中间环节组成。电力系统的电路功能是实现电能的传输、分配和转换；电子技术的电路功能是实现电信号的产生、处理与传递。

2、实体电路元器件的电特性多元而复杂，电路元件是理想的，电特性单一、确切。由理想元件构成的、与实体电路相对应的电路称为电路模型。

3、电路中虽然已经定义了电量的实际方向，但对某些复杂些的直流电路和交流电路来说，某时刻电路中电量的真实方向并不能直接判断出，因此在求解电路列写方程式时，各电量前面的正、负号无法确定。只有引入了参考方向，方程式中各电量前面的的正、负取值才有意义。列写方程式时，参考方向下某电量前面取正号，即假定该电量的实际方向与参考方向一致，若参考方向下某电量前面取负号，则假定该电量的实际方向与参考方向相反；求解结果某电量为正值，说明该电量的实际方向与参考方向相同，求解结果某电量得负值，说明其实际方向与参考方向相反。电量的实际方向是按照传统规定的客观存在，参考方向则是为了求解电路方程而任意假设的。

4、原题修改为：在图1-5中，五个二端元件分别代表电源或负载。其中的三个元件上电

元件4 元件5 － 流和电压的参考方

《电力电子技术》(专科第二版)习题解答

第1章 思考题与习题

1.1晶闸管的导通条件是什么? 导通后流过晶闸管的电流和负载上的电压由什么决定? 答：晶闸管的导通条件是：晶闸管阳极和阳极间施加正向电压，并在门极和阳极间施加正向触发电压和电流（或脉冲）。

导通后流过晶闸管的电流由负载阻抗决定，负载上电压由输入阳极电压UA决定。

1.2晶闸管的关断条件是什么? 如何实现? 晶闸管处于阻断状态时其两端的电压大小由什么决定?

答：晶闸管的关断条件是：要使晶闸管由正向导通状态转变为阻断状态，可采用阳极电压反向使阳极电流IA减小，IA下降到维持电流IH以下时，晶闸管内部建立的正反馈无法进行。进而实现晶闸管的关断，其两端电压大小由电源电压UA决定。

1.3温度升高时，晶闸管的触发电流、正反向漏电流、维持电流以及正向转折电压和反向击穿电压如何变化？

答：温度升高时，晶闸管的触发电流随温度升高而减小，正反向漏电流随温度升高而增大，维持电流IH会减小，正向转折电压和反向击穿电压随温度升高而减小。

1.4晶闸管的非正常导通方式有哪几种？

答：非正常导通方式有：(1) Ig=0，阳极电压升高至相当高的数值；(1) 阳极电压上升率du/dt过高；(3) 结温过高。

电力电子技术答案

电力电子技术习题集

标 * 的习题是课本上没有的，作为习题的扩展

习题一

* 试说明什么是电导调制效应及其作用。

答：当PN结通过正向大电流时，大量空穴被注入基区（通常是N型材料），基区的空穴浓度（少子）大幅度增加，这些载流子来不及和基区的电子中和就到达负极。为了维持基区半导体的电中性，基区的多子（电子）浓度也要相应大幅度增加。这就意味着，在大注入的条件下原始基片的电阻率实际上大大地下降了，也就是电导率大大增加了。这种现象被称为基区的电导调制效应。

电导调制效应使半导体器件的通态压降降低，通态损耗下降；但是会带来反向恢复问题，使关断时间延长，相应也增加了开关损耗。 1. 晶闸管正常导通的条件是什么，导通后流过的电流由什么决定？晶闸管由导通变为关断

的条件是什么，如何实现？

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

2. 有时晶闸管触发导通后，触发脉冲结束后它又关断了，是何原因？

答：这是由于晶闸管的阳极电流IA没有达到晶闸管的擎住电流（IL）就去掉了触发脉冲，这种情况下，晶闸管将自动返回阻断状态。在具体电路中，由于阳极电流上升到擎住电流需要一定的时间（主要由外电路结

电力电子技术答案

电力电子技术习题集

标 * 的习题是课本上没有的，作为习题的扩展

习题一

试说明什么是电导调制效应及其作用。

答：当PN结通过正向大电流时，大量空穴被注入基区（通常是N型材料），基区的空穴浓度（少子）大幅度增加，这些载流子来不及和基区的电子中和就到达负极。为了维持基区半导体的电中性，基区的多子（电子）浓度也要相应大幅度增加。这就意味着，在大注入的条件下原始基片的电阻率实际上大大地下降了，也就是电导率大大增加了。这种现象被称为基区的电导调制效应。

电导调制效应使半导体器件的通态压降降低，通态损耗下降；但是会带来反向恢复问题，使关断时间延长，相应也增加了开关损耗。 1. 晶闸管正常导通的条件是什么，导通后流过的电流由什么决定？晶闸管由导通变为关断

的条件是什么，如何实现？

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

2. 有时晶闸管触发导通后，触发脉冲结束后它又关断了，是何原因？

答：这是由于晶闸管的阳极电流IA没有达到晶闸管的擎住电流（IL）就去掉了触发脉冲，这种情况下，晶闸管将自动返回阻断状态。在具体电路中，由于阳极电流上升到擎住电流需要一定的时间（主要由外电路结构决定

《电工与电子技术》第二版 陶桓齐 课后习题答案

第1章 电路的基本概念与定律 练习题解答（6）

1-3 一只额定电压为220V，功率为100W的白炽灯，在额定状态下工作时的电阻和电流各为多少？

解：根据功率表达式 P?RLI2?UI

则此时流过白炽灯的电流和白炽灯中的电阻分别为

1-5 某一直流电源，其输出额定功率PN = 200W，额定电压UN = 50V，内阻R0 = 0.5Ω，负载电阻R

可以调节，其电路如图1-15所示。试求： （1）额定工作状态下的电流及负载电阻； IS（2）开路状态下的电源端电压；

??（3）电源短路状态下的电流。

E 解：（1）电路如解题图3所示，当S闭合时,根据

?RLU额定功率表达式

R0 PN?UNIN ? 则

P200?4A IN?N?解题图3UN50 又根据额定电压表达式

UN?RNIN 那么

U50?12.5? RN?N?IN4 （2）根据全电路欧姆定律和开路状态下电源端电压等于电动势电压，所以

U

第1章 电路的基本概念与定律 练习题解答（6）

1-3 一只额定电压为220V，功率为100W的白炽灯，在额定状态下工作时的电阻和电流各为多少？

解：根据功率表达式 P?RLI2?UI

则此时流过白炽灯的电流和白炽灯中的电阻分别为

P100??0.45A U220P100 RL?2??484?

I0.452 I?

1-5 某一直流电源，其输出额定功率PN = 200W，额定电压UN = 50V，内阻R0 = 0.5Ω，负载电阻R

可以调节，其电路如图1-15所示。试求： （1）额定工作状态下的电流及负载电阻； IS（2）开路状态下的电源端电压；

??（3）电源短路状态下的电流。

E 解：（1）电路如解题图3所示，当S闭合时,根据

?RLU额定功率表达式

R0 PN?UNIN ? 则

P200 IN?N??4A 解题图3UN50 又根据额定电压表达式

UN?RNIN 那么

U50 RN?N??12.5?

IN4 （2）根据全电路欧姆定律和开路状态下电

第1章 电力电子器件

1. 使晶闸管导通的条件是什么？ 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：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：

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。 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。 计算各波形的电流平均值Id1、Id2、Id3与电流有效值I1、I2、I3。

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

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

0?4?a)2?0?4?5?4b)2?0?2c)2?

图1-43 图1-43 晶闸管导电波形

1解：a) Id1=

2πI1=

???4Imsin?td(?t)=

??42Im?1)?0.2717 Im (

2π212??(Imsin?t)2d(?t)=

Im231??0.4767 Im 42?1b) Id2 =

πI2 =

???4Imsin?td(?t)=

?2Im?1)?0.543