电力电子技术复习提纲

2020-03-26 23:06

复习提纲

第一章 绪论 要求:

对电力电子技术的学科分类、应用领域的认识。 问题:

1.什么是电力电子技术?

应用于电力领域的、使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术。是一门与电子、控制和电力紧密相关的边缘学科。

2. 说“电力电子技术的核心技术是变流技术”对吗? 对

3.模拟电子技术和数字电子技术也是电力电子技术吗?

答:模拟电子技术和数字电子技术属于信息电子技术,不属于电力电子技术。 第二章 电力电子器件 要求:

了解各种主要电力电子器件的基本结构、工作原理、基本特性和主要参数。 电力电子器件归类:

一. 按照器件内部电子和空穴两种载流子参与导电的情况

①单极型:肖特基二极管、电力MOSFETT等。

②双极型:基于PN结的电力二极管、晶闸管、GTR等。 ③复合型:IGBT等。 二. 按驱动类型 ①电压驱动型器件

单极型器件和复合型器件。

共同特点是:输入阻抗高,所需驱动功率小,驱动电路简单,工作频率高。 ②电流驱动型器件

双极型器件。

共同特点是:具有电导调制效应,因而通态压降低,导通损耗小,但工作频率

较低,所需驱动功率大,驱动电路也比较复杂。

三. 按控制信号的波形

1

①电平控制型器件

电压驱动型器件和部分电流驱动型器件(如GTR) ②脉冲触发型器件

部分电流驱动型器件,如晶闸管。

问题:

4.解释“电力电子器件”并叙述其主要特征。

用于处理电能的主电路中,实现电能的变换或控制的电子器件。 主要特征:

① 所能处理电功率可以很大,其承受电压和电流的能力一般都远大于处理信息的电子器件。

② 工作在开关状态。

③ 需要驱动电路(除不可控器件外),由信息电子电路来控制。

④ 自身的功率损耗通常仍远大于信息电子器件,一般都需要作散热设计。 5.解释:电力电子器件的“通态损耗”、“断态损耗”、“开关损耗”、“开通损耗”、“关断损耗”。

“通态损耗”:电力电子器件在导通稳态下自身的电能损耗。损耗功率通常等于导通压降×导通电流。

“断态损耗”:电力电子器件在关断稳态下自身的电能损耗。损耗功率通常等于承受的关断压降×关断漏电流。

“开关损耗”:电力电子器件在导通、关断转变的过渡过程期间自身的电能损耗。包括“开通损耗”、“关断损耗”。

6.解释:半控型器件、全控型器件、不可控器件(并举例器件名称)

半控型器件:开通需要触发驱动,关断由其在主电路中承受的电压和电流决定。如“晶闸管”。

全控型器件:导通和关断都由驱动控制信号来进行控制。如IGBT和Power MOSFET。 不可控器件:不能用控制信号来控制其通断。如电力二极管。

7.如图示的二极管伏安特性曲线,示意性地在坐标轴上标注二极管的“反向击穿电压”、“门槛电压UTO”、“正向导通电流IF”及其对应的“正向压降UF”、“反向漏电流”。

2

答案:

3

8.如图示的电力二极管关断的动态过程波形。问:反向恢复时间trr=?

答:反向恢复时间trr=t2-t0

9.如图所示晶闸管结构电路模型。解释驱动电路注入控制极电流Ig晶闸管导通后,撤除驱动信号晶闸管仍然保持导通(门极失去控制作用)的原因。

答:驱动电路注入控制基极电流Ig后,由于电源EA和结构形成的电流Ic1的正反馈作用,停止驱动电流Ig后,仍保持继续导通。

4

10.叙述晶闸管从关断转为导通和从导通转为关断的条件。

答:从关断转为导通的条件:晶闸管承受正向电压,门极有触发电流。

从导通转为关断的条件: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。

11.解释:晶闸管参数“通态平均电流 IT(AV)”的含义。

答:晶闸管在环境温度为40?C和规定的冷却状态下,稳定结温不超过额定结温时所允许流过的最大工频正弦半波电流的平均值。 12.已知正弦半波电流波形f(ωt)的函数为:

0≤ωt<π:f(ωt)=Imsinωt; π≤ωt<2π:f(ωt)=0

写出该电流的平均值、有效值的计算表达式。 答:

1平均值:IT?2?2??I0msinωtd(ωt)12有效值:I?(Isinωt)d(ωt)m?2?0

13.图中阴影部分为晶闸管处于通态区间的电流波形,电流最大值均为Im,试计算该电流平均值Id电流有效值I

2?电流的平均值:

2?1Id1?2?

?0IImsinωtd(ωt)?m2?Imsinωtd(ωt)??π42?π??Im?2??1??0.2717Im????cos(ωt)π????2??4???2??5


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