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《電力電子技術(shù)第二版張興課后習(xí)題答案》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、-一、簡答題2.1晶閘管串入如圖所示的電路，試分析開關(guān)閉合和關(guān)斷時電壓表的讀數(shù)。題2.1圖在晶閘管有觸發(fā)脈沖的情況下，S開關(guān)閉合，電壓表讀數(shù)接近輸入直流電壓；當(dāng)S開關(guān)斷開時，由于電壓表內(nèi)阻很大，即使晶閘管有出發(fā)脈沖，但是流過晶閘管電流低于擎住電流，晶閘管關(guān)斷，電壓表讀數(shù)近似為0（管子漏電流形成的電阻與電壓表內(nèi)阻的分壓值）。2.2試說明電力電子器件和信息系統(tǒng)中的電子器件相比，有何不同。電力電子系統(tǒng)中的電子器件具有較大的耗散功率；通常工作在開關(guān)狀態(tài)；需要專門的驅(qū)動電路來控制；需要緩沖和保護(hù)電路。2.3試比較電流驅(qū)動型和電壓驅(qū)動型器件實(shí)現(xiàn)器件通斷的原理。---電
2、流驅(qū)動型器件通過從控制極注入和抽出電流來實(shí)現(xiàn)器件的通斷；電壓驅(qū)動型器件通過在控制極上施加正向控制電壓實(shí)現(xiàn)器件導(dǎo)通，通過撤除控制電壓或施加反向控制電壓使器件關(guān)斷。2.1普通二極管從零偏置轉(zhuǎn)為正向偏置時，會出現(xiàn)電壓過沖，請解釋原因。導(dǎo)致電壓過沖的原因有兩個：阻性機(jī)制和感性機(jī)制。阻性機(jī)制是指少數(shù)載流子注入的電導(dǎo)調(diào)制作用。電導(dǎo)調(diào)制使得有效電阻隨正向電流的上升而下降，管壓降隨之降低，因此正向電壓在到達(dá)峰值電壓UFP后轉(zhuǎn)為下降，最后穩(wěn)定在UF。感性機(jī)制是指電流隨時間上升在器件內(nèi)部電感上產(chǎn)生壓降，di/dt越大，峰值電壓UFP越高。2.2試說明功率二極管為什么在正向電流
3、較大時導(dǎo)通壓降仍然很低，且在穩(wěn)態(tài)導(dǎo)通時其管壓降隨電流的大小變化很小。若流過PN結(jié)的電流較小，二極管的電阻主要是低摻雜N-區(qū)的歐姆電阻，阻值較高且為常數(shù)，因而其管壓降隨正向電流的上升而增加；當(dāng)流過PN結(jié)的電流較大時，注入并積累在低摻雜N----區(qū)的少子空穴濃度將增大，為了維持半導(dǎo)體電中性條件，其多子濃度也相應(yīng)大幅度增加，導(dǎo)致其電阻率明顯下降，即電導(dǎo)率大大增加，該現(xiàn)象稱為電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)。2.1比較肖特基二極管和普通二極管的反向恢復(fù)時間和通流能力。從減小反向過沖電壓的角度出發(fā)，應(yīng)選擇恢復(fù)特性軟的二極管還是恢復(fù)特性硬的二極管？肖特基二極管反向恢復(fù)時間比普通二極管短，
4、通流能力比普通二極管小。從減少反向過沖電壓的角度出發(fā)，應(yīng)選擇恢復(fù)特性軟的二極管。2.2描述晶閘管正常導(dǎo)通的條件。承受正向電壓且有門極觸發(fā)電流。2.3維持晶閘管導(dǎo)通的條件是什么？怎樣才能使晶閘管由導(dǎo)通變?yōu)殛P(guān)斷？晶閘管流過的電流大于維持電流，通過外部電路使晶閘管流過的電流低于維持電流。2.4試分析可能出現(xiàn)的晶閘管的非正常導(dǎo)通方式有哪幾種。IG=0時陽極電壓達(dá)到正向轉(zhuǎn)折電壓Ubo；陽極電壓上升率du/dt過高；結(jié)溫過高。2.5試解釋為什么PowerMOSFET的開關(guān)頻率高于IGBT、GTO。---PowerMOSFET為單極性器件，沒有少數(shù)載流子存貯效應(yīng)，反向恢
5、復(fù)時間很短。2.1從最大容量、開關(guān)頻率和驅(qū)動電路三方面比較SCR、PowerMOSFET和IGBT的特性。最大容量遞增順序?yàn)镻owerMOSFET、IGBT、SCR;開關(guān)頻率遞增順序?yàn)镾CR、IGBT、PowerMOSFET；SCR為電流型驅(qū)動；而PowerMOSFET和IGBT為電壓型驅(qū)動。2.2解釋電力電子裝置產(chǎn)生過電壓的原因。電力電子裝置可能的過電壓原因分為外因和內(nèi)因。外因過電壓主要來自雷擊和系統(tǒng)中的操作過程等外部原因，如由分閘、合閘等開關(guān)操作引起過電壓。而內(nèi)因過電壓主要來自電力電子裝置內(nèi)部器件的開關(guān)過程。1）換相過電壓：晶閘管或與全控型器件反并聯(lián)的
6、二極管在換相結(jié)束后不能立刻恢復(fù)阻斷，因而有較大的反向電流流過，當(dāng)恢復(fù)了阻斷能力時，該反向電流急劇減小，會因線路電感在器件兩端感應(yīng)出過電壓；2）關(guān)斷過電壓：全控型器件關(guān)斷時，正向電流迅速降低而由線路電感在器件兩端感應(yīng)出的過電壓。---2.1在電力電子裝置中常用的過電流保護(hù)有哪些？快速熔斷器、快速斷路器和過電流繼電器都是專用的過電流保護(hù)裝置，還有通過驅(qū)動實(shí)施保護(hù)的電子電路過流保護(hù)。2.2試分析電力電子器件串并聯(lián)使用時可能出現(xiàn)什么問題及解決方法。采用多個功率管串聯(lián)時，應(yīng)考慮斷態(tài)時的均壓問題。應(yīng)在功率管兩端并聯(lián)電阻均衡靜態(tài)壓降，并聯(lián)RC電路均衡動態(tài)壓降。采用多個功
7、率管并聯(lián)時，應(yīng)考慮功率管間的均流問題。在進(jìn)行并聯(lián)使用時，應(yīng)盡選擇同一型號且同一生產(chǎn)批次的產(chǎn)品，使其靜態(tài)和動態(tài)特性均比較接近。其中功率MOSFET溝道電阻具備正溫度系數(shù)，易于并聯(lián)。2.3電力電子器件為什么加裝散熱器？---與信息系統(tǒng)中的電子器件主要承擔(dān)信號傳輸任務(wù)不同，電力電子器件處理的功率較大，具有較高的導(dǎo)通電流和阻斷電壓。由于自身的導(dǎo)通電阻和阻斷時的漏電流，電力電子器件要產(chǎn)生較大的耗散功率，往往是電路中主要的發(fā)熱源。為便于散熱，電力電子器件往往具有較大的體積，在使用時一般都要安裝散熱器，以限制因損耗造成的溫升。二、計(jì)算題2.1在題2.16圖中，電源電壓有
8、效值為20V，問晶閘管承受的正反向電壓最高是多少？考慮安全裕量為2
