電力電子技術(shù)電子工業(yè)出版社課后答案

1、1第1章電力電子器件習(xí)題答案1.晶閘管導(dǎo)通的條件是什么晶閘管導(dǎo)通的條件是什么關(guān)斷的條件是什么關(guān)斷的條件是什么答:晶閘管導(dǎo)通的條件:①應(yīng)在晶閘管的陽(yáng)極與陰極之間加上正向電壓。②②應(yīng)在晶閘管的門極與陰極之間也加上正向電壓和電流。晶閘管關(guān)斷的條件:要關(guān)斷晶閘管必須使其陽(yáng)極電流減小到一定數(shù)值以下或在陽(yáng)極和陰極加反向電壓。2.為什么要限制晶閘管的通態(tài)電流上升率為什么要限制晶閘管的通態(tài)電流上升率答:因?yàn)榫чl管在導(dǎo)通瞬間電流集中在門極附近隨著時(shí)間的推

2、移導(dǎo)通區(qū)才逐擴(kuò)漸大直到全部結(jié)面導(dǎo)通為止。在剛導(dǎo)通時(shí)如果電流上升率較大會(huì)引起門極附近過(guò)熱造成晶閘didt管損壞，所以電流上升率應(yīng)限制在通態(tài)電流臨界上升率以內(nèi)。3.為什么要限制晶閘管的斷態(tài)電壓上升率？為什么要限制晶閘管的斷態(tài)電壓上升率？答：晶閘管的PN結(jié)存在著結(jié)電容，在阻斷狀態(tài)下，當(dāng)加在晶閘管上的正向電壓上升率較大時(shí)，便會(huì)有較大的充電電流流過(guò)結(jié)電容，起到觸發(fā)電流的作用，使晶閘管誤導(dǎo)dudt通。因此，晶閘管的電壓上升率應(yīng)限制在斷態(tài)電壓臨界上升

3、率以內(nèi)。4.額定電流為額定電流為100A的晶閘管流過(guò)單相全波電流時(shí)，允許其最大平均電流是多少？的晶閘管流過(guò)單相全波電流時(shí)，允許其最大平均電流是多少？解：額定電流為100A的晶閘管在不考慮安全裕量的情況下，允許的電流有效值為：AII15710057.157.1T(AV)T????晶閘管在流過(guò)全波電流的時(shí)候，其有效值和正弦交流幅值的關(guān)系為：2d)sin(1m02mTIttII???????其平均值與和正弦交流幅值的關(guān)系為：?????m0md

4、2dsin1IttII???則波形系數(shù)為：11.122dTf????IIK則晶閘管在流過(guò)全波電流的時(shí)候，其平均值為：AKII1.14111.1157fTd???所以，額定電流為100A的晶閘管流過(guò)單相全波電流時(shí)，允許其最大平均電流是141.4A。5.晶閘管中通過(guò)的電流波形如下圖所示，求晶閘管電流的有效值、平均值、波形系數(shù)及晶晶閘管中通過(guò)的電流波形如下圖所示，求晶閘管電流的有效值、平均值、波形系數(shù)及晶閘管額定電流。閘管額定電流。解：晶閘管

5、電流的有效值為AItII5.11532003d21m3202mT????????3然后垂直被漏極接收具有正溫度系數(shù)，故沒(méi)有熱點(diǎn)反饋引起的二次擊穿輸入阻抗高跨導(dǎo)的線性度好和工作頻率高。11.功率功率MOSFET是電壓控制器件，是否需要柵極驅(qū)動(dòng)電流？是電壓控制器件，是否需要柵極驅(qū)動(dòng)電流？答：功率MOSFET是電壓控制器件，不需要柵極驅(qū)動(dòng)電流。但由于有柵源電容，還是需要很小的一點(diǎn)電流的。12.功率功率MOSFET靜電保護(hù)措施有哪些？靜電保護(hù)措

6、施有哪些？答：功率MOSFET可采取3個(gè)方面的靜電保護(hù)措施：①應(yīng)存放在防靜電包裝袋、導(dǎo)電材料包裝袋或金屬容器中，不能放在塑料袋或紙袋中。取用器件時(shí)應(yīng)拿器件管殼，而不要拿引線。②將開(kāi)關(guān)管接入電路時(shí)，工作臺(tái)和烙鐵都必須良好接地，焊接時(shí)電烙鐵功率應(yīng)不超過(guò)25W，最好是用內(nèi)熱式烙鐵，先焊漏極與源極或集電極和發(fā)射極，最好使用12～24V的低電壓烙鐵，且前端作為接地點(diǎn)。③在測(cè)試開(kāi)關(guān)管時(shí)，測(cè)量?jī)x器和工作臺(tái)都必須良好接地，并盡量減少相同儀器的使用次數(shù)和

7、使用時(shí)間，開(kāi)關(guān)管的3個(gè)電極未全部接入測(cè)試儀器或電路前，不要施加電壓，改換測(cè)試范圍時(shí)，電壓和電流都必須先恢復(fù)到零。13.IGBT在何種情況下會(huì)出現(xiàn)擎住效應(yīng)？使用中如何避免出現(xiàn)該效應(yīng)？在何種情況下會(huì)出現(xiàn)擎住效應(yīng)？使用中如何避免出現(xiàn)該效應(yīng)？答：因?yàn)镮GBT是4層結(jié)構(gòu)，體內(nèi)存在一個(gè)寄生晶體管，在NPN晶體管的基極與發(fā)射極之間存在一個(gè)體區(qū)短路電阻P型區(qū)的橫向空穴流過(guò)該電阻會(huì)產(chǎn)生一定壓降對(duì)J3結(jié)來(lái)說(shuō)相當(dāng)于一個(gè)正偏置電壓當(dāng)輸出集電極電流ic大到一定程

8、度時(shí)該正偏置電壓使NPN晶體管導(dǎo)通進(jìn)而使NPN和PNP晶體管處于飽和狀態(tài)于是寄生晶閘管導(dǎo)通柵極失去控制作用這就是所謂的擎住效應(yīng)。所以，IGBT在使用中應(yīng)注意防止過(guò)高的和過(guò)大的過(guò)載電流。dudt14.晶閘管并聯(lián)時(shí)，有幾種引起電流不平衡的原因？如何抑制？晶閘管并聯(lián)時(shí)，有幾種引起電流不平衡的原因？如何抑制？答：由于并聯(lián)的各個(gè)晶閘管在導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)的伏安特性各不相同，卻有相同的端電壓，因而通過(guò)并聯(lián)器件的電流是不等的。為了使并聯(lián)器件的電流均勻分配，除

9、了選用特性比較一致的器件進(jìn)行并聯(lián)外，還可采用串聯(lián)電阻法和串聯(lián)電感等均流措施。15簡(jiǎn)述產(chǎn)生過(guò)電壓的原因，對(duì)不同的過(guò)電壓分別采取什么樣的保護(hù)措施？簡(jiǎn)述產(chǎn)生過(guò)電壓的原因，對(duì)不同的過(guò)電壓分別采取什么樣的保護(hù)措施？答：引起過(guò)電壓的原因：（1）操作過(guò)電壓。由斷路器的拉閘、合閘、變壓器的通電、斷電等經(jīng)常性操作中的電磁過(guò)程引起的過(guò)電壓。（2）浪涌過(guò)電壓。由雷擊等偶然原因引起，從電網(wǎng)進(jìn)入變換器的過(guò)電壓，其幅值遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于工作電壓。（3）電力電子器件關(guān)斷過(guò)電壓

10、。電力電子器件關(guān)斷時(shí)，由于回路電感在電力電子器件上產(chǎn)生的過(guò)電壓。（4）過(guò)電壓和過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作引起的過(guò)電壓。某處過(guò)電流過(guò)電壓動(dòng)作時(shí)所產(chǎn)生的電路的過(guò)電流過(guò)電壓抑制過(guò)程，可能引起電路其他部分產(chǎn)生過(guò)電流過(guò)電壓。（5）泵升過(guò)電壓。在電力電子變換器—電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中，由于電動(dòng)機(jī)回饋制動(dòng)造成直流側(cè)過(guò)電壓。對(duì)不同的過(guò)電壓可采取的保護(hù)措施有：（1）雷擊過(guò)電壓可在變壓器初級(jí)接避雷器加以保護(hù)。（2）二次電壓很高或變壓比很大的變壓器，一次側(cè)合閘時(shí)，由于一次、二