思考题和习题
1.电力电子器件按开关控制性能可分为哪几类？
答：按其开关控制性能可分为不控型器件、半控型器件和全控型器件。
2. 晶闸管正常导通的条件是什么？导通后流过晶闸管的电流由什么决定？晶闸管的关断条件是什么？怎样才使导通的晶闸管关断？晶闸管导通与阻断时其两端电压各为多大？ 答：晶闸管正常导通的条件：晶闸管承受正向阳极电压时，并且门极有触发电流的情况下晶闸管才能导通。导通后流过晶闸管的电流由负载决定。晶闸管的关断条件是利用外加电压和外电路的作用，使流过晶闸管的电流降到IH（维持电流）以下。晶闸管导通时电压为管子的压降，答应1V左右；阻断时其两端电压为电源电压（具体分析电路）。 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，晶闸管的触发电流减小、正反向漏电流增大、维持电流下降、正向转折电压和反向击穿电压减小。
4. 晶闸管的额定电流是怎样定义的？在额定情况下有效值和平均值有何关系？如何根据实际电流波形来选择晶闸管的电流额定容量？
答：晶闸管的额定电流是指通态平均电流IT(AV) ，国际规定通态平均电流是在环境温度为40℃和规定的冷却条件下，晶闸管稳定结温不超过额定结温时所允许的最大工频正弦半波电流的平均值。
额定状态下的有效值电流与通态平均电流IT(AV)的关系：
定义：电流波形系数 ，则晶闸管电流波形系数为。
对于不同的波形，波形系数也不同。即电流平均值相同，不同的波形有效值将会不同。
在实际选用时，按照实际波形求出电流的有效值，与晶闸管所允许的最大正弦半波电流（其平均值即通态平均电流IT(AV))所造成的发热效应相等（即有效值相等）的原则来选晶闸管的定额电流，并应留一定的裕量。
5. 试说明晶闸管的擎住电流IL和维持电流IH之间的区别，并比较它们的大小。
答：擎住电流IL是指晶闸管刚从断态转入通态并移除触发信号后，能维持晶闸管导通的最小电流，而维持电流是指使晶闸管维持导通所必须的最小电流，通常IL是IH的2～4倍。
6.型号为KP100-3、维持电流IH=3mA的晶闸管，使用在图1-53三个电路中是否合理？为什么？（不考虑电压、电流裕量）
a) b) c)
图1-53 习题6附图
解：
a)图假设晶闸管导通，电路电流小于维持电流IH=3mA，故晶闸管无法导通。
b)图晶闸管承受的最大峰值电压为311V，大于额定电压300V，故不合理。
c)图合理，导通时的电流小于额定时的有效值电流。
7. 图1-57中阴影部分表示流过晶闸管的电流波形，其最大值均为Im，试计算各波形的电流平均值和有效值。如不考虑安全余量，额定电流100A的晶闸管，流过上述电流波形时，允许流过的电流平均值IdT各为多少？
解：a）
b）
c)
d)
e)
f)
当IT(AV)=100A时，晶闸管流过有效值电流IT=157A
a）
b）
c）
d）
e）
f）
图1-54 习题6 附图
8. 为什么要对电力电子主电路和控制电路进行电气隔离？其基本方法有哪些？各自的基本原理是什么？
答：由于主电路的电压较高，而控制电路的电压一般较低，所以，控制电路必须与主电路
之间有良好的隔离，从而确保控制电路的安全和提高抗干扰能力。
常用的隔离方法有：光隔离和磁隔离。光隔离通常采用光电耦合器，磁隔离通常采用脉冲变压器。
9. 电力电子器件过电压和过电流产生的原因有哪些？对过电压和过电流的保护各有哪些主要方法？ 答：电力电子装置中产生过电压的原因有两类：外因过电压和内因过电压。外因过电压主要来自雷击和系统中的操作过程等外部原因：1）雷击过电压，2）操作过电压。内因过电压主要来自电力电子装置内部器件的开关过程，主要有换向过电压和关断过电压：1)换相过电压，2)关断过电压。阻容RC过电压抑制电路是对过电压最常用和有效的保护方法，利用电容电压不能突变的特性吸收过电压，电阻消耗吸收的能量，并抑制回路的振荡。
过电流通常产生的原因是短路或过载。快速熔断器（简称快熔）是电力电子装置中最有效、应用最广的一种过电流保护措施。
10. 电力电子器件的缓冲电路是如何分类的？全控型器件的缓冲电路的主要作用是什么？分
析RCD缓冲电路中各元件的作用。
答：缓冲电路又称为吸收电路。其作用是抑制电力电子器件的内因过电压、du/dt或者过电流和di/dt，减小器件的开关损耗。在电力电子电路中，用于改进电力电子器件开通和关断时刻所承受的电压、电流波形。缓冲电路分耗能型和馈能型。
RCD缓冲电路中：开通时，电容Cs经Rs放电，Rs起到限制放电电路的作用；关断时，负载电流经二极管VDs从Cs分流，使电压的上升率du/dt减少，抑制过电压。
11. 晶闸管串并联使用时需要注意哪些事项？
答：由于器件的特性的分散性，同型号的器件的伏安特性也会存在差异，会导致串联时电压分配不均匀。 为此在晶闸管串联时必须采用均压措施。
晶闸管的静态和动态参数不一致，在相同的压降下，使各并联的器件流过的电流相差很大。为了使并联器件达到电流平均分配，除选用特性比较一致的器件外，应采用均流措施。
12. 晶闸管两端并联阻容吸收电路可起哪些保护作用？
答：晶闸管两端并联阻容吸收电路可起如下保护作用：1.过电压保护；2.动态均压；3抑制电压上升率du/dt
13. 为什么电力MOSFET和IGBT较容易并联？在并联使用时需要注意哪些事项？
答：电力MOSFET的通态电阻Ron具有正温度系数，电流增大，发热增大，通态电阻也随之增大，使电流下降。在MOSFET并联使用时具有一定的电流均衡能力。
IGBT的通态压降一般在1/2~1/3额定电流以下的区段具有负的温度系数，在以上区域具有正温度系数，因而IGBT在并联时，也具有一定的电流自动均衡能力，易于并联使用。
在实际并联使用MOSFET和IGBT时，在器件的参数特性选择、电路布线和散热条件方面尽量保持一致。
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议