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其概念式为
≥0,比较特殊的是器件体内有寄生的反向二极管,另外,应避免其栅源极间发生擎住效应。
5、电力二极管额定电流是指最大工频正弦半波波形条件下测得值,对于应用于高频电力电子电路的电力二极管要用快恢复型二极管,但要求其反向恢复特性要软。
6、在电力电子电路中,半导体器件老是工作在开关状态,分析这种电路能够用理想开关等效电路;
电力电子技术的基础是电力电子器件制造技术,追求的目标是高效地处置电力。
7、硬开关电路的电力电子器件在换流进程中会产生较大的开关损耗,主要原因是其电压波形与电流波形发生重叠,为了解决该缺点,最好使电力电子器件工作在零电压开通,零电流关断状态;
也可采用由无源元件组成的缓冲技术,但它们一般是有损耗的。
8、电力电子电路对功率因数的概念与线性电路理论的概念在本质上的不同是有基波因数。
9、交流调压电路采用由两个SCR反并联接法组成交流开关作为控制,若交流电路的大感性负载阻抗角为80度,则SCR开通角的移相范围80度到180度。
10、SCR三相全控变流电路带直流电动机负载时,其处于整流状态时触发角应知足小于90度条件;
其处于有源逆变状态时触发角应知足大于90度条件;
SCR的换流方式都为电网换流。
11、有源逆变与无源逆变的不同是交流侧接在电网上仍是接在负载上;
加有续流二极管的任何整流电路都不能实现有源逆变的原因是负载被二极管短路不能产生负电压。
逆变角的概念是
>
90度时的控制角
12、电压源逆变器的输出电压是交流方波;
其逆变桥各臂都要反并联二极管。
13、SPWM的全数中文意思是正弦脉冲宽度调制,这种技术能够控制输出交流的大小;
产生SPWM波的模拟法用自然采样法。
而运算机则采用规则采样法。
14、单端正激式DC/DC变换电路要求在变压器上附加一个复位绕组,组成磁复位电路;
反激式DC/DC变换电路与Buck-Boost直流斩波器类似。
15、肖特基二极管具有工作频率高,耐压低的应用特点。
肖特基二极管具有反向恢复时刻短,正向压降小,耐压低,效率高等特点。
16、GTR关断是工作点应在截止区,导通时工作点应在饱和区;
它有可能因存在二次击穿而永久失效的缺点。
17、快恢复二极管的开关时刻是反向恢复时刻,高频使历时还要求其反向恢复速度快、特性软。
18、SCR三相半波可控整流电路的输出电压中所含交流分量的最低次谐波为3次,此电路中的SCR地自然换相点为
=30度。
19、输入电压为100V,输出功率为1000W的推挽式逆变器,其开关器件用占空比为的PWM波控制,在理想条件下加在器件上的最高电压达200V;
对这种电路的大体要求是各个电路元件都要参数一致。
20、SCR三相桥式全控整流电路的输出电压所含交流分量的谐波为6K(K为正整数)次谐波,以线电压为纵坐标,则其第一相的自然换相点在横坐标电角度的位置为30度。
21、达林顿管为电流控制型器件,IGBT为电压控制型器件。
23、GTR器件的最重要的开关参数是开通时刻和关断时刻;
快恢复二极管的最重要的开关参数是反向恢复时刻。
24、单相桥式全控整流电路中的SCR最大移相范围,在大电感负载下,对有接续流二极管的为π,对不接续流二极管的为π/2。
2五、单极型半导体器件的概念是只有一种载流子参与导电的半导体器件。
2六、电力电子器件的功率损耗有通态损耗、短态损耗和开关损耗这几个部份。
2八、IGBT的拖尾电流是指其在关断期间出现的较大电流现象。
2九、在电力电子器件上附加的缓冲电路的主要目的是避免过电压、过电流。
30、有源逆变的概念是交流侧接在电网上,发生逆变失败的原因是①触发电路不靠得住②晶闸管发生故障③在逆变工作时,交流电源发生缺相或突然消失④换相裕量角不足,引发换相失败。
加在续流二极管的任何整流电路都不能实现有源逆变的原因是无法提供负极性电压。
3一、GTR的SOA区由最高电压
集电极最大电流
和最大耗散功率
和二次击穿临界限
。
3二、IGBT发生擎住效应的主要原因是集电极电流过大(静态擎住效应)或
/dt过大(动态擎住效应)。
33、PowerMOSFET的跨导概念是
。
34、SPWM与PWM的区别是前者指的是脉冲宽度按正弦规律转变且与正弦波等效。
3五、能够利用单极性PWM控制的电路是单相桥式逆变电路,它与双极型控制的电路不同在于其输入的PWM波有三个电平。
3六、对SCR触发电路的同步要求指的是触发电路与电源之间维持同频率、同相位。
SCR能关断的条件是外电压和外电路作用下使电流降至接近于0的某一数值下。
37、SCR三相半波可控整流电路的输出电压中所含交流分量的最低次谐波为150HZ。
自然换相点为相电压30度处。
其SCR的最大导通角为120度。
在纯电感负载下,对有接续流二极管的最大触发角为150度。
不接续流二极管的为90度。
38、直流斩波电路在改变负载的直流电压时,常常利用控制方式有脉宽调制、脉频调制两种。
39、在单相交流调压电路中,负载为电阻性时移相范围是0到180度,负载为阻感性负载时移相范围是
40、按照流过变压器是直流脉动电流和交流电流间接直流组合电路可分为单端和双端电路两大类。
41、采用间接直流组合交流电路(隔离型)是因为输出端与输入端需要隔离、某些应用中需要彼此隔离的多路输出、输出电压与输入电压的比例远小于1或远大于一、交流环节采用较高的工作频率,能够减小变压器和滤波电感、滤波电容的体积和重量。
43、负载换流逆变电路输出电容作用是使负载过补偿,工作在容性,采用电力电子器件是晶闸管。
44、电路的换流方式有器件换流、电网换流、负载换流、强迫换流,能够实现器件换流的电力电子器件是IGBTPowerMOSFETGTOGTR。
4五、零电压开关准谐振电路实现软开关条件是
≥
,按照软开关技术进展的历程能够分为准谐振电路、零开关PWM电路和零转换PWM电路。
4六、载波信号和调制信号不维持同步的调制方式是异步伐制,其特点是通常载波频率
固定不变,而信号波频率
转变,载波比N是转变的;
载波比N等于常数,并在变频时使载波和信号波维持同步的方式是同步伐制,其特点是载波比N不变。
47、交交变频电路中制约输出频率提高的因素是电压波形畸变和由此产生的电流波形畸变和电动机转矩脉动。
48、三相全桥可控整流电路中,SCR触发角α的最大可控相角,在极大电感负载下,对有接续流二极管的电路为120°
,对不接续流二极管的电路为90°
49、全桥逆变电路中发生器件共态导通现象的原因是功率开关关断需要时刻,要避免该现象发生,必需先通后端(或留有死区时刻)。
50、电力电子开关在关断感性电路时应该有du/dt抑制(或缓冲)电路,而在开通直流容性电路时应该有di/dt抑制电路。
二、简答题
一、分析晶闸管的开通与关断。
答:
如图,开通进程:
由于晶闸管内部的正反馈进程需要时刻,再加上外电路电感的限制,晶闸管受到触发后,其阳极电流的增加不可能是瞬时的。
延迟时刻td~μs),上升时刻tr~3μs),开通时刻tgt=td+tr。
延迟时刻随门极电流的增大而减小,上升时刻除反映晶闸管本身特性外,还受到外电路电感的严峻影响。
提高阳极电压,延迟时刻和上升时刻都
可显著缩短。
关断进程:
由于外电路电感的存在,原处于导通状态的晶闸管当外加电压突
然由正向变成反向时,其阳极电流在衰减时必然也是有过渡进程的。
反向阻断恢复时刻trr
正向阻断恢复时刻tgr,关断时刻tq=trr+tgr,关断时刻约几百微秒。
在正向阻断恢复时刻内若是从头对晶闸管施加正向电压,晶闸管会从头正向导通,而不是受门极电流控制而导通。
2、在理想条件下,单相全桥式SPWM正弦波逆变器要求
1)画出单极性SPWM调制波形
2)负载电流
0时,+Ud,0,-Ud各自对应哪些功率器件开通
负载电流
<
1)如图
2)A:
电压为正时,V1和V4导通,电压为零时,V1导通,V4关断,VD3导通与V1形成回路续流,电压为负时,VD2和VD3导通
B:
电压为正时,VD1和VD4导通,电压为零时,V2导通,V1关断,VD4导通与V2形成回路续流,电压为负时,V2和V3导通
3、全桥式逆变电路阻感负载情形下,输出电压及电流波形如图所示,指出主控开关管的耐压为多少,电流最大值为多少(设输入电压为400V,纯电阻负载最大输出功率为3000W,无移相)。
若负载含极大电感且存在移相,t0~t6各时刻段电流流通哪些器件?
二极管有何作用?
输入电压Ui=400V,最大输出功率Po=3000W。
主控开关管耐压为400V。
假设效率为100%,则输入的最大平均电流为3000/400=,主控开关管最大电流为。
to~t1时,V1和V4导通形成回路,t1~t2时,V1和VD3导通形成回路,t2~电流为零时,VD3和VD2导通形成回路,电流为零~t3时,V2和V3导通形成回路,t3~t4时,V2和VD4导通形成回路,以后的进程和前面类似。
逆变桥各臂都并联了反馈二极管,是为了给交流侧向直流侧反馈的无功功率提供通道。
4、定性画出SCR器件的输出-触发特性伏安图,在途中标明SCR重要的电压、电流参量名称。
如下:
Ubo:
正向转折电压
:
断态不重复峰值电压
断态重复峰值电压
反向重复峰值电压
:
反向最大瞬态电压
维持电流
5、在理想条件下,Boost式DC/DC工作在电感电流持续模式,绘出其在一个周期中的各阶段等效电路图并导出其电压表达式。
Boost电路图:
当晶闸管导通时的等效电路图:
当晶闸管关断后的等效电路图:
当电路工作于稳态时,一个周期T中电感L积蓄的能量与释放的能量相等,即EI1ton=(Uo-E)I1toff,化简得Uo=(ton+toff)*E/toff=T*E/toff。
六、在理想条件下,导出Buck式DC/DC的电感电流持续下的输出电压表达式。
从负载上看,在整个周期L中流出的电流等于等于流出的电流,由伏秒积平衡有(E-Uo)ton=Uotoff,得Uo=aE。
7、某人设计一个工作频率为150KHZ,功率为500W的隔离型单端正激式DC/DC电路。
如图所示,但通电实验时不能工作,请指出该电路所有的设计错误处(包括元件是不是适合),说明理由并更正电路错误的地方(要求更正后电路仍为
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