电力电子技术-徐春燕-第3章答案-
电力电子技术课后答案精简版
《电力电子技术》第五版课后习题答案第二章电力电子器件1.使晶闸管导通的条件是什么？答：使晶闸管导通的条件是：晶闸管承受正向阳极电压，并在门极施加触发电流（脉冲）。
或：uAK>0且uGK>0。
2.维持晶闸管导通的条件是什么？怎样才能使晶闸管由导通变为关断？答：维持晶闸管导通的条件是使晶闸管的电流大于能保持晶闸管导通的最小电流，即维持电流。
要使晶闸管由导通变为关断，可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，即降到维持电流以下，便可使导通的晶闸管关断。
3.图1-43中阴影部分为晶闸管处于通态区间的电流波形，各波形的电流最大值均为Im，试计算各波形的电流平均值Id1、Id2、Id3与电流有效值I1、I2、I3。
图1-43晶闸管导电波形解：a)Id1=π21⎰ππωω4)(sin t td I m =π2m I (122+)≈0.2717Im I1=⎰ππωωπ42)()sin (21t d t I m =2m I π2143+≈0.4767Im b)Id2=π1⎰ππωω4)(sin t td I m =πm I (122+)≈0.5434Im I2=⎰ππωωπ42)()sin (1t d t I m =22m I π2143+≈0.6741I m c)Id3=π21⎰20)(πωt d I m =41ImI3=⎰202)(21πωπt d I m =21Im4.上题中如果不考虑安全裕量,问100A 的晶闸管能送出的平均电流Id1、Id2、Id3各为多少？这时，相应的电流最大值Im1、Im2、Im3各为多少?解：额定电流I T(AV)=100A 的晶闸管，允许的电流有效值I =157A，由上题计算结果知a)Im1≈4767.0I≈329.35，Id1≈0.2717Im1≈89.48b)Im2≈6741.0I≈232.90,Id2≈0.5434Im2≈126.56c)Im3=2I =314,Id3=41Im3=78.5第3章整流电路3．单相桥式全控整流电路，U2＝100V，负载中R＝2Ω，L 值极大，当α＝30°时，要求：①作出ud、id、和i2的波形；②求整流输出平均电压Ud、电流Id，变压器二次电流有效值I2；③考虑安全裕量，确定晶闸管的额定电压和额定电流。
电力电子课后答案(整理版)
电力电子技术课后习题答案 第2章 电力电子器件1. 使晶闸管导通的条件是什么？答：使晶闸管导通的条件是：晶闸管承受正向阳极电压，并在门极施加触发电流（脉冲）。
或：u AK >0且u GK >0。
2. 维持晶闸管导通的条件是什么？怎样才能使晶闸管由导通变为关断？答：维持晶闸管导通的条件是使晶闸管的电流大于能保持晶闸管导通的最小电流，即维持电流。
要使晶闸管由导通变为关断，可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，即降到维持电流以下，便可使导通的晶闸管关断。
3. 图1-43中阴影部分为晶闸管处于通态区间的电流波形，各波形的电流最大值均为I m ，试计算各波形的电流平均值I d1、I d2、I d3与电流有效值I 1、I 2、I 3。
π4π4π25π4a)b)c)图1-43图1-43 晶闸管导电波形解：a) I d1=π21⎰ππωω4)(sin t td I m =π2m I (122+)≈0.2717 I m I 1=⎰ππωωπ42)()sin (21t d t I m =2m I π2143+≈0.4767 I m b) I d2 =π1⎰ππωω4)(sin t td I m =πmI (122+)≈0.5434 I m I 2 =⎰ππωωπ42)()sin (1t d t I m =2m I π2123+≈0.898 I m c) I d3=π21⎰2)(πωt d I m =0.25I mI 3 =⎰202)(21πωπt d I m =0.5I m4. 上题中如果不考虑安全裕量,问100A 的晶闸管能送出的平均电流I d1、I d2、I d3各为多少？这时，相应的电流最大值I m1、I m2、I m3各为多少?解：额定电流I T(AV) =100A 的晶闸管，允许的电流有效值I =157A ，由上题计算结果知a) I m1≈4767.0I≈329.35， I d1≈0.2717 I m1≈89.48b) I m2≈6741.0I≈232.90, I d2≈0.5434 I m2≈126.56c) I m3=2 I = 314, I d3=41I m3=78.55. GTO 和普通晶闸管同为PNPN 结构，为什么GTO 能够自关断，而普通晶闸管不能？ 答：GTO 和普通晶闸管同为PNPN 结构，由P 1N 1P 2和N 1P 2N 2构成两个晶体管V 1、V 2,分别具有共基极电流增益1α和2α，由普通晶闸管的分析可得，1α+2α=1是器件临界导通的条件。
电力电子技术第五版课后答案
电力电子技术第五版课后习题答案第二章 电力电子器件2-1 与信息电子电路中的二极管相比，电力二极管具有怎样的结构特点才使得其具有耐受高压和大电流的能力？答：1.电力二极管大都采用垂直导电结构，使得硅片中通过电流的有效面积增大，显著提高了二极管的通流能力。
2.电力二极管在P 区和N 区之间多了一层低掺杂N 区，也称漂移区。
低掺杂N 区由于掺杂浓度低而接近于无掺杂的纯半导体材料即本征半导体，由于掺杂浓度低，低掺杂N 区就可以承受很高的电压而不被击穿。
2-2. 使晶闸管导通的条件是什么？答：使晶闸管导通的条件是：晶闸管承受正向阳极电 压，并在门极施加触发电流（脉冲）。
或：uAK>0且uGK>0。
2-3. 维持晶闸管导通的条件是什么？怎样才能使晶闸管由导通变为关断？答：维持晶闸 管导通的条件是使晶闸管的电流大于能保持晶闸管导通的最小电流，即维持电流。
要使晶闸管由导通变为关断， 可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，即降到维持电流以下，便可使导通的晶闸管关断。
2-4 图2-27中阴影部分为晶闸管处于通态区间的电流波形，各波形的电流 最大值均为Im π4π4π25π4a)b)c)图1-43图2-27 晶闸管导电波形解：a) I d1=π21⎰ππωω4)(sin t td I m=π2m I (122+)≈0.2717 I m I 1=⎰ππωωπ42)()sin (21t d t I m =2m I π2143+≈0.4767 I m b) I d2 =π1⎰ππωω4)(sin t td I m =πm I (122+)≈0.5434 I m I 2 =⎰ππωωπ42)()sin (1t d t I m =22mI π2143+≈0.6741I m c) I d3=π21⎰20)(πωt d I m=41I m I 3 =⎰202)(21πωπt d I m =21 I m 2-5 上题中如果不考虑安全裕量,问100A 的晶闸管能送出的平均电流I d1、I d2、I d3各为多少？这时，相应的电流最大值I m1、I m2、I m3各为多少?解：额定电流I T(AV) =100A 的晶闸管，允许的电流有效值I =157A ，由上题计算结果知a) I m1≈4767.0I≈329.35，I d1≈0.2717 I m1≈89.48b) I m2≈6741.0I≈232.90, I d2≈0.5434 I m2≈126.56 c) I m3=2 I = 314,I d3=41 I m3=78.52-6 GTO 和普通晶闸管同为PNPN 结构,为什么GTO 能够自关断,而普通晶闸管不 能? 答：GTO 和普通晶阐管同为PNPN 结构，由P1N1P2和N1P2N2构成两个晶体管 V1、V2，分别具有共基极电流增益a1和a2，由普通晶阐管的分析可得,a1+a2=1是器件临界导通的条件。
电力电子技术第三章第四章部分答案(南航)
3-2． 解：20.9cos 0.9*220*cos 60990d DUd U VUd U E β=-=-=<<既满足内部条件，也满足外部条件，所以电路可以逆变。
12099211D UdE Id A R --===∑3-3已知三相桥式电路，V U L R l 230,,8.02=∞=Ω=∑，工作于逆变状态，V E D 290-=，设电流连续。
如允许?,30max min ==βA Id ，并按此选择晶闸管电流定额。
解：∑-=∴∑-=R E Ud Id R E Ud Id DD min min ,V E R Id Ud D 266)290(8.030min min -=-+⨯=+=∑βcos 35.12l U Ud -=max 2min cos 35.1βl U Ud ⨯-= max cos 23035.1266β⨯-=-︒=05.31max β-----------------------------------------(如果L=5mH, 考虑六次纹波电流的有效值为30.4A) A IdI T 32.173303===A I Tav1.22~5.1657.132.17)2~5.1(==的晶闸管选取A I Tav 30=3-5绘出三相桥式逆变电路4πβ=时，晶闸管C T +和C T -两端的电压波形，分析它们承受的正、反向最大电压各为多少？α = 45u a+c-b+a-c+b-u a+c-b+a-c+a-c+b-\T +C由图可知c T +、c T -承受的最大正、反向电压分别为26U 、2。
〔223[sin()sin(44ππ+=)3-6三相桥式全控电路，输入相电压V 100，电源变压器漏感折合到变压器副边为mH 5.1，当A Id 50=，计算换相压降。
如果不计晶闸管关断时间与安全余量，计算此时的最小逆变角min β；计算此时全控桥输出直流电压大小。
所有计算高电流连续。
解：换相压降V Id fL m Id mX Ud B B 5.22250105.150262223=⨯⨯⨯⨯⨯=⋅==∆-πππππγβδμ==+∴min 0，，余量不考虑关断时间及安全()m U BId l πβsin 21cos 2min ⨯-=()808.06sin 1002105.15025013=⨯⨯⨯⨯⨯⨯-=-ππ︒=1.36min βV Ud U Ud 57.2115.22808.010034.2cos 34.22-=-⨯⨯-=∆--=β4-1同步电压为锯齿波的触发电路中，控制电压、偏移电压、同步电压的作用各是什么？各采用什么电压？如果缺少其中一个电压的作用，触发电路的工作状态会怎样？答：控制电压k u 采用直流电压，大小可正可负，当偏置电压p u ，固定时，改变p u 就可以改变脉冲产生的时刻，脉冲移相，从而改变晶闸管电路整流电压的大小。
(完整版)《电力电子技术(第二版)》课后习题及解答
《电力电子技术》习题及解答第1章思考题与习题1.1晶闸管的导通条件是什么? 导通后流过晶闸管的电流和负载上的电压由什么决定?答：晶闸管的导通条件是：晶闸管阳极和阳极间施加正向电压，并在门极和阳极间施加正向触发电压和电流（或脉冲）。
导通后流过晶闸管的电流由负载阻抗决定，负载上电压由输入阳极电压U A决定。
1.2晶闸管的关断条件是什么?如何实现?晶闸管处于阻断状态时其两端的电压大小由什么决定?答：晶闸管的关断条件是：要使晶闸管由正向导通状态转变为阻断状态，可采用阳极电压反向使阳极电流I A减小，I A下降到维持电流I H以下时，晶闸管内部建立的正反馈无法进行。
进而实现晶闸管的关断，其两端电压大小由电源电压U A决定。
1.3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，晶闸管的触发电流随温度升高而减小，正反向漏电流随温度升高而增大，维持电流I H会减小，正向转折电压和反向击穿电压随温度升高而减小。
1.4晶闸管的非正常导通方式有哪几种？答：非正常导通方式有：(1) I g=0，阳极电压升高至相当高的数值；(1) 阳极电压上升率du/dt 过高；(3) 结温过高。
1.5请简述晶闸管的关断时间定义。
答：晶闸管从正向阳极电流下降为零到它恢复正向阻断能力所需的这段时间称为关断时间。
即gr rr q t t t +=。
1.6试说明晶闸管有哪些派生器件？答：快速晶闸管、双向晶闸管、逆导晶闸管、光控晶闸管等。
1.7请简述光控晶闸管的有关特征。
答：光控晶闸管是在普通晶闸管的门极区集成了一个光电二极管，在光的照射下，光电二极管电流增加，此电流便可作为门极电触发电流使晶闸管开通。
主要用于高压大功率场合。
1.8型号为KP100-3，维持电流I H =4mA 的晶闸管，使用在图题1.8所示电路中是否合理，为什么?(暂不考虑电压电流裕量)图题1.8答：（a ）因为H A I mA K V I <=Ω=250100，所以不合理。
电力电子技术第四版三四章课后答案
第3章 直流斩波电路1．简述图3-1a 所示的降压斩波电路工作原理。
答：降压斩波器的原理是：在一个控制周期中，让V 导通一段时间t on ，由电源E 向L 、R 、M 供电，在此期间，u o ＝E 。
然后使V 关断一段时间t off ，此时电感L 通过二极管VD 向R 和M 供电，u o ＝0。
一个周期内的平均电压U o ＝E t t t ⨯+offon on。
输出电压小于电源电压，起到降压的作用。
2．在图3-1a 所示的降压斩波电路中，已知E =200V ，R =10Ω，L 值极大，E M =30V ，T =50μs,t on =20μs,计算输出电压平均值U o ，输出电流平均值I o 。
解：由于L 值极大，故负载电流连续，于是输出电压平均值为U o =E T t on =5020020⨯=80(V) 输出电流平均值为I o =R E U M o -=103080-=5(A)3．在图3-1a 所示的降压斩波电路中，E =100V ， L =1mH ，R =Ω，E M =10V ，采用脉宽调制控制方式，T =20μs ，当t on =5μs 时，计算输出电压平均值U o ，输出电流平均值I o ，计算输出电流的最大和最小值瞬时值并判断负载电流是否连续。
当t on =3μs 时，重新进行上述计算。
解：由题目已知条件可得：m =E E M =10010= τ=RL =5.0001.0=当t on =5μs 时，有ρ=τT = =τont =由于11--ραρe e =1101.00025.0--e e =>m所以输出电流连续。
此时输出平均电压为U o =E T t on =205100⨯=25(V) 输出平均电流为I o =R E U M o -=5.01025-=30(A) 输出电流的最大和最小值瞬时值分别为I max =R E m e e ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-----ραρ11=5.01001.01101.00025.0⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-----e e =(A)I min =R E m e e ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---11ραρ=5.01001.01101.00025.0⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---e e =(A) 当t on =3μs 时，采用同样的方法可以得出： αρ=由于11--ραρe e =1101.0015.0--e e =>m 所以输出电流仍然连续。
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3 章 交流 - 直流变换电路 课后复习题第 1 部分：填空1. 阻 的特点是 电压与电流波形、相位相同；只消耗电能，不储存、释放电能 ，在 相半波可控整流 阻性 路中，晶 管控制角 α的最大移相范 是 0 ≤a ≤ 180 。
2. 阻感 的特点是 电感对电流变化有抗拒作用，使得流过电感的电流不发生突变 ，在 相半波可控整流 阻感 并 流二极管的 路中，晶 管控制角 α 的最大移相范 是 0 ≤ a ≤ 180，其承受的最大正反向 均 2U 2， 流二极管承受的最大反向2U 2（ U 2 相 有效 ）。
3. 相 式全控整流 路中， 阻 ，α 角移相范 0≤a ≤ 180 ，个晶 管所承受的最大正向 和反向 分2U 2 和2U 2； 阻感 ，α 角移相范 0 ≤a ≤ 90 ， 个晶 管所承受的最大正向 和反向 分 2U 2和2U 2 ； 反 ，欲使 阻上的 流不出 断 象，可在主 路中直流 出串 一个 平波电抗器 ( 大电感 ) 。
4. 相全控 反 路中，当控制角 α 大于不 角 ，晶 管的 通角 = 180 -2 ; 当控制角 小于不 角 ，晶 管的 通角 = 0 。
5. 从 入 出上看， 相 式全控整流 路的波形与 单相全波可控整流电路的波形基本相同，只是后者适用于 较低出 的 合。
6. 容 波 相不可控整流 阻 路中，空 ， 出 2U 2，随 加重 U d 逐 近于 0.9 U 2，通常 ， 取≥，此 出 U d≈1.2URC 1.5 ~2.5T(U 相 有效 ) 。
2 27. 阻性 三相半波可控整流 路中，晶 管所承受的最大正向U Fm 等于6U 2 ，晶 管控制角 α的最大移相范 是 0 ≤ a ≤ 90 ，使 流 的条件a ≤30(U 2 相 有效 )。
8.三相半波可控整流 路中的三个晶 管的触 脉冲相位按相序依次互差 120，当它 阻感 ， 的移相范 0 ≤ a ≤90 。
9.三相 式全控整流 路 阻 工作中，共阴极 中 于通 的晶 管 的 是电压最高 的相 ，而共阳极 中 于 通的晶 管 的是 电压最低的相 ； 种 路角的移相范 是0 ≤ a ≤ 120 ，u d 波形 的条件是≤ 60 。
《电力电子技术》(第三四五章)习题答案
第3章 直流斩波电路1．简述图3-1a 所示的降压斩波电路工作原理。
答：降压斩波器的原理是：在一个控制周期中，让V 导通一段时间t on ，由电源E 向L 、R 、M 供电，在此期间，u o ＝E 。
然后使V 关断一段时间t off ，此时电感L 通过二极管VD 向R 和M 供电，u o ＝0。
一个周期内的平均电压U o ＝E t t t ⨯+offon on。
输出电压小于电源电压，起到降压的作用。
2．在图3-1a 所示的降压斩波电路中，已知E =200V ，R =10Ω，L 值极大，E M =30V ，T =50μs,t on =20μs,计算输出电压平均值U o ，输出电流平均值I o 。
解：由于L 值极大，故负载电流连续，于是输出电压平均值为U o =E T t on =5020020⨯=80(V) 输出电流平均值为I o =R E U M o -=103080-=5(A)3．在图3-1a 所示的降压斩波电路中，E =100V ， L =1mH ，R =0.5Ω，E M =10V ，采用脉宽调制控制方式，T =20μs ，当t on =5μs 时，计算输出电压平均值U o ，输出电流平均值I o ，计算输出电流的最大和最小值瞬时值并判断负载电流是否连续。
当t on =3μs 时，重新进行上述计算。
解：由题目已知条件可得：m =E E M =10010=0.1 τ=R L =5.0001.0=0.002当t on =5μs 时，有ρ=τT=0.01=τon t=0.0025由于11--ραρe e =1101.00025.0--e e =0.249>m 所以输出电流连续。
此时输出平均电压为U o =E T t on =205100⨯=25(V) 输出平均电流为I o =R E U M o -=5.01025-=30(A) 输出电流的最大和最小值瞬时值分别为I max =R E m e e ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-----ραρ11=5.01001.01101.00025.0⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-----e e =30.19(A)I min =R E m e e ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---11ραρ=5.01001.01101.00025.0⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---e e =29.81(A) 当t on =3μs 时，采用同样的方法可以得出：αρ=0.0015由于11--ραρe e =1101.0015.0--e e =0.149>m 所以输出电流仍然连续。
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电力电子技术-徐春燕-第3
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第3章习题及参考或标准答案
1. 简述3-1a所示的降压斩波电路的工作原理。
说明：工作原理在教材中已经分析得很详细，读者可自行对照理解并陈述，表达方式并不唯一。
2. 在图3-1a所示的降压斩波电路中，已知E=200V，R=10Ω，L值极大，EM=30V。
采用脉宽调制控制方式，当T=50µs，ton=20µs时，计算输出电压平均值Uo、输出电流平均值Io。
解：由题目已知L值极大，则负载电流连续，那么：
3. 在图3-1a所示的降压斩波电路中，E=100V， L=1mH，R=0.5Ω，
E M=10V，采用脉宽调制控制方式，T=20μs，当t on=5μs时，计算输出电压平均值Uo，输出电流平均值Io，计算输出电流的最大和最小值瞬时值并判断负载电流是否连续。
当t on=3μs时，重新进行上述计算。
解：
（1）当ton=5µs时，
a ) 判断I0是否连续：
因此，负载电流连续；
b ) 计算Uo、Io：
c) 计算Imax、Imin：
（2）当ton=3µs时，同理：
可知，负载电流仍连续，则：
同上，可算出：
4. 简述图3-4a所示升压斩波电路的基本工作原理。
解：工作原理在教材中已经分析得很详细，读者可自行对照理解并陈述，表达方式并不唯一。
5. 在图3-4a所示的升压斩波电路中，已知E=50V，L值和C值极大，
R=20Ω，采用脉宽调制控制方式，当T=40μs，ton=25μs时，计算输出电压平均值Uo，输出电流平均值Io。
解: 由于L和C值极大，所以负载电流连续，则：
6. 试分别简述升降压斩波电路和Cuk 斩波电路的基本原理，并比较其异同点。
解：工作原理在教材中已经分析得很详细，读者可自行对照理解并陈述，表达方式并不唯一。
升降压斩波电路与Cuk 斩波电路相比，其相同点在于，两者的输入、输出关系相同；其不同点在于，Cuk 斩波电路有一个明显优点，即其输入电源电流和输出负载电流都是连续，且脉动很小，有利于对输入、输出进行滤波。
7. 试绘制Sepic 斩波电路和Zeta 斩波电路的原理图，并推导其输入输出关系。
解：原理图请参看教材图3-9，图3-10进行绘制。
（1）Sepic 斩波电路输入输出关系推导：
V 通态，E —L 1—V 回路和C 1—V —L 2回路形成，L 1和L 2贮能。
V 断态，E —L 1—C 1—VD —负载回路及L 2—VD —负载回路形成，此阶段E 和L 1既向负载供电，同时也向C 1充电（C 1贮存的能量在V 处于通态时向L 2转
移）。
输入输出关系为：
E E t T t E t t U α
α-=-==
1on on off on o
（2）Zeta 斩波电路输入输出关系推导：
V 处于通态期间，电源E 经开关V 向电感L 1贮能。
V 关断后，L 1－VD －C 1构成振荡回路， L 1的能量转移至C 1，能量全部转移至C 1上之后，VD 关断，C 1经L 2向负载供电。
输入输出关系：
E U α
α-=
1o 8. 分析图3-11a 所示的电流可逆斩波电路，并结合图3-11b 的波形，绘制出各个阶段电流流通的路径并标明电流方向。
解：在一周期内，此电路升压、降压斩波交替工作，其中V 1和VD 1作降压斩波器，V 2和VD 2作升压斩波器。
0～t1期间，V2关断由于L 释放能量，L 和M 共同作用，VD2导通，向电 源反送能量io 反向逐渐减小，输出uo=E ；其电流流通路径如题解图1所示：
t1～t2期间，V1开通，电流正向流通，并逐渐增大，输出电压uo=E ；其电流流通路径如题解下图2所示：
图1 0～t1期间电流流通情况 图2 t1～t2期间电流流通情况 t2～t3期间，V1关断，L 储存的能量经VD1释放，io 不断减小至0，输出电压uo=0；其电流流通路径如题解图3所示：
t3～t4期间，V2开通，反电动势EM 作用使电枢电流反向，电感蓄能，io 反向增大，输出电压uo=0; 其电流流通路径如题解图4所示：
图3 t2～t3期间电流流通情况 图4 t3～t4期间电流流通情况 9. 对于图3-12所示的桥式可逆斩波电路，若需使电动机工作于反转电动状态，试分析此时电路的工作情况，并绘制相应的电流流通路径图，同时标明电流流向。
解：桥式可逆斩波电路如题解图见教材图3-12，要使电动机工作于反转电动状态，则电流流通路径图如题解图5所示，此时V1保持为断态，VD1截至，V4保持为断态，VD4截至，V2保持为通态，VD2截至。
图5 电动机工作于反转电动状态电流流通情况
V3和VD3构成降压斩波电路，使电动机工作于第三象限，V3导通时，电流的流向：E+—V3—A—电动机—R—L—B—V2—E-；当V3截至时：L—B—V2—VD3—A—电动机—R—L 。
反转电动状态的等效电路如题解图6所示。
图6 电动机工作于反转电动状态时的等效
电路图
10. 请以3.3节中的案例分析为基础，继续完善“36V开关电源”的设计与制作。
说明：任课教师自行检查完成情况。