电力电子晶闸管

2.3 半控型器件—晶闸管

全称晶体闸流管，又称可控硅整流器（SCR）。

1、晶闸管的结构与工作原理

晶闸管结构图、双晶体管模型图、工作原理图和符号图如图1所示，晶闸管的管芯是P1N1P2N2四层半导体，形成3个PN结J1、J2和J3。可等效为PNP和NPN两个三极管。

图1 晶闸管结构图、双晶体管模型图、工作原理图和符号图

晶闸管的工作原理是：门极电流I G↑→I b2↑→I c2(I b1)↑→Ic1↑→I K↑，阳极A、阴极K饱和导通。

2、晶闸管工作特点是：

（1）承受反向电压时，不论门极是否有触发电流，晶闸管都不会导通。

（2）承受正向电压时，仅在门极有触发电流的情况下晶闸管才能开通。

（3）晶闸管一旦导通，门极就失去控制作用。

（4）要使晶闸管关断，只能使晶闸管的电流降到接近于零的某一数值以下。

3、闸管静态特性

晶闸管静态V-I特性曲线图如图2所示。

图2 晶闸管静态V-I特性曲线图

（1）正向特性：I G=0时，器件两端施加正向电压，只有很小的正向漏电流，为正向阻断状态。正向电压超过正向转折电压U bo，则漏电流急剧增大，器件开通。随着门极电流幅值的增大，正向转折电压降低。晶闸管本身的压降很小，在1V左右。

（2）反向特性：反向特性类似二极管的反向特性。反向阻断状态时，只有极小的反相漏电流流过。

4、动态特性

晶闸管的开通和关断过程波形如图3所示。

图3晶闸管的开通和关断过程波形

（1）开通过程：延迟时间t d：0.5~1.5μs。上升时间t r：0.5~3μs。开通时间t gt：以上两者之和，t gt=t d+ t r。

（2）关断过程：反向阻断恢复时间t rr，正向阻断恢复时间t gr，关断时间t q是以上两者之和t q=t rr+t gr。普通晶闸管的关断时间约几百微秒。

5、晶闸管的主要参数

（1）电压定额

断态重复峰值电压U DRM：在门极断路而结温为额定值时，允许重复加在器件上的正向峰值电压。

反向重复峰值电压U RRM：在门极断路而结温为额定值时，允许重复加在器件上的反向峰值电压。

通态（峰值）电压U T：晶闸管通以某一规定倍数的额定通态平均电流时的瞬态峰值电压。

（2）电流定额

通态平均电流I T(A V)：在环境温度为40?C和规定的冷却状态下，稳定结温不超过额定结温时所允许流过的最大工频正弦半波电流的平均值。标称其为额定电流参数。使用时应按有效值相等的原则来选取晶闸管。

维持电流I H：使晶闸管维持导通所必需的最小电流。

擎住电流I L：晶闸管刚从断态转入通态并移除触发信号后，能维持导通所需的最小电流。对同一晶闸管来说，通常I L约为I H的2~4倍。

浪涌电流I TSM：指由于电路异常情况引起的并使结温超过额定结温的不重复性最大正向过载电流。

（3）动态参数

除开通时间t gt和关断时间t q外，还有以下几个参数：

断态电压临界上升率d u/d t：指在额定结温和门极开路的情况下，不导致晶闸管从断态到通态转换的外加电压最大上升率。电压上升率过大，使充电电流足够大，就会使晶闸管误导通。

通态电流临界上升率d i/d t：指在规定条件下，晶闸管能承受而无有害影响的最大通态电流上升率。如果电流上升太快，可能造成局部过热而使晶闸管损坏。

6、晶闸管的触发电路

（1）触发电路要求

晶闸管的触发电路作用：产生符合要求的门极触发脉冲，保证晶闸管在需要的时刻由阻断转为导通。晶闸管触发电路应满足下列要求：

（a）脉冲的宽度应保证晶闸管可靠导通；触发脉冲应有足够的幅度。

（b）不超过门极电压、电流和功率定额，且在可靠触发区域之内。

（c）有良好的抗干扰性能、温度稳定性及与主电路的电气隔离。

理想的晶闸管触发脉冲电流波形如图4所示。

图4 理想的晶闸管触发脉冲电流波形

t1~t2 ?脉冲前沿上升时间（<1μs）。t1~t3 ?强脉宽度。I M ?强脉冲幅值（3I GT~5I GT）。t1~t4 ?脉冲宽度。I ?脉冲平顶幅值（1.5I GT~2I GT）。

（2）晶闸管触发电路

如图5所示。VT构成脉冲放大环节。脉冲变压器TM和附属电路构成脉冲输出环节。 VT导通时，通过脉冲变压器向晶闸管的门极和阴极之间输出触发脉冲。VD1回流（或续流）二极管；VD2整流（或检波）二极管；VD3是保护二极管，当脉冲变压器反相输出时，使加到门极和阴极反相电压小于0.7V。电路中电阻的作用是限流。电容的作用是加大初始电流以加速晶闸管导通，也称加速电容。

图5 常见的晶闸管触发电路

7、晶闸管的派生器件

（1）双向晶闸管：集成了两个反向并联晶闸管，共用一个门极，符号及特性见教材32页。

（2）逆导晶闸管：集成了晶闸管和反向并联二极管，正向触发导通，反向不控导通，符号及特性见教材32页。

晶闸管二极管主要参数及其含义

晶闸管二极管主要参数及其含义 IEC标准中用来表征晶闸管二极管性能特点的参数有数十项但用户经常用到的有十项左右本文就晶闸管二极管的主要参数做一简单介绍 1、正向平均电流I F(AV) (整流管) 通态平均电流I T(AV) (晶闸管) 是指在规定的散热器温度T HS 或管壳温度 T C 时,允许流过器件的最大正弦半波电流平均值此时器件的结温已达到其最高允许温度T jm 仪元公司产品手册中均给出了相应通态电流对应的散热器温度T HS 或管壳温度 T C 值用户使用中应根据实际通态电流和散热条件来选择合适型号的器件 2、正向方均根电流I FRMS (整流管) 通态方均根电流I TRMS (晶闸管) 是指在规定的散热器温度T HS 或管壳温度 T C 时,允许流过器件的最大有效电流值用户在使用中须保证在任何条件下流过器件的电流有效值不超过对应壳温下的方均根电流值 3、浪涌电流I FSM (整流管)I TSM (晶闸管) 表示工作在异常情况下器件能承受的瞬时最大过载电流值用10ms底宽正弦半波峰值表示仪元公司在产品手册中给出的浪涌电流值是在器件处于最高允许结温下施加80% V RRM 条件下的测试值器件在寿命期内能承受浪涌电流的次数是有限的用户在使用中应尽量避免出现过载现象

4、断态不重复峰值电压V DSM 反向不重复峰值电压V RSM 指晶闸管或整流二极管处于阻断状态时能承受的最大转折电压一般用单脉冲测试防止器件损坏用户在测试或使用中应禁止给器件施加该电压值以免损坏器件 5、断态重复峰值电压V DRM 反向重复峰值电压V RRM 是指器件处于阻断状态时断态和反向所能承受的最大重复峰值电压一般取器件不重复电压的90%标注高压器件取不重复电压减100V标注用户在使用中须保证在任何情况下均不应让器件承受的实际电压超过其断态和反向重复峰值电压 6、断态重复峰值漏电流I DRM 反向重复峰值漏电流I RRM 为晶闸管在阻断状态下承受断态重复峰值电压V DRM 和反向重复峰值电压V RRM 时流过元件的正反向峰值漏电流该参数在器件允许工作的最高结温Tjm下测出 7、通态峰值电压V TM (晶闸管) 正向峰值电压V FM (整流管)

电力电子题库含答案

1．一型号为KP10-7的晶闸管，U TN= 700V I T(A V)= 10A 。1 2．中间直流侧接有大电容滤波的逆变器是电压型逆变器，交流侧输出电压波形为矩形波。 3．晶闸管串联时，给每只管子并联相同阻值的电阻R是__均压______措施。4．在SPWM的调制中，载波比是载波频率和调制波频率的比值。5．考虑变压器漏抗的可控整流电路中，在换相过程期间，两个相邻的晶闸管同时导通，对应的电角度称为换相重叠角。 6．功率晶体管GTR从高电压小电流向低电压大电流跃变的现象称为二次击穿。7．三相半波可控整流电阻性负载电路中，控制角α的最大移相范围是150°。8．三相全控桥电路有 6 只晶闸管，应采用宽脉冲或双窄脉冲才能保证电路工作正常。电压连续时每个管导通120 度，每间隔60 度有一只晶闸管换流。接在同一桥臂上两个晶闸管触发脉冲之间的相位差为180°。 9．型号为KP100-8的晶闸管其额定参数为：额定电压800v，额定电流100 A 。10．考虑变压器漏抗的可控整流电路中，在换相过程期间，两个相邻的晶闸管同时导通，对应的电角度称为换相重叠角 11．抑制过电压的方法之一是用_电容__吸收可能产生过电压的能量，并用电阻将其消耗。而为抑制器件的du/dt和di/dt，减小器件的开关损耗，可采用接入缓冲电路的办法。 12．在交-直-交变频电路中，中间直流环节用大电容滤波，则称之为电压型逆变器，若用大电感滤波，则为电流型逆变器。 13．锯齿波触发电路由脉冲形成环节、锯齿波的形成和脉冲移相环节、同步环节、双窄脉冲形成环节构成。 14．若输入相电压为U2，单相桥式电路的脉冲间隔= 180 ，晶闸管最大导θ180 ，晶闸管承受的最大电压U dm= 0.9U2 , 整流电压脉动通= m a x 次数m= ; 三相半波电路的脉冲间隔= 120 , 晶闸管最大导通 θ150 ，晶闸管承受的最大电压U dm= 1.17U2 ,整流电压脉动次数= max m= ; 15．GTO、GTR、MOSFET、IGBT分别表示：可关断晶闸管、电力晶体管、电力场效应晶体管、绝缘栅双极晶体管 16．在三相半波可控整流电路中，电感性负载，当控制角大于30°时，输出电压波形出现负值，因而常加续流二级管。 17．三相电压型逆变电路基本电路的工作方式是180°导电方式，设输入电压为U d，输出的交流电压波形为矩形，线电压宽度为180°其幅值为U d；相电压宽度为120°，幅值为2/3 U d。二、判断题 1．各种电力半导体器件的额定电流，都是以平均电流表示的。(× ) 2．对于门极关断晶闸管，当门极上加正触发脉冲时可使晶闸管导通，而当门极

电力电子技术复习题答案

第二章： 1.晶闸管的动态参数有断态电压临界上升率du/dt和通态电流临界上升率等，若 du/dt过大，就会使晶闸管出现_ 误导通_，若di/dt过大，会导致晶闸管_损坏__。 2.目前常用的具有自关断能力的电力电子元件有电力晶体管、可关断晶闸管、功率场效应晶体管、绝缘栅双极型晶体管几种。简述晶闸管的正向伏安特性答: 晶闸管的伏安特性正向特性当IG=0时，如果在器件两端施加正向电压，则晶闸管处于正向阻断状态，只有很小的正向漏电流流过。如果正向电压超过临界极限即正向转折电压Ubo，则漏电流急剧增大，器件开通。随着门极电流幅值的增大，正向转折电压降低，晶闸管本身的压降很小，在1V左右。如果门极电流为零，并且阳极电流降至接近于零的某一数值IH以下，则晶闸管又回到正向阻断状态，IH称为维持电流。 3.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。 4.在如下器件：电力二极管（Power Diode）、晶闸管（SCR）、门极可关断晶闸管（GTO）、电力晶体管（GTR）、电力场效应管（电力MOSFET）、绝缘栅双极型晶体管（IGBT）中，属于半控型器件的是 SCR 。 5.晶闸管的擎住电流I L 答：晶闸管刚从断态转入通态并移除触发信号后，能维持导通所需的最小电流。 6.晶闸管通态平均电流I T(AV) 答：晶闸管在环境温度为40C和规定的冷却状态下，稳定结温不超过额定结温时所允许流过的最大工频正弦半波电流的平均值。标称其额定电流的参数。 7.晶闸管的控制角α（移相角）答：从晶闸管开始承受正向阳极电压起到施加触发脉冲止的电角度,用a表示,也称触发角或控制角。

电力题全答案

电力电子技术复习题题型一. 填空题(每空2分，共20分) 二. 判断题(5小题，每小题2分，共10分) 三. 选择题(5小题，每小题2分，共10分) 四. 简答题(3小题，每小题10分，共30分) 五. 分析题(15分) 电路分析，电压电流波形，整流电路+续流二极管/二象限斩波电路+直流电机负载六. 计算（15分）整流电路电压电流/晶闸管的额定参数计算总成绩: 平时(作业+练习+考勤)15%+实验(考勤+报告)15%+期终70% . 复习题一，填空/判断/选择 1, 电力电子器件一般工作在_开关_状态。 2, 在通常情况下，电力电子器件功率损耗主要有_通态损耗_，而当器件开关频率较高时，功率损耗主要为开关损耗。 3, 电力二极管的主要类型有普通二极管、快恢复二极管、肖特基二极管。 4, 肖特基二极管的开关损耗明显低于快恢复二极管的开关损耗。 5, 晶闸管的基本工作特性可概括为门极正向有触发则导通、反向截止。 6, 对同一晶闸管，维持电流I H与擎住电流I L在数值大小上的关系是I L约为I H的2–4倍。7, 晶闸管断态不重复电压U DRM与转折电压U bo数值大小上的关系是U DRM

电力电子第二讲晶闸管

2.3 半控型器件—晶闸管全称晶体闸流管，又称可控硅整流器（SCR）。 1、晶闸管的结构与工作原理晶闸管结构图、双晶体管模型图、工作原理图和符号图如图1所示，晶闸管的管芯是P1N1P2N2四层半导体，形成3个PN结J1、J2和J3。可等效为PNP和NPN两个三极管。图1 晶闸管结构图、双晶体管模型图、工作原理图和符号图晶闸管的工作原理是：门极电流I G↑→I b2↑→I c2(I b1)↑→Ic1↑→I K↑，阳极A、阴极K饱和导通。 2、晶闸管工作特点是：（1）承受反向电压时，不论门极是否有触发电流，晶闸管都不会导通。（2）承受正向电压时，仅在门极有触发电流的情况下晶闸管才能开通。（3）晶闸管一旦导通，门极就失去控制作用。（4）要使晶闸管关断，只能使晶闸管的电流降到接近于零的某一数值以下。 3、闸管静态特性晶闸管静态V-I特性曲线图如图2所示。图2 晶闸管静态V-I特性曲线图（1）正向特性：I G=0时，器件两端施加正向电压，只有很小的正向漏电流，为正向阻断状态。正向电压超过正向转折电压U bo，则漏电流急剧增大，器件开通。随着门极电流幅值的增大，正向转折电压降低。晶闸管本身的压降很小，在1V左右。（2）反向特性：反向特性类似二极管的反向特性。反向阻断状态时，只有极小的反相漏电流流过。 4、动态特性晶闸管的开通和关断过程波形如图3所示。图3晶闸管的开通和关断过程波形（1）开通过程：延迟时间t d：0.5~1.5?s。上升时间t r：0.5~3?s。开通时间t gt：以上两者之和，t gt=t d+ t r。（2）关断过程：反向阻断恢复时间t rr，正向阻断恢复时间t gr，关断时间t q是以上两者之和t q=t rr+t gr。普通晶闸管的关断时间约几百微秒。 5、晶闸管的主要参数（1）电压定额断态重复峰值电压U DRM：在门极断路而结温为额定值时，允许重复加在器件上的正向峰值电压。

电力电子技术复习提纲

《电力电子技术》复习提纲期末考试：总成绩分配比例：平时10%+实验20%+期末70% 题型：填空、简答、计算、分析题（1308、1309）第一章绪论本章要点：1、电力电子技术概念。 2、电力变换的种类。 1电力电子技术定义：是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术，是应用于电力领域的电子技术，主要用于电力变换。 2 电力变换的种类：（1）交流变直流AC-DC：整流（2）直流变交流DC-AC：逆变（3）直流变直流DC-DC：一般通过直流斩波电路实现（4）交流变交流AC-AC：一般称作交流电力控制 3 电力电子技术分类：分为电力电子器件制造技术和变流技术 4.电力电子技术的诞生1957年美国通用电气公司研制出第一个晶闸管，1904年出现电子管，1947年美国著名贝尔实验室发明了晶体管。 5 电子技术分为信息电子技术与电力电子技术。信息电子技术主要用于信息处理，电力电子技术主要用于电力变换。第2章电力电子器件本章要点：1、电力电子器件的分类。 2、晶闸管的基本特性和主要参数（额定电流和额定电压的确定）。 3、全控型器件的电气符号。复习参考：P42 2、3、4 1、电力电子器件一般工作在开关状态。 2、通常情况下，电力电子器件功率损耗主要为通态损耗，而当器件开关频率较高时，功率损耗主要为开关损耗。 3、电力电子器件组成的系统，一般由控制电路、驱动电路、主电路三部分组成，由于电路中存在电压和电流的过冲，往往需添加保护电路。 4、按内部电子和空穴两种载流子参与导电的情况，电力电子器件可分为单极型器件、双极型器件、复合型器件三类。 5、按照驱动电路加在电力电子器件控制端和公共端之间的性质，可将电力电子器件分为电压驱动型和电流驱动型两类。 6、属于不可控器件的是电力二极管，属于半控型器件的是晶闸管，属于全控型器件的是GTO 、GTR 、电力MOSFET 、IGBT ；属于单极型电力电子器件的有电力MOSFET，属于双极型器件的有电力二极管、晶闸管、GTO 、GTR，属于复合型电力电子器件得有IGBT ；在可控的器件中，容量最大的是晶闸管，工作频

电力电子填空

1、为减少自身损耗，提高效率，电力电子器件一般都工作在__开关_______状态。当器件的工作频率较高时，_开关______损耗会成为主要的损耗。 2、在PWM控制电路中，载波频率与调制信号频率之比称为___载波比__________，当它为常数时的调制方式称为_同步________调制。在逆变电路的输出频率范围划分成若干频段，每个频段内载波频率与调制信号频率之比为桓定的调制方式称为__分段同步调制__________调制。 3、面积等效原理指的是，_冲量________相等而__形状_____不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同。 4、在GTR、GTO、IGBT与MOSFET中，开关速度最快的是__MOSFET_______，单管输出功率最大的是_____________，应用最为广泛的是___IGBT________。 5、设三相电源的相电压为U2，三相半波可控整流电路接电阻负载时，晶闸管可能承受的最大反向电压为电源线电压的峰值，即根号6 ，其承受的最大正向电压为根号2 。 6、逆变电路的负载如果接到电源，则称为有源逆变逆变，如果接到负载，则称为无源逆变。 7、___GTR______存在二次击穿现象，____IGBT________存在擎住现象。 8、功率因数由和这两个因素共同决定的。 9、晶闸管串联时，给每只管子并联相同阻值的电阻R是均压_ 措施。 10、同一晶闸管，维持电流I H 与掣住电流I L 在数值大小上有I L _（2~4）I H 。

11、电力变换通常可分为：AC-DC 、AC-AC 、DC-DC 和DC-AC 。 12、在下图中，_V1______和__VD1______构成降压斩波电路使直流电动机电动运行，工作于第1象限；V2___和__VD2_____构成升压斩波电路，把直流电动机的动能转变成为电能反馈到电源，使电动机作再生制动运行，工作于_第2___象限。 13、请在正确的空格内标出下面元件的简称：电力晶体管GTR ；可关断晶闸管GTO ；功率场效应晶体管 MOSFET ；绝缘栅双极型晶体管 IGBT ；IGBT 是MOSFET 和GTR 的复合管。 14、晶闸管对触发脉冲的要求是要有足够的驱动功率、触发前沿要陡幅值要高和触发脉冲要与晶闸管阳极电压同步。 15、多个晶闸管相并联时必须考虑均流的问题，解决的方是串专用均流电抗器。

《电力电子技术》第1章课后习题答案

《电力电子技术》第1章课后习题答案 -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

1.1 晶闸管导通的条件是什么由导通变为关断的条件是什么答：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。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。 1.2晶闸管非正常导通方式有几种 1.3 （常见晶闸管导通方式有5种，见课本14页，正常导通方式有：门级加触发电压和光触发）答：非正常导通方式有： (1) Ig=0，阳极加较大电压。此时漏电流急剧增大形成雪崩效应，又通过正反馈放大漏电流，最终使晶闸管导通； (2) 阳极电压上率du/dt过高；产生位移电流，最终使晶闸管导通 (3) 结温过高；漏电流增大引起晶闸管导通。 1.3 试说明晶闸管有那些派生器件。答：晶闸管派生器件有：（1）快速晶闸管，（2）双向晶闸管，（3）逆导晶闸管，（4）光控晶闸管 1.4 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 P1N1P2 和 N1P2N2 构成两个晶体管 V1、V2 分别具有共基极电流增益α1 和α２，由普通晶闸管的分析可得，α1 + α 2 = 1 是器件临界导通的条件。α1 + α 2＞1 两个等效晶体管过饱和而导通；α1 + α 2＜1 不能维持饱和导通而关断。 GTO 之所以能够自行关断,而普通晶闸管不能,是因为 GTO 与普通晶闸管在设计和工艺方面有以下几点不同：

电力电子技术试卷答案

电力电子技术答案一、填空题(每小题2分，共30分) 1.对同一晶闸管，维持电流I H与擎住电流I L在数值大小上有I L____＞____I H。 2.功率集成电路PIC分为二大类，一类是高压集成电路，另一类是智能功率集成电路。 3.晶闸管断态不重复电压U DSM与转折电压U BO数值大小上应为，U DSM__＜______U BO。 4.电阻性负载三相半波可控整流电路中，晶闸管所承受的最大正向电压U Fm等于__√2U2__，设U2 为相电压有效值。 5.三相半波可控整流电路中的三个晶闸管的触发脉冲相位按相序依次互差_1200___。 6.对于三相半波可控整流电路，换相重叠角的影响，将使用输出电压平均值_降低。 7.晶闸管串联时，给每只管子并联相同阻值的电阻R是均压措施。 8.三相全控桥式变流电路交流侧非线性压敏电阻过电压保护电路的连接方式有_△、Y二种方式。 9.抑制过电压的方法之一是用___RC_吸收可能产生过电压的能量，并用电阻将其消耗。 10.180°导电型电压源式三相桥式逆变电路，其换相是在同一桥臂的上、下二个开关元件之间进行。 11.当晶闸管承受反向阳极电压时，不论门极加何种极性触发电压，管子都将工作在阻断状态。 12.单相半波可控整流电阻性负载电路中，控制角α的最大移相范围是0－1800。 13.单相全控桥式整流大电感负载电路中，控制角α的移相范围是0－900。 14.三相半波可控整流电路的自然换相点是距相应相电压原点300。 15.电流型逆变器中间直流环节贮能元件是电感。二、简答题（每小题6分，共30分） 1．双向晶闸管额定电流的定义和普通晶闸管额定电流的定义有什么不同？额定电流为100A的两只普通晶闸管反并联可用额定电流多大的双向晶闸管代替？答：双向晶闸管额定电流用有效值定义，普通晶闸管额定电流平均值定义。额定电流为100A的两只普通晶闸管反并联可用额定电流222A双向晶闸管代替。 2．在三相全控桥式整流电路中，如共阴极组的一只晶闸管短路，则电路会发生什么现象？应如何保护晶闸管？答:电路会发生短路现象。应对保护晶闸管进行过电流、过电压保护以及正向电压上升率和电流上升率抑制。 3.说明有源逆变和无源逆变的概念。

最全电力电子技术试题及答案

最全电力电子技术试题及答案 1、请在空格内标出下面元件的简称：电力晶体管GTR；可关断晶闸管GTO ；功率场效应晶体管MOSFET；绝缘栅双极型晶体管IGBT；IGBT是MOSFET 和GTR 的复合管。 2、晶闸管对触发脉冲的要求是要有足够的驱动功率、触发脉冲前沿要陡幅值要高和触发脉冲要与晶闸管阳极电压同步。 3、多个晶闸管相并联时必须考虑均流的问题，解决的方法是串专用均流电抗器。。 4、在电流型逆变器中，输出电压波形为正弦波波，输出电流波形为方波波。 5、型号为KS100-8的元件表示双向晶闸管晶闸管、它的额定电压为800V伏、额定有效电流为100A安。 6、180°导电型三相桥式逆变电路，晶闸管换相是在_同一桥臂上的上、下二个元件之间进行；而120o导电型三相桥式逆变电路，晶闸管换相是在_不同桥臂上的元件之间进行的。 7、当温度降低时，晶闸管的触发电流会增加、、正反向漏电流会下降、；当温度升高时，晶闸管的触发电流会下降、、正反向漏电流会增加。 8、在有环流逆变系统中，环流指的是只流经两组变流器之间而不流经负载的电流。环流可在电路中加电抗器来限制。为了减小环流一般采用控制角α= β的工作方式。 9、常用的过电流保护措施有快速熔断器、串进线电抗器、接入直流快速开关、控制快速移相使输出电压下降。（写出四种即可） 10、逆变器按直流侧提供的电源的性质来分，可分为电压型型逆变器和电流型型逆变器，电压型逆变器直流侧是电压源，通常由可控整流输出在最靠近逆变桥侧用电容器进行滤波，电压型三

相桥式逆变电路的换流是在桥路的本桥元件之间元件之间换流，每只晶闸管导电的角度是180o度；而电流型逆变器直流侧是电流源，通常由可控整流输出在最靠近逆变桥侧是用电感滤波，电流型三相桥式逆变电路换流是在异桥元件之间元件之间换流，每只晶闸管导电的角度是120o 度。 11、直流斩波电路按照输入电压与输出电压的高低变化来分类有降压斩波电路；升压斩波电路；升降压斩波电路。 12、由晶闸管构成的逆变器换流方式有负载换流和强迫换流。 13、按逆变后能量馈送去向不同来分类，电力电子元件构成的逆变器可分为有源、逆变器与无源逆变器两大类。 14、有一晶闸管的型号为KK200－9，请说明KK快速晶闸管；200表示表示200A，9表示900V。 15、单结晶体管产生的触发脉冲是尖脉冲脉冲；主要用于驱动小功率的晶闸管；锯齿波同步触发电路产生的脉冲为强触发脉冲脉冲；可以触发大功率的晶闸管。 17、为了减小变流电路的开、关损耗，通常让元件工作在软开关状态，软开关电路种类很多，但归纳起来可分为零电流开关与零电压开关两大类。 18、直流斩波电路在改变负载的直流电压时，常用的控制方式有等频调宽控制；等宽调频控制；脉宽与频率同时控制三种。 19、由波形系数可知，晶闸管在额定情况下的有效值电流为I Tn等于 1.57 倍I T（A V），如果I T（A V）=100安培，则它允许的有效电流为157安培。通常在选择晶闸管时还要留出 1.5—2倍的裕量。 20、通常变流电路实现换流的方式有器件换流，电网换流，负载换流，强迫换流四种。 21、在单相交流调压电路中，负载为电阻性时移相范围是π 0， →

第9章电力二极管、电力晶体管和晶闸管的应用简介

目录目录............................................................................................................................................................................. I 第9章电力二极管、电力晶体管和晶闸管的应用简介 . (1) 9.1 电力二极管的应用简介 (1) 9.1.1 电力二极管的种类 (1) 9.1.2 各种常用的电力二极管结构、特点和用途 (1) 9.1.3 电力二极管的主要参数 (1) 9.1.4 电力二极管的选型原则 (2) 9.2 电力晶体管的应用简介 (3) 9.2.1 电力晶体管的主要参数 (3) 9.2.2 电力晶体管的选型原则 (3) 9.3 晶闸管的应用简介 (4) 9.3.1 晶闸管的种类 (4) 9.3.2 各种常用的晶体管结构、特点和用途 (4) 9.3.3 晶闸管的主要参数 (5) 9.3.4 晶闸管的选型原则 (6) 9.4 总结 (7)

第9章电力二极管、电力晶体管和晶闸管的应用简介 9.1 电力二极管的应用简介电力二极管（Power Diode）在20世纪50年代初期就获得应用，当时也被称为半导体整流器；它的基本结构和工作原理与信息电子电路中的二极管相同，都以半导体PN结为基础，实现正向导通、反向截止的功能。电力二极管是不可控器件，其导通和关断完全是由其在主电路中承受的电压和电流决定的。电力二极管实际上是由一个面积较大的PN结和两端引线以及封装组成的。 9.1.1 电力二极管的种类电力二极管主要有普通二极管、快速恢复二极管和肖特基二极管。 9.1.2 各种常用的电力二极管结构、特点和用途名称结构特点、用途实例图片整流二极管多用于开关频率不高（1kHz以下）的整流电路中。其反向恢复时间较长，一般在5s以上，其正向电流定额和反向电压定额可以达到很高。快速恢复二极管恢复过程很短，特别是反向恢复过程很短（一般在5s以下）。快恢复外延二极管，采用外延型P-i-N结构，其反向恢复时间更短（可低于50ns），正向压降也很低（0.9V左右）。从性能上可分为快速恢复和超快速恢复两个等级。前者反向恢复时间为数百纳秒或更长，后者则在100ns以下，甚至达到20~30ns。肖特基二极管优点：反向恢复时间很短（10~40ns），正向恢复过程中也不会有明显的电压过冲；在反向耐压较低的情况下其正向压降也很小，明显低于快恢复二极管；因此，其开关损耗和正向导通损耗都比快速二极管还要小，效率高。弱点：（1）当所能承受的反向耐压提高时其正向压降也会高得不能满足要求，因此多用于200V以下的低压场合.（2）反向漏电流较大且对温度敏感，因此反向稳态损耗不能忽略，而且必须更严格地限制其工作温度。 9.1.3 电力二极管的主要参数 1．正向平均电流I F（AV）。正向平均电流指电力二极管长期运行时，在指定的管壳温度（简称壳温，用T C表示）和散热条件下，其允许流过的最大工频正弦半波电流的平均值。其是按照电流的发热效应来定义的，使用时应按有效值相

电力电子技术试题及答案-(1)

电力电子技术试题 1、请在空格内标出下面元件的简称：电力晶体管GTR；可关断晶闸管GTO ；功率场效应晶体管MOSFET；绝缘栅双极型晶体管IGBT；IGBT是MOSFET 和GTR 的复合管。 2、晶闸管对触发脉冲的要求是要有足够的驱动功率、触发脉冲前沿要陡幅值要高和触发脉冲要与晶闸管阳极电压同步。 3、多个晶闸管相并联时必须考虑均流的问题，解决的方法是串专用均流电抗器。。 4、在电流型逆变器中，输出电压波形为正弦波波，输出电流波形为方波波。 5、型号为KS100-8的元件表示双向晶闸管晶闸管、它的额定电压为800V伏、额定有效电流为100A安。 6、180°导电型三相桥式逆变电路，晶闸管换相是在_同一桥臂上的上、下二个元件之间进行；而120o导电型三相桥式逆变电路，晶闸管换相是在_不同桥臂上的元件之间进行的。 7、当温度降低时，晶闸管的触发电流会增加、、正反向漏电流会下降、；当温度升高时，晶闸管的触发电流会下降、、正反向漏电流会增加。 8、在有环流逆变系统中，环流指的是只流经两组变流器之间而不流经负载的电流。环流可在电路中加电抗器来限制。为了减小环流一般采用控制角α= β的工作方式。 9、常用的过电流保护措施有快速熔断器、串进线电抗器、接入直流快速开关、控制快速移相使输出电压下降。（写出四种即可） 10、逆变器按直流侧提供的电源的性质来分，可分为电压型型逆变器和电流型型逆变器，电压型逆变器直流侧是电压源，通常由可控整流输出在最靠近逆变桥侧用电容器进行滤波，电压型三相桥式逆变电路的换流是在桥路的本桥元件之间元件之间换流，每只晶闸管导电的角度是180o度；而电流型逆变器直流侧是电流源，通常由可控整流输出在最靠近逆变桥侧是用电感滤波，电流型三相桥式逆变电路换流是在异桥元件之间元件之间换流，每只晶闸管导电的角度是120o度。 11、直流斩波电路按照输入电压与输出电压的高低变化来分类有降压斩波电路；升压斩波电路；升降压斩波电路。 12、由晶闸管构成的逆变器换流方式有负载换流和强迫换流。 13、按逆变后能量馈送去向不同来分类，电力电子元件构成的逆变器可分为有源、逆变器与无源逆变器两大类。 14、有一晶闸管的型号为KK200－9，请说明KK快速晶闸管；200表示表示200A，9表示900V。 15、单结晶体管产生的触发脉冲是尖脉冲脉冲；主要用于驱动小功率的晶闸管；锯齿波同步触发电路产生的脉冲为强触发脉冲脉冲；可以触发大功率的晶闸管。 17、为了减小变流电路的开、关损耗，通常让元件工作在软开关状态，软开关电路种类很多，但归纳起来可分为零电流开关与零电压开关两大类。 18、直流斩波电路在改变负载的直流电压时，常用的控制方式有等频调宽控制；等宽调频控制；脉宽与频率

第三讲半控型电力电子器件—晶闸管

第三讲半控型电力电子器件—晶闸管 3.1 概述晶闸管（Thyristor ）：晶体闸流管，可控硅整流器（Silicon Controlled Rectifier ——SCR ）。 1956年美国贝尔实验室（Bell Lab ）发明了晶闸管； 1957年美国通用电气公司（GE ）开发出第一只晶闸管产品； 1958年商业化,开辟了电力电子技术迅速发展和广泛应用的崭新时代； 20世纪80年代以来，开始被性能更好的全控型器件取代；能承受的电压和电流容量最高，工作可靠，在大容量的场合具有重要地位。晶闸管往往专指晶闸管的一种基本类型——普通晶闸管广义上讲，晶闸管还包括其许多类型的派生器件。外形有螺栓型和平板型两种封装：引出阳极(Anode)A 、阴极(Kathode)K 和门极(Gate)（控制端）G 三个联接端。对于螺栓型封装，通常螺栓是其阳极，能与散热器(Radiator)紧密联接且安装方便；平板型封装的晶闸管可由两个散热器(Radiator)将其夹在中间。 A A G G K K b) c)a) A G K G A P 1 N 1 P 2N 2J 1J 2J 3 图1 晶闸管的外形、结构和电气图形符号 a) 外形 b) 结构 c) 电气图形符号 3.2 晶闸管的结构与工作原理晶闸管可用如图2所示的等效电路来表示。 111CBO A C I I I +=α （1） 222CBO K C I I I +=α （2） G A K I I I += （3）

21C C A I I I += （4）式中a 1和a 2分别是晶体管V 1和V 2的共基极电流增益；I CBO1和I CBO2分别是V 1和V 2的共基极漏电流。由以上式（1-1）～（1-4）可得 ) (121CBO2 CBO1G 2A ααα+-++= I I I I （5） A P 1 A G K N 1P 2 P 2N 1 N 2a) b) 图2 晶闸管的双晶体管模型及其工作原理 a) 双晶体管模型 b) 等效电路晶体管的特性是：在低发射极电流下a 是很小的，而当发射极电流建立起来之后，a 迅速增大。阻断状态：I G =0，a 1+a 2很小。流过晶闸管的漏电流稍大于两个晶体管漏电流之和；开通（门极触发）：注入触发电流使晶体管的发射极电流增大以致a 1+a 2趋近于1的话，流过晶闸管的电流I A （阳极电流）将趋近于无穷大，实现饱和导通。 I A 实际由外电路决定。其他几种可能导通的情况： 1）阳极电压升高至相当高的数值造成雪崩效应； 2）阳极电压上升率d u /d t 过高； 3）结温较高； 4）光直接照射硅片，即光触发，光触发可以保证控制电路与主电路之间的良好绝缘而应用于高压电力设备中之外，其它都因不易控制而难以应用于实践，称为光控晶闸管（Light Triggered Thyristor ——LTT ）。只有门极触发（包括光触发）是最精确、迅速而可靠的控制手段 3.3 晶闸管的基本特性 3.3.1 静态特性承受反向电压时，不论门极是否有触发电流，晶闸管都不会导通；

电力电子技术填空题汇总

1．电流源型逆变器的输出电流波形为矩形波。 2. 三相半波可控整流电路中的三个晶闸管的触发脉冲相位按相序依次互差120°。 3．将直流电能转换为交流电能又馈送回交流电网的逆变电路称为有源逆变器。 4. 电流型逆变器中间直流环节以电感贮能。 5．同一晶闸管，维持电流I H与擎住电流ＩL在数值大小上有I L＿=（2～4)____＿＿IＨ。６. 对于三相半波可控整流电路,换相重叠角的影响,将使用输出电压平均值下降。７.晶闸管串联时，给每只管子并联相同阻值的电阻R是＿__静态均压_＿__＿措施。 8.三相全控桥式变流电路交流侧非线性压敏电阻过电压保护电路的连接方式有___＿＿_三角形和星形＿_二种方式。９.抑制过电压的方法之一是用____储能元件__＿_吸收可能产生过电压的能量，并用电阻将其消耗。 1０. 控制角α与逆变角β之间的关系为β=л-α。 11．SPWM有两种调制方式：单极性和__＿双极性__＿调制。 12.逆变器可分为无源逆变器和_＿有源___＿逆变器两大类。１、普通晶闸管内部有两个PＮ结,,外部有三个电极，分别是阳极Ａ极阴极K 极和门极G 极。 2、晶闸管在其阳极与阴极之间加上正向电压的同时,门极上加上触发电压，晶闸管就导通。 3、、晶闸管的工作状态有正向阻断状态,正向导通状态和反向阻断状态。 4、某半导体器件的型号为KP50—７的,其中KP表示该器件的名称为普通晶闸管,50表示额定电流50A,7表示额定电压１00V 。 5、只有当阳极电流小于维持电流电流时,晶闸管才会由导通转为截止。６、当增大晶闸管可控整流的控制角α,负载上得到的直流电压平均值会减小。７、按负载的性质不同,晶闸管可控整流电路的负载分为电阻性负载, 电感性负载和反电动势负载三大类。 8、当晶闸管可控整流的负载为大电感负载时,负载两端的直流电压平均值会减小，解决的办法就是在负载的两端并接一个续流二极管。 9、工作于反电动势负载的晶闸管在每一个周期中的导通角小、电流波形不连续、呈脉冲状、电流的平均值小。要求管子的额定电流值要大些。１0、单结晶体管的内部一共有一个ＰＮ结,外部一共有3个电极,它们分别是发射极Ｅ极、第一基极B1极和第二基极Ｂ２极。１1、当单结晶体管的发射极电压高于峰点电压时就导通；低于谷点电压时就截止。 12、触发电路送出的触发脉冲信号必须与晶闸管阳极电压同步，保证在管子阳极电压每个正半周内以相同的时刻被触发,才能得到稳定的直流电压。 13、晶体管触发电路的同步电压一般有正弦波同步电压和锯齿波电压。1４、正弦波触发电路的同步移相一般都是采用正弦波同步电压与一个或几个控制电压的叠加，利用改变控制电压的大小，来实现移相控制。１５、在晶闸管两端并联的RC回路是用来防止关断过电压损坏晶闸管的。16、为了防止雷电对晶闸管的损坏,可在整流变压器的一次线圈两端并接一个硒堆或压敏电阻。

电力电子期末试题.及答案

1．晶闸管导通的条件是什么？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？如何实现？晶闸管导通与阻断时其两端电压各为多少？解：晶闸管导通的条件是：晶闸管阳极和阴极之间加正向阳极电压。门极和阴极之间加适当的正向阳极电压。导通后流过晶闸管的电流由主电路电源电压和负载大小决定。晶闸管的关断条件是：阳极电流小于维持电流。关断晶闸管可以通过降低晶闸管阳极－阴极间电压或增大主电路中的电阻。晶闸管导通时两端电压为通态平均电压（管压降），阻断时两端电压由主电路电源电压决定。 2．调试图所示晶闸管电路，在断开负载R d测量输出电压U d是否可调时，发现电压表读数不正常，接上R d后一切正常，请分析为什么？习题2图解：当S断开时，由于电压表内阻很大，即使晶闸管门极加触发信号，此时流过晶闸管阳极电流仍小于擎住电流，晶闸管无法导通，电流表上显示的读数只是管子漏电流形成的电阻与电压表内阻的分压值，所以此读数不准。在S合上以后，Rd介入电路，晶闸管能正常导通，电压表的读数才能正确显示。 3．画出图1-35所示电路电阻R d上的电压波形。图1-35 习题3图解：

4．说明晶闸管型号KP100-8E代表的意义。解：KP100-8E表示额定电流100A、额定电压8级（800V、通态平均电压组别E（0.7＜U T≤0.8）普通晶闸管。 5．晶闸管的额定电流和其他电气设备的额定电流有什么不同？解：由于整流设备的输出端所接负载常用平均电流来衡量其性能，所以晶闸管额定电流的标定与其他电器设备不同，采用的是平均电流，而不是有效值，又称为通态平均电流。所谓通态平均电流是指在环境温度为40℃和规定的冷却条件下，晶闸管在导通角不小于170°电阻性负载电路中，当不超过额定结温且稳定时，所允许通过的工频正弦半波电流的平均值。 6．型号为KP100－3、维持电流I H＝3mA的晶闸管，使用在习题图所示的三个电路中是否合理？为什么（不考虑电压、电流裕量）？习题6图解：（a）图的目的是巩固维持电流和擎住电流概念，擎住电流一般为维持电流的数倍。本题给定晶闸管的维持电流I H＝3mA，那么擎住电流必然是十几毫安，而图中数据表明，晶闸管即使被触发导通，阳极电流为100V/50KΩ＝3 mA，远小于擎住电流，晶闸管不可能导通，故不合理。（b）图主要是加强对晶闸管型号的含义及额定电压、额定电流的理解。本图所给的晶闸管额定电压为300A、额定电流100A。图中数据表明，晶闸管可能承受的最大电压为311V，大于管子的额定电压，故不合理。（c）图主要是加强对晶闸管型号的含义及额定电压、额定电流的理解。晶闸管可能通过的最大电流有效值为150A，小于晶闸管的额定电流有效值1.57×100＝157A，晶闸管可能承受的最大电压150V，小于晶闸管的额定电压300V，在不考虑电压、电流裕量的前提下，可以正常工作，故合理。

电力电子技术试题及答案一

电力电子技术试题(第一章) 一、填空题 1、普通晶闸管内部有PN结,,外部有三个电极,分别就是极极与极。 1、两个、阳极A、阴极K、门极G。 2、晶闸管在其阳极与阴极之间加上电压的同时,门极上加上电压,晶闸管就导通。 2、正向、触发。 3、、晶闸管的工作状态有正向状态,正向状态与反向状态。 3、阻断、导通、阻断。 4、某半导体器件的型号为KP50—7的,其中KP表示该器件的名称为,50表示,7表示。 4、普通晶闸管、额定电流50A、额定电压100V。 5、只有当阳极电流小于电流时,晶闸管才会由导通转为截止。 5、维持电流。 6、当增大晶闸管可控整流的控制角α,负载上得到的直流电压平均值会。 6、减小。 7、按负载的性质不同,晶闸管可控整流电路的负载分为性负载, 性负载与负载三大类。 7、电阻、电感、反电动势。 8、当晶闸管可控整流的负载为大电感负载时,负载两端的直流电压平均值会,解决的办法就就是在负载的两端接一个。 8、减小、并接、续流二极管。 9、工作于反电动势负载的晶闸管在每一个周期中的导通角、电流波形不连续、呈状、电流的平均值。要求管子的额定电流值要些。 9、小、脉冲、小、大。 10、单结晶体管的内部一共有个PN结,外部一共有3个电极,它们分别就是极、极与极。 10、一个、发射极E、第一基极B1、第二基极B2。 11、当单结晶体管的发射极电压高于电压时就导通;低于电压时就截止。 11、峰点、谷点。 12、触发电路送出的触发脉冲信号必须与晶闸管阳极电压,保证在管子阳极电压每个正半周内以相同的被触发,才能得到稳定的直流电压。 12、同步、时刻。 13、晶体管触发电路的同步电压一般有同步电压与电压。 13、正弦波、锯齿波。 14、正弦波触发电路的同步移相一般都就是采用与一个或几个的叠加,利用改变的大小,来实现移相控制。 14、正弦波同步电压、控制电压、控制电压。

第9章--电力二极管、电力晶体管和晶闸管的应用简介讲解学习

目录目录第9章电力二极管、电力晶体管和晶闸管的应用简介 0 9.1 电力二极管的应用简介 0 9.1.1 电力二极管的种类 0 9.1.2 各种常用的电力二极管结构、特点和用途 0 9.1.3 电力二极管的主要参数 0 9.1.4 电力二极管的选型原则 (1) 9.2 电力晶体管的应用简介 (2) 9.2.1 电力晶体管的主要参数 (2) 9.2.2 电力晶体管的选型原则 (2) 9.3 晶闸管的应用简介 (3) 9.3.1 晶闸管的种类 (3) 9.3.2 各种常用的晶体管结构、特点和用途 (3) 9.3.3 晶闸管的主要参数 (4) 9.3.4 晶闸管的选型原则 (5) 9.4 总结 (6)

电力电子技术答案

电力电子技术习题解答习题一 1、晶闸管正常导通的条件是什么，导通后流过的电流由什么决定？晶闸管关断的条件是什么，如何实现？答：使晶闸管导通的条件是：晶闸管承受正向阳极电压（U AK>0），并在门极施加触发电流（U GK>0）。要使晶闸管由导通转为关断，可利用外加反向电压或由外电路作用使流过晶闸管的电流降到维持电流以下，便可使导通的晶闸管关断。 2、有时晶闸管触发导通后，触发脉冲结束后它又关断了，是何原因？答：这是由于晶闸管的阳极电流I A没有达到晶闸管的擎住电流（I L）就去掉了触发脉冲，这种情况下，晶闸管将自动返回阻断状态。在具体电路中，由于阳极电流上升到擎住电流需要一定的时间（主要由外电路结构决定），所以门极触发信号需要保证一定的宽度。 3、图1-32中的阴影部分表示流过晶闸管的电流波形，其最大值均为I m，试计算各波形的电流平均值、有效值。如不考虑安全裕量，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I d各为多少？ (f) 图1-32 习题3附图解：（a） 11 sin()()20.3183 22 m da m m m I I I t d t I I π ωω πππ ===≈ ? 2 m a I I===

额定电流100A 的晶闸管允许流过的电流有效值为157A ，则2157314()m I A =?=；平均值为：100m da I I A π = =。（b ）0 12 sin()()0.6366db m m m I I t d t I I π ωωππ = = ≈? b I = = = 额定电流100A 的晶闸管允许流过的电流有效值为157A ，则157222()m I A =≈；平均值为：0.6366141.33()db m I I A =≈。（c ）3 1 3 sin()()0.47752dc m m m I I t d t I I π π ωωπ π = = ≈? 0.6342c m I I I = = =≈ 额定电流100A 的晶闸管允许流过的电流有效值为157A ，则157 247.56()0.6342 m I A =≈；平均值为：0.4775118.21()dc m I I A =≈。（d ）3 31 13 sin()()0.23872224m dd m m m I I I t d t I I π π ωωπ ππ = = =≈? 0.4485d m I I = = = 额定电流100A 的晶闸管允许流过的电流有效值为157A ，则157 350.06()0.4485 m I A =≈；平均值为：0.238783.56()dd m I I A =≈。（e ）40 1 1()0.125224 de m m m I I d t I I π π ωπ π= = =? 0.3536e m I I = ≈ 额定电流100A 的晶闸管允许流过的电流有效值为157A ，则157 444.00()0.3536 m I A = ≈；

电力电子 晶闸管