电力电子技术经典试题汇编

1.什么是电力电子技术？答：应用于电力领域的、使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技

术。是一门与电子、控制和电力紧密相关的边缘学科。

2.说“电力电子技术的核心技术是变流技术”对吗？

答：对。

3.模拟电子技术和数字电子技术也是电力电子技术吗？

答：不是。

4.举几例日常生活中应用电力电子技术的装置。答：电动自行车的充电器，手机充电器，电警棍等。

5.简答“开关电源”和“线性电源”的主要优缺点。

答：

开关电源：

优点：体积小、重量轻、效率高、自身抗干扰性强、输入和输出的电压范围宽、可模块化。缺点：由于开关工作模式和高频工作状态，对周围设备有一定的干扰。需要良好的屏蔽及接地。线性电源：优点：电源技术很成熟，可以达到很高的稳定度，波纹也很小，而且没有开关电源具有的噪声干扰。

缺点：是需要庞大而笨重的变压器，所需的滤波电容的体积和重量也相当大，效率低。将逐步被开关电源所取代。

6.解释：不可控器件（说明导通和关断的条件）、半控型器件、全控型器件，并举出代表性器件

的名称。

答：

不可控器件：不用控制信号来控制其通、断。导通和关断取决于其在主电路中承受电压的方向和大小。典型器件：电力二极管

导通条件：正向偏置，即承受正向电压，且正向电压〉阀值电压。关断条件：反向偏置，即承受反向电压。

半控型器件：用控制信号来控制其导通，一旦导通门极就失去控制作用。关断取决于其在主

电路中承受的电压、电流的方向和大小。典型器件：晶闸管

全控型器件：导通和关断均由电路的触发控制信号驱动（驱动状态需保持）

典型器件：GTR IGBT POWER MOSFET

7.如图示的二极管伏安特性曲线，示意性地在坐标曲线上标注二极管的参数“反向击穿电

压UB、“门槛电压UTO、“正向导通电流IF”及其对应的“正向压降UF'、“反向漏电流”

答:

电力二极管的伏安特性

8.教科书P42:第4题

图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,写出各波形的电流平均值I di、I d2、I d3与电流有效值丨1、12、13的计算表达式(不必计算出结果)。

71

a

）

0並-5TT2TT0H

4T~2

b）c

）

解：

a)

平均值:

有效值:

b)

平均值:

有效值:

c)

平均值:

1 di

1

2-

f（3 t）d

（3 t）

1 n

——:n I m sin 3 t d

（3 t）

2- 4

1 d2

1 d3

有效值:

3

H

f

n

-

42

（l m sin? t） d（3

t）

2二—■:

f 3 t）d（3 t）二_ I m sin 3 t d（3

t）

1[ f（3 t）]2d

（3 t）

—（I m sin? t）2d（3

t）

31里

1 2 l m d@ t）

2

[f（3 t）] d（3

t）二

_

2 -

JI

2

2

I m d（3

t）

9.依据教材P20图2-8，简要说明晶闸管的工作原理

A

a ） 答：晶闸管的工作原理：

开通：在有阳极正向电压 E A 的情况下，

管结构形成的电流lei 的正反馈作用，实现开通。

晶闸管开通后，如果保持阳极正向电压E A 和晶闸管导通电流I K 不变，停止驱动电流I G ， 晶闸管保持继续导通。

关断：去掉阳极正向电压EA,或给阳极施加反压，使流过晶闸管的电流I K 降低到接近于零的

某一数值以下才能关断。

门极驱动控制不能关断已导通的晶闸管，只能依靠外部电路实施关断。 10.简述使晶闸管导通和关断的条件。

答：导通条件：承受正向电压，并由电路的触发信号驱动 （在门极施加触发电流）。

关断条件：取决于其在主电路中承受的电压和电流状态。即利用外加反向电压使晶闸 管的电流减小到近于零（小于维持电流）。

11 ?绘出①晶闸管、②MOSFET 含N 、P 沟道两种）、③GTR ④IGBT 四个常见电力电子器件

的电路符号，并标注它们的引脚代号和引脚名称 答：

D 漏极

PNP

G 上肌

i

\S

NPN lx?'；

b)

驱动电路注入门极电流

I G 后，由于电源E A 和晶闸

D 漏极

阴极

栅极

阳极 S 源扱

S 源极

b-

c 釜申.

眾 晶闸管

N 沟道MOSFET P 沟道 MOSFET

GTR

C 集电极

册极A

E 发射极 TGBT

片

I K

12.解释AC-DC电路、AC-DC电路、DC-DC电路、AC-AC电路，并说明主要功能。

答：

AC-DC电路：交流变直流即整流电路。取交流电源供直流负载使用。

DC-AC电路：直流变交流即逆变电路。取直流电源供交流负载使用。

DC-DC电路：直流变直流电路。改变直流电源的电压，也可实现输入和输出之间的电气隔离作用。

AC-AC电路：交流变交流电路。可以改变交流电源的电压、频率、波形。

13.把“？”改成答案和在括符中作出选择：单相桥式全控整流电路带电阻负载电路如下图, 设控制角

=a。

①在U2正半周期间，电源电压相位小于a,四个晶闸管均（不导通/导通）。

②在U2正半周期间，在触发角：?处触发VT?和VT?，输出电流从电源a端到b端的流经回路是：？一？一？

③在U2负半周期间，电源电压相位小于a，四个晶闸管均（不导通/导通）。

④在U2负半周期间，在触发角：?处触发VT?和VT?，输出电流从电源b端到a端的流经回路是：？一？一？

答：

①（不导通）。

②（VT1 和VT4）。VT1 —R—VT4

③（不导通）。

④（VT2 和VT3）。VT3 —R—VT2

14.

单相全波可控整流电路带电阻负载的电路图如下。设控制角 =a

问：在电源

U 2

的两个正、负半周期间，各是哪个晶闸管工作，变压器哪个绕组中有电流?

答:

① 在U 2正半周期间，仅VT1工作，变压器二次绕组上半部分流过电流 ② 在U 2负半周期间，仅VT2工作，变压器二次绕组下半部分流过电流 15. 下图三相二极管半波不控整流电路。

二极管三相半波整流电路

说明在3 t1和312两个电角度时刻： ① 哪个二极管导通？

② 导通二极管向负载施加的电压是相电压或线电压 （电压名称）？ ③ 不导通的二极管，承受的是正向或反向电压？是相电压或线电压 （电压名称）？

④ 变压器原、副边的接线方式是 △型或丫型？ 思路：任何时刻只有一只二极管导通给负载施加相电压，

与该时刻相电压最高一相相连接的

二极管导通。 解答：

① 哪个二极管导通？ 答: 3 t1 : VD2导通

负载电压臥I

(vT^yfvTX ^

「

X/ cut

变压器副边对称电流

3 t2 : VD1 或VD3导通