電力電子考試重點(diǎn)整理版

1、2-1與信息電子電路中的二極管相比，電力二極管具有怎樣的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)才使得其具有耐受高壓和大電流的能力？答：1.電力二極管大都采用垂直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，使得硅片中通過電流的有效面積增大，顯著提高了二極管的通流能力。2.電力二極管在p區(qū)和n區(qū)之間多了一層低摻雜n區(qū)，也稱漂移區(qū)。低摻雜n區(qū)由于摻雜濃度低而接近于無(wú)摻雜的純半導(dǎo)體材料即本征半導(dǎo)體，由于摻雜濃度低，低摻雜n區(qū)就可以承受很高的電壓而不被擊穿。2-6 gto 和普通晶閘管同為 pnpn 結(jié)構(gòu) 為什么 gto 能夠自關(guān)斷 而普通晶閘管不能 結(jié)構(gòu),為什么 能夠自關(guān)斷,而普通晶閘管不能 而普通晶閘管不能? 答:gto和普通晶閘管同為 pnpn 結(jié)構(gòu),由 p1

2、n1p2 和 n1p2n2 構(gòu)成兩個(gè)晶體管v1、v2 分別具有共基極電流增益 1 和，由普通晶閘管的分析可得，1 + 2 = 1 是器件臨界導(dǎo)通的條件。1 + 21 兩個(gè)等效晶體管過飽和而導(dǎo)通； 1 + 21 不能維持飽和導(dǎo)通而關(guān)斷。 gto 之所以能夠自行關(guān)斷,而普通晶閘管不能,是因?yàn)?gto 與普通晶閘管在設(shè)計(jì)和工藝方面有以下幾點(diǎn)不同： l)gto 在設(shè)計(jì)時(shí) 2 較大,這樣晶體管 t2 控制靈敏,易于 gto 關(guān)斷; 2)gto 導(dǎo)通時(shí) 1 + 2 的更接近于 l,普通晶閘管 1 + 2 1.5 ,而 gto 則為 1 + 2 1.05 ，gto 的飽和程 度不深,接近于臨界飽和,這樣為門

3、極控制關(guān)斷提供了有利條件; 3)多元集成結(jié)構(gòu)使每個(gè) gto 元陰極面積很小, 門極和陰極間的距離大為縮短,使得 p2 極區(qū)所謂的橫向電阻很 小, 從而使從門極抽出較大的電流成為可能。2-7與信息電子電路中的mosfet相比,電力mosfet具有怎樣的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)才具有耐受高電壓和大電流的能力？1） 垂直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)：發(fā)射極和集電極位于基區(qū)兩側(cè)，基區(qū)面積大，很薄，電流容量很大。2） n-漂移區(qū)：集電區(qū)加入輕摻雜n-漂移區(qū)，提高耐壓。 3） 集電極安裝于硅片底部，設(shè)計(jì)方便，封裝密度高，耐壓特性好。2-8試分析igbt和電力mosfet在內(nèi)部結(jié)構(gòu)和開關(guān)特性上的相似和不同之處答：igbt比電力mosfet在背

4、面多一個(gè)p型層，igbt開關(guān)速度高，開關(guān)損耗小，具有耐脈沖電流沖擊的能力，通態(tài)壓降較低，輸入阻抗高，為電壓驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)功率小。 2-11試列舉你所知道的電力電子器件，并從不同的角度對(duì)這些電力電子器件進(jìn)行分類。目前常用的控型電力電子器件有哪些?答：1. 按照器件能夠被控制的程度，分為以下三類： （1）半控型器件：晶閘管及其派生器件 （2）全控型器件：igbt,mosfet，gto,gtr （3）不可控器件:電力二極管 2. 按照驅(qū)動(dòng)信號(hào)的波形（電力二極管除外） （1）脈沖觸發(fā)型：晶閘管及其派生器件 （2）電平控制型： （全控型器件）igbt,mosfet，gto,gtr 3. 按照器件內(nèi)部電子和空

5、穴兩種載流子參與導(dǎo)電的情況分為三類： （1） 單極型器件：電力 mosfet，功率 sit,肖特基二極管 （2） 雙極型器件：gtr,gto,晶閘管，電力二極管等 （3） 復(fù)合型器件：igbt,mct,igct 等 4.按照驅(qū)動(dòng)電路信號(hào)的性質(zhì)，分為兩類： （1）電流驅(qū)動(dòng)型：晶閘管，gto，gtr 等 （2）電壓驅(qū)動(dòng)型：電力 mosfet,igbt 等常用的控型電力電子器件：門極可關(guān)斷晶閘管, 電力晶閘管，電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管，絕緣柵雙極晶體管。3-2圖2-9為具有變壓器中心抽頭的單相全波可控整流電路，問該變壓器還有直流磁化問題嗎？試說明：晶閘管承受的最大反向電壓為2根號(hào)下2u2；當(dāng)負(fù)載是電阻或電感

6、時(shí)，其輸出電壓和電流的波形與單相全控橋時(shí)相同。答：具有變壓器中心抽頭的單相全波可控整流電路，該變壓器沒有直流磁化的問題。因?yàn)閱蜗嗳煽卣麟娐纷儔浩鞫螠y(cè)繞組中，正負(fù)半周內(nèi)上下繞組內(nèi)電流的方向相反，波形對(duì)稱，其一個(gè)周期內(nèi)的平均電流為零，故不會(huì)有直流磁化的問題。以下分析晶閘管承受最大反向電壓及輸出電壓和電流波形的情況。以晶閘管vt2為例。當(dāng)vt1導(dǎo)通時(shí)，晶閘管vt2通過vt1與2個(gè)變壓器二次繞組并聯(lián)，所以vt2承受的最大電壓為2根號(hào)下2u2。當(dāng)單相全波整流電路與單相全控橋式整流電路的觸發(fā)角a 相同時(shí)，對(duì)于電阻負(fù)載：（0）期間無(wú)晶閘管導(dǎo)通，輸出電壓為0；（）期間，單相全波電路中vt1導(dǎo)通，單相全

7、控橋電路中vt1、vt4導(dǎo)通，輸出電壓均與電源電壓u2相等；()期間，均無(wú)晶閘管導(dǎo)通，輸出電壓為0；( 2)期間，單相全波電路中vt2導(dǎo)通，單相全控橋電路中vt2、vt3導(dǎo)通，輸出電壓等于u2。對(duì)于電感負(fù)載：（ ）期間，單相全波電路中vt1導(dǎo)通，單相全控橋電路中vt1、vt4導(dǎo)通，輸出電壓均與電源電壓u2相等；（ 2）期間，單相全波電路中vt2導(dǎo)通，單相全控橋電路中vt2、vt3導(dǎo)通，輸出波形等于- u2?？梢?，兩者的輸出電壓相同，加到同樣的負(fù)載上時(shí)，則輸出電流也相同。23帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路與三相橋式全控整流電路相比有何主要異同？三相橋式電路是兩組三相半波電路串聯(lián)，而雙反星形電

8、路是兩組三相半波電路并聯(lián)，且后者需要用平衡電抗器；當(dāng)變壓器二次電壓有效值u2相等時(shí)，雙反星形電路的整流電壓平均值ud是三相橋式電路的1/2，而整流電流平均值id是三相橋式電路的2倍。在兩種電路中，晶閘管的導(dǎo)通及觸發(fā)脈沖的分配關(guān)系是一樣的，整流電壓ud和整流電流id的波形形狀一樣。4-2換流方式各有那幾種？各有什么特點(diǎn)？器件換流：利用全控器件的自關(guān)斷能力進(jìn)行換流。全控型器件采用此換流方式。電網(wǎng)換流：由電網(wǎng)提供換流電壓，只要把負(fù)的電網(wǎng)電壓加在欲換流的器件上即可。負(fù)載換流：由負(fù)載提供換流電壓，當(dāng)負(fù)載為電容性負(fù)載即負(fù)載電流超前于負(fù)載電壓時(shí)，可實(shí)現(xiàn)負(fù)載換流強(qiáng)迫換流：設(shè)置附加換流電路，給欲關(guān)斷的晶閘管強(qiáng)迫

9、施加反向電壓換流稱為強(qiáng)迫換流。通常是利用附加電容上的能量實(shí)現(xiàn)，也稱電容換流。晶閘管電路不能采用器件換流，根據(jù)電路形式的不同采用電網(wǎng)換流、負(fù)載換流和強(qiáng)迫換流3種方式。3什么是電壓型逆變電路？什么是電流型逆變電路？二者各有什么特點(diǎn)。答：按照逆變電路直流測(cè)電源性質(zhì)分類，直流側(cè)是電壓源的稱為逆變電路稱為電壓型逆變電路，直流側(cè)是電流源的逆變電路稱為電流型逆變電路電壓型逆變電路的主要特點(diǎn)是：直流側(cè)為電壓源，或并聯(lián)有大電容，相當(dāng)于電壓源。直流側(cè)電壓基本無(wú)脈動(dòng)，直流回路呈現(xiàn)低阻抗。由于直流電壓源的鉗位作用，交流側(cè)輸出電壓波形為矩形波，并且與負(fù)載阻抗角無(wú)關(guān)。而交流側(cè)輸出電流波形和相位因負(fù)載阻抗情況的不同而不同。

10、當(dāng)交流側(cè)為阻感負(fù)載時(shí)需要提供無(wú)功功率，直流側(cè)電容起緩沖無(wú)功能量的作用。為了給交流側(cè)向直流側(cè)反饋的無(wú)功能量提供通道，逆變橋各臂都并聯(lián)了反饋二極管。電流型逆變電路的主要特點(diǎn)是：直流側(cè)串聯(lián)有大電感，相當(dāng)于電流源。直流側(cè)電流基本無(wú)脈動(dòng)，直流回路呈現(xiàn)高阻抗。電路中開關(guān)器件的作用僅是改變直流電流的流通路徑，因此交流側(cè)輸出電流為矩形波，并且與負(fù)載阻抗角無(wú)關(guān)。而交流側(cè)輸出電壓波形和相位則因負(fù)載阻抗情況的不同而不同。當(dāng)交流側(cè)為阻感負(fù)載時(shí)需要提供無(wú)功功率，直流側(cè)電感起緩沖無(wú)功能量的作用。因?yàn)榉答仧o(wú)功能量時(shí)直流電流并不反向，因此不必像電壓型逆變電路那樣要給開關(guān)器件反并聯(lián)二極管。7串聯(lián)二極管式電流型逆變電路中，二極管

11、的作用是什么？試分析換流過程。答：二極管的主要作用，一是為換流電容器充電提供通道，并使換流電容的電壓能夠得以保持，為晶閘管換流做好準(zhǔn)備；二是使換流電容的電壓能夠施加到換流過程中剛剛關(guān)斷的晶閘管上，使晶閘管在關(guān)斷之后能夠承受一定時(shí)間的反向電壓，確保晶閘管可靠關(guān)斷，從而確保晶閘管換流成功。以vt1和vt3之間的換流為例，串聯(lián)二極管式電流型逆變電路的換流過程可簡(jiǎn)述如下：給vt3施加觸發(fā)脈沖，由于換流電容c13電壓的作用，使vt3導(dǎo)通，而vt1被施以反向電壓而關(guān)斷。直流電流id從vt1換到vt3上，c13通過vd1、u相負(fù)載、w相負(fù)載、vd2、vt2、直流電源和vt3放電，如圖5-16b所示。因放電電

12、流恒為id，故稱恒流放電階段。在c13電壓uc13下降到零之前，vt1一直承受反壓，只要反壓時(shí)間大于晶閘管關(guān)斷時(shí)間tq，就能保證可靠關(guān)斷。uc13降到零之后在u相負(fù)載電感的作用下，開始對(duì)c13反向充電。如忽略負(fù)載中電阻的壓降，則在uc13=0時(shí)刻后，二極管vd3受到正向偏置而導(dǎo)通，開始流過電流，兩個(gè)二極管同時(shí)導(dǎo)通，進(jìn)入二極管換流階段，如圖5-16c所示。隨著c13充電電壓不斷增高，充電電流逐漸減小，到某一時(shí)刻充電電流減到零，vd1承受反壓而關(guān)斷，二極管換流階段結(jié)束。之后，進(jìn)入vt2、vt3穩(wěn)定導(dǎo)通階段，電流路徑如圖5-16d所示。6-3交流調(diào)壓電路和交流調(diào)功電路有什么區(qū)別？二者各運(yùn)用于什么樣的

13、負(fù)載？為什么？答：交流調(diào)壓電路和交流調(diào)功電路的電路形式完全相同，二者的區(qū)別在于控制方式不同。 交流調(diào)壓電路是在交流電源的每個(gè)周期對(duì)輸出電壓波形進(jìn)行控制。而交流調(diào)功電路是將負(fù)載與交流電源接通幾個(gè)周波，再斷開幾個(gè)周波，通過改變接通周波數(shù)與斷開周波數(shù)的比值來調(diào)節(jié)負(fù)載所消耗的平均功率。交流調(diào)壓電路廣泛用于燈光控制（如調(diào)光臺(tái)燈和舞臺(tái)燈光控制）及異步電動(dòng)機(jī)的軟起動(dòng)，也用于異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速。在供用電系統(tǒng)中，還常用于對(duì)無(wú)功功率的連續(xù)調(diào)節(jié)。此外，在高電壓小電流或低電壓大電流直流電源中，也常采用交流調(diào)壓電路調(diào)節(jié)變壓器一次電壓。如采用晶閘管相控整流電路，高電壓小電流可控直流電源就需要很多晶閘管串聯(lián)；同樣，低電壓大電流

14、直流電源需要很多晶閘管并聯(lián)。這都是十分不合理的。采用交流調(diào)壓電路在變壓器一次側(cè)調(diào)壓，其電壓電流值都不太大也不太小，在變壓器二次側(cè)只要用二極管整流就可以了。這樣的電路體積小、成本低、易于設(shè)計(jì)制造。交流調(diào)功電路常用于電爐溫度這樣時(shí)間常數(shù)很大的控制對(duì)象。由于控制對(duì)象的時(shí)間常數(shù)大，沒有必要對(duì)交流電源的每個(gè)周期進(jìn)行頻繁控制。5-4簡(jiǎn)述示升壓斬波電路的基本工作原理。答：假設(shè)電路中電感l(wèi)值很大，電容c值也很大。當(dāng)v處于通態(tài)時(shí)，電源e向電感l(wèi)充電，充電電流基本恒定為i1，同時(shí)電容c上的電壓向負(fù)載r供電，因c值很大，基本保持輸出電壓為恒值uo。設(shè)v處于通態(tài)的時(shí)間為ton，此階段電感l(wèi)上積蓄的能量為。當(dāng)v處于斷態(tài)

15、時(shí)e和l共同向電容c充電并向負(fù)載r提供能量。設(shè)v處于斷態(tài)的時(shí)間為toff，則在此期間電感l(wèi)釋放的能量為。當(dāng)電路工作于穩(wěn)態(tài)時(shí)，一個(gè)周期t中電感l(wèi)積蓄的能量與釋放的能量相等式中的，輸出電壓高于電源電壓，故稱該電路為升壓斬波電 6試分別簡(jiǎn)述升降壓斬波電路和cuk斬波電路的基本原理，并比較其異同點(diǎn)。答：升降壓斬波電路的基本原理：當(dāng)可控開關(guān)v處于通態(tài)時(shí)，電源e經(jīng)v向電感l(wèi)供電使其貯存能量，此時(shí)電流為i1，方向如圖3-4中所示。同時(shí)，電容c維持輸出電壓基本恒定并向負(fù)載r供電。此后，使v關(guān)斷，電感l(wèi)中貯存的能量向負(fù)載釋放，電流為i2，方向如圖3-4所示?？梢?，負(fù)載電壓極性為上負(fù)下正，與電源電壓極性相反。穩(wěn)態(tài)

16、時(shí)，一個(gè)周期t內(nèi)電感l(wèi)兩端電壓ul對(duì)時(shí)間的積分為零，當(dāng)v處于通態(tài)期間ul = e；而當(dāng)v處于斷態(tài)期間，ul = - uo。于是：改變導(dǎo)通比，輸出電壓既可以比電源電壓高，也可以比電源電壓低。因此將該電路稱作升降壓斬波電路。cuk斬波電路的基本原理：當(dāng)v處于通態(tài)時(shí)，el1v回路和rl2cv回路分別流過電流。當(dāng)v處于斷態(tài)時(shí)，el1cvd回路和rl2vd回路分別流過電流。輸出電壓的極性與電源電壓極性相反。該電路的等效電路如圖3-5b所示，相當(dāng)于開關(guān)s在a、b兩點(diǎn)之間交替切換。假設(shè)電容c很大使電容電壓uc的脈動(dòng)足夠小時(shí)。當(dāng)開關(guān)s合到b點(diǎn)時(shí)，b點(diǎn)電壓ub=0，a點(diǎn)電壓ua= - uc；相反，當(dāng)s合到a點(diǎn)時(shí)

17、，ub= uc，ua=0。因此，b點(diǎn)電壓ub的平均值為（uc為電容電壓uc的平均值），又因電感l(wèi)1的電壓平均值為零，所以。另一方面，a點(diǎn)的電壓平均值為，且l2的電壓平均值為零，按圖3-5b中輸出電壓uo的極性，有。于是可得出輸出電壓uo與電源電壓e的關(guān)系：兩個(gè)電路實(shí)現(xiàn)的功能是一致的，均可方便的實(shí)現(xiàn)升降壓斬波。與升降壓斬波電路相比，cuk斬波電路有一個(gè)明顯的優(yōu)點(diǎn)，其輸入電源電流和輸出負(fù)載電流都是連續(xù)的，且脈動(dòng)很小，有利于對(duì)輸入、輸出進(jìn)行濾7-1試說明pwm控制的基本原理。答：pwm控制就是對(duì)脈沖的寬度進(jìn)行調(diào)制的技術(shù)。即通過對(duì)一系列脈沖的寬度進(jìn)行調(diào)制，來等效地獲得所需要波形（含形狀和幅值）。在采樣

18、控制理論中有一條重要的結(jié)論：沖量相等而形狀不同的窄脈沖加在具有慣性的環(huán)節(jié)上時(shí)，其效果基本相同，沖量即窄脈沖的面積。效果基本相同是指環(huán)節(jié)的輸出響應(yīng)波形基本相同。上述原理稱為面積等效原理以正弦pwm控制為例。把正弦半波分成n等份，就可把其看成是n個(gè)彼此相連的脈沖列所組成的波形。這些脈沖寬度相等，都等于/n，但幅值不等且脈沖頂部不是水平直線而是曲線，各脈沖幅值按正弦規(guī)律變化。如果把上述脈沖列利用相同數(shù)量的等幅而不等寬的矩形脈沖代替，使矩形脈沖的中點(diǎn)和相應(yīng)正弦波部分的中點(diǎn)重合，且使矩形脈沖和相應(yīng)的正弦波部分面積（沖量）相等，就得到pwm波形。各pwm脈沖的幅值相等而寬度是按正弦規(guī)律變化的。根據(jù)面積等效

19、原理，pwm波形和正弦半波是等效的。對(duì)于正弦波的負(fù)半周，也可以用同樣的方法得到pwm波形?？梢?，所得到的pwm波形和期望得到的正弦波等效。5什么是異步調(diào)制？什么是同步調(diào)制？?jī)烧吒饔泻翁攸c(diǎn)？分段同步調(diào)制有什么優(yōu)點(diǎn)？答：載波信號(hào)和調(diào)制信號(hào)不保持同步的調(diào)制方式稱為異步調(diào)制。在異步調(diào)制方式中，通常保持載波頻率fc 固定不變，因而當(dāng)信號(hào)波頻率fr變化時(shí)，載波比n是變化的。異步調(diào)制的主要特點(diǎn)是：在信號(hào)波的半個(gè)周期內(nèi)，pwm波的脈沖個(gè)數(shù)不固定，相位也不固定，正負(fù)半周期的脈沖不對(duì)稱，半周期內(nèi)前后1/4周期的脈沖也不對(duì)稱。這樣，當(dāng)信號(hào)波頻率較低時(shí)，載波比n較大，一周期內(nèi)的脈沖數(shù)較多，正負(fù)半周期脈沖不對(duì)稱和半周期

20、內(nèi)前后1/4周期脈沖不對(duì)稱產(chǎn)生的不利影響都較小，pwm波形接近正弦波。載波比n等于常數(shù)，并在變頻時(shí)使載波和信號(hào)波保持同步的方式稱為同步調(diào)制。同步調(diào)制的主要特點(diǎn)是：在同步調(diào)制方式中，信號(hào)波頻率變化時(shí)載波比n不變，信號(hào)波一個(gè)周期內(nèi)輸出的脈沖數(shù)是固定的，脈沖相位也是固定的。當(dāng)逆變電路輸出頻率很低時(shí)，同步調(diào)制時(shí)的載波頻率fc也很低。fc過低時(shí)由調(diào)制帶來的諧波不易濾除。當(dāng)負(fù)載為電動(dòng)機(jī)時(shí)也會(huì)帶來較大的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)和噪聲。當(dāng)逆變電路輸出頻率很高時(shí)，同步調(diào)制時(shí)的載波頻率fc會(huì)過高，使開關(guān)器件難以承受。此外，同步調(diào)制方式比異步調(diào)制方式復(fù)雜一些。分段同步調(diào)制是把逆變電路的輸出頻率劃分為若干段，每個(gè)頻段的載波比一定，不

21、同頻段采用不同的載波比。其優(yōu)點(diǎn)主要是，在高頻段采用較低的載波比，使載波頻率不致過高，可限制在功率器件允許的范圍內(nèi)。而在低頻段采用較高的載波比，以使載波頻率不致過低而對(duì)負(fù)載產(chǎn)生不利影響。零轉(zhuǎn)換pwm電路：這類軟開關(guān)電路還是采用輔助開關(guān)控制諧振的開始時(shí)刻，所不同的是，諧振電路是與主開關(guān)并聯(lián)的，輸入電壓和負(fù)載電流對(duì)電路的諧振過程的影響很小，電路在很寬的輸入電壓范圍內(nèi)并從零負(fù)載到滿負(fù)載都能工作在軟開關(guān)狀態(tài)，無(wú)功率的交換被消減到最小 零開關(guān)pwm電路：這類電路中引入輔助開關(guān)來控制諧振的開始時(shí)刻，使諧振僅發(fā)生于開關(guān)過程前后，此電路的電壓和電流基本上是方波，開關(guān)承受的電壓明顯降低，電路可以采用開關(guān)頻率固定的

22、pwm控制方式。軟開關(guān)電路可以分為哪幾類？其典型拓?fù)浞謩e是什么樣子的？各有什么特點(diǎn)？答：根據(jù)電路中主要的開關(guān)元件開通及關(guān)斷時(shí)的電壓電流狀態(tài)，可將軟開關(guān)電路分為零電壓電路和零電流電路兩大類；根據(jù)軟開關(guān)技術(shù)發(fā)展的歷程可將軟開關(guān)電路分為準(zhǔn)諧振電路，零開關(guān)pwm電路和零轉(zhuǎn)換pwm電路。 準(zhǔn)諧振電路：準(zhǔn)諧振電路中電壓或電流的波形為正弦波，電路結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，但諧振電壓或諧振電流很大，對(duì)器件要求高，只能采用脈沖頻率調(diào)制控制方式。零開關(guān)pwm電路：這類電路中引入輔助開關(guān)來控制諧振的開始時(shí)刻，使諧振僅發(fā)生于開關(guān)過程前后，此電路的電壓和電流基本上是方波，開關(guān)承受的電壓明顯降低，電路可以采用開關(guān)頻率固定的pwm控制

23、方式。零轉(zhuǎn)換pwm電路：這類軟開關(guān)電路還是采用輔助開關(guān)控制諧振的開始時(shí)刻，所不同的是，諧振電路是與主開關(guān)并聯(lián)的，輸入電壓和負(fù)載電流對(duì)電路的諧振過程的影響很小，電路在很寬的輸入電壓范圍內(nèi)并從零負(fù)載到滿負(fù)載都能工作在軟開關(guān)狀態(tài)，無(wú)功率的交換被消減到最小。9-1電力電子器件的驅(qū)動(dòng)電路對(duì)整個(gè)電力電子裝置有哪些影響？電力電子器件的驅(qū)動(dòng)電路是電力電子主電路與控制電路之間的接口， 是電力電子裝置的重要環(huán)節(jié)，對(duì)整個(gè)裝置的性能有很大的影響。采用性能良好的驅(qū)動(dòng)電路可使電力電子器件工作在比較理想的開關(guān)狀態(tài),可縮短開關(guān)時(shí)間,減少開關(guān)損耗,對(duì)裝置的運(yùn)行效率、可靠性和安全性都有著重要意義。另外，對(duì)電力電子器件或整個(gè)裝置的

24、一些保護(hù)措施也往往就將近設(shè)在驅(qū)動(dòng)電路中，或者通過驅(qū)動(dòng)電路來實(shí)現(xiàn)，這使得驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)更為重要。9-2為什么要對(duì)電力電子主電路和控制電路進(jìn)行電氣隔離？其基本方法有哪些？各自的基本原理是什么？因?yàn)橹骰芈吠ǔＪ歉唠妷夯芈?，為了避免因?yàn)橹骰芈返墓收隙鴮?dǎo)致控制回路串入高電壓造成人身財(cái)產(chǎn)損害，所以必須進(jìn)行電氣隔離。同時(shí)，由于電力電子器件造成了大量的諧波和電磁輻射，可能會(huì)對(duì)控制電路造成不小的影響，因此也需要隔離。方法：電磁隔離，光電隔離。9-3對(duì)晶閘管觸發(fā)電路有哪些基本要求？晶閘管觸發(fā)電路應(yīng)滿足下列要求：觸發(fā)脈沖的寬度應(yīng)保證晶閘管的可靠導(dǎo)通；觸發(fā)脈沖應(yīng)有足夠的幅度，對(duì)戶外寒冷場(chǎng)合，脈沖電流的幅度應(yīng)增大為器件

25、最大觸發(fā)電流的3-5倍，脈沖前沿的陡度也需增加，一般需達(dá)到1-2a/us。所提供的觸發(fā)脈沖應(yīng)不超過晶閘管門極的電壓、電流和功率定額，且在門極伏安特性的可靠出發(fā)區(qū)域之內(nèi)。應(yīng)有良好的抗干擾性能、溫度穩(wěn)定性及與主電路的電氣隔離。7. igbt、gtr、gto和電力mosfet的驅(qū)動(dòng)電路各有什么特點(diǎn)？答：igbt驅(qū)動(dòng)電路的特點(diǎn)是：驅(qū)動(dòng)電路具有較小的輸出電阻，igbt是電壓驅(qū)動(dòng)型器件，igbt的驅(qū)動(dòng)多采用專用的混合集成驅(qū)動(dòng)器。gtr驅(qū)動(dòng)電路的特點(diǎn)是：驅(qū)動(dòng)電路提供的驅(qū)動(dòng)電流有足夠陡的前沿，并有一定的過沖，這樣可加速開通過程，減小開通損耗，關(guān)斷時(shí)，驅(qū)動(dòng)電路能提供幅值足夠大的反向基極驅(qū)動(dòng)電流，并加反偏截止電壓

26、，以加速關(guān)斷速度。gto驅(qū)動(dòng)電路的特點(diǎn)是：gto要求其驅(qū)動(dòng)電路提供的驅(qū)動(dòng)電流的前沿應(yīng)有足夠的幅值和陡度，且一般需要在整個(gè)導(dǎo)通期間施加正門極電流，關(guān)斷需施加負(fù)門極電流，幅值和陡度要求更高，其驅(qū)動(dòng)電路通常包括開通驅(qū)動(dòng)電路，關(guān)斷驅(qū)動(dòng)電路和門極反偏電路三部分。電力mosfet驅(qū)動(dòng)電路的特點(diǎn)：要求驅(qū)動(dòng)電路具有較小的輸入電阻，驅(qū)動(dòng)功率小且電路簡(jiǎn)單。9-6電力電子器件緩沖電路是怎樣分類的？全控型器件的緩沖電路的主要作用是什么？試分析rcd緩沖電路中元件的作用。答:緩沖電路又稱為吸收電路，可以分為關(guān)斷緩沖電路和開通緩沖電路。關(guān)斷緩沖電路又稱為du/dt抑制電路，開通緩沖電路又稱為di/dt抑制電路。將關(guān)斷緩沖

27、電路和開通緩沖電路結(jié)合在一起，稱為復(fù)合緩沖電路。還可以分類方法：緩沖電路中儲(chǔ)能元件的能量如果消耗在其吸收電阻上，則被稱為耗能式緩沖電路；如果緩沖電路能將其儲(chǔ)能元件的能量回饋給負(fù)載或者電源，則被稱為饋能式緩沖電路，或稱為無(wú)損吸收電路。全控型器件緩沖電路的主要作用是抑制器件的內(nèi)因過電壓,du/dt或過電流和di/dt, 減小器件的開關(guān)損耗。rcd緩沖電路中,各元件的作用是: 開通時(shí),cs經(jīng)rs放電,rs起到限制放電電流的作用;關(guān)斷時(shí),負(fù)載電流經(jīng)vds從cs分流,使du/dt減小,抑制過電壓。10-3.試闡明圖10-7交-直-交變頻器電路的工作原理，并說明該電路有何局限性。圖中逆變電路的能量是可以雙

28、向流動(dòng)的， 若負(fù)載能量反饋到中間直流電路，將導(dǎo)致電容電壓升高，稱為泵升電壓。由于該能量無(wú)法反饋回交流電流，則電容只能承擔(dān)少量的反饋能量，否則汞升電壓過高會(huì)危及整個(gè)電路的安全。10-4.試分析圖10-8交-直-交變頻器電路的工作原理，并說明其局限性。帶有泵升電壓限制電路的電壓型間接交流變流電路它是在上圖的基礎(chǔ)上，在中間直流電容兩端并聯(lián)一個(gè)由電力晶體管v0和能耗電阻r0組成的泵升電壓限制電路。當(dāng)泵升電壓超過一定數(shù)值時(shí)，使v0導(dǎo)通，把從負(fù)載反饋的能量消耗在r0上。其局限性是當(dāng)負(fù)載為交流電動(dòng)機(jī)，并且要求電動(dòng)機(jī)頻繁快速加減速時(shí)，電路中消耗的能量較多，能耗電阻r0也需要較大功率，反饋的能量都消耗在電阻上，不能利用。10-5試說明圖10-9交-直-交變頻器電路是如何實(shí)現(xiàn)負(fù)載能量回饋的。利用可控變流器實(shí)現(xiàn)再生反饋的電壓型間接交流變流電路它增加了一套變流電路，使其工作于有源逆變狀態(tài)。當(dāng)負(fù)載回饋能量時(shí)，中間直流電壓上升，使不可控整流電路停止工作，可控變流器工作于有源逆變狀態(tài)，中間直流電壓極性不變，而電流反向，通過可控變流器將電能反饋回電網(wǎng)。10-6何謂雙pwm電路？其