《電力電子技術(shù)》第1章課后習(xí)題答案

《電力電子技術(shù)》第1章課后習(xí)題答案《電力電子技術(shù)》第1章課后習(xí)題答案《電力電子技術(shù)》第1章課后習(xí)題答案xxx公司《電力電子技術(shù)》第1章課后習(xí)題答案文件編號(hào)：文件日期：修訂次數(shù)：第1.0次更改批準(zhǔn)審核制定方案設(shè)計(jì)，管理制度晶閘管導(dǎo)通的條件是什么由導(dǎo)通變?yōu)殛P(guān)斷的條件是什么答：使晶閘管導(dǎo)通的條件是：晶閘管承受正向陽(yáng)極電壓，并在門(mén)極施加觸發(fā)電流（脈沖）。或：uAK>0且uGK>0。 要使晶閘管由導(dǎo)通變?yōu)殛P(guān)斷，可利用外加電壓和外電路的作用使流過(guò)晶 閘管的電流降到接近于零的某一數(shù)值以下，即降到維持電流以下，便可使導(dǎo) 通的晶閘管關(guān)斷。晶閘管非正常導(dǎo)通方式有幾種（常見(jiàn)晶閘管導(dǎo)通方式有5種，見(jiàn)課本14頁(yè)，正常導(dǎo)通方式有：門(mén)級(jí)加觸發(fā)電壓和光觸發(fā)）答：非正常導(dǎo)通方式有：(1)

Ig=0，陽(yáng)極加較大電壓。此時(shí)漏電流急劇增大形成雪崩效應(yīng)，又通過(guò)正反饋放大漏電 流，最終使晶閘管導(dǎo)通；(2)

陽(yáng)極電壓上率du/dt過(guò)高；產(chǎn)生位移電流，最終使晶閘管導(dǎo)通(3)

結(jié)溫過(guò)高；漏電流增大引起晶閘管導(dǎo)通。試說(shuō)明晶閘管有那些派生器件。答：晶閘管派生器件有：（1）快速晶閘管，（2）雙向晶閘管，（3）逆導(dǎo)晶閘管，（4）光控晶閘管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？

答:GTO和普通晶閘管同為PNPN結(jié)構(gòu),由P1N1P2和N1P2N2構(gòu)成兩個(gè)晶體管V1、V2分別具有共基極電流增益α1和α２，由普通晶閘管的分析可得，α1+α2=1是器件臨界導(dǎo)通的條件。α1+α2＞1兩個(gè)等效晶體管過(guò)飽和而導(dǎo)通；α1+α2＜1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)镚TO與普通晶閘管在設(shè)計(jì)和工藝方面有以下幾點(diǎn)不同：1）GTO在設(shè)計(jì)時(shí)α2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)α1+α2的更接近于l,普通晶閘管α1+α2≥,而GTO則為α1+α2≈，GTO的飽和程度不深,接近于臨界飽和,這樣為門(mén)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(mén)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(mén)極抽出較大的電流成為可能。GTO為何要設(shè)置緩沖電路？并說(shuō)明其作用。答：GTO設(shè)置緩沖電路的目的是：降低浪涌電壓；抑制du/dt和di/dt；減少器件的開(kāi)關(guān)損耗；避免器件損壞和抑制電磁干擾；提高電路的可靠性。簡(jiǎn)要說(shuō)明大功率晶體管BJT與小功率晶體管作用有何不同。答：大功率晶體管耐壓高，電流大，開(kāi)關(guān)特性好，主要工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)。小功率晶體管用于信息處理，注重單管電流放大系數(shù)，線性度，頻率響應(yīng)以及噪聲和溫漂等性能參數(shù)。如何防止電力MOSFET因靜電感應(yīng)引起的損壞答：電力MOSFET的柵極絕緣層很薄弱，容易被擊穿而損壞。MOSFET的輸入電容是低泄漏電容，當(dāng)柵極開(kāi)路時(shí)極易受電干擾而充上超過(guò)20的擊穿電壓，所以為防止MOSFET因靜電感應(yīng)而引起的損壞，應(yīng)注意一下幾點(diǎn)：（1）一般不用時(shí)講其三個(gè)電極短接；（2）裝配時(shí)人體、工作臺(tái)、電烙鐵必須接地，測(cè)試時(shí)所有儀器外殼必須接地；（3）電路中，柵、源極間長(zhǎng)并聯(lián)齊納二極管以防止電壓過(guò)高；（4）漏、源極間也要采取緩沖電路等措施吸收過(guò)電壓。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(guò)沖，這樣可加速開(kāi)通過(guò)程，減小開(kāi)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，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(mén)極電流，關(guān)斷需施加負(fù)門(mén)極電流，幅值和陡度要求更高，其驅(qū)動(dòng)電路通常包括開(kāi)通驅(qū)動(dòng)電路，關(guān)斷驅(qū)動(dòng)電路和門(mén)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。全控型器件的緩沖電路的主要作用是什么答：全控型器件緩沖電路的主要作用是抑制器件的內(nèi)因過(guò)電壓，du/dt或過(guò)電流和di/dt，減小器件的開(kāi)關(guān)損耗。試說(shuō)明IGBT、GTR、GTO和電力MOSFET各自的優(yōu)缺點(diǎn)。答：對(duì)IGBT、GTR、GTO和電力MOSFET的優(yōu)缺點(diǎn)的比較如下表：器件優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)IGBT開(kāi)關(guān)速度高，開(kāi)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)功率小開(kāi)關(guān)速度低于電力MOSFET,電壓，電流容量不及GTOGTR耐壓高，電流大，開(kāi)關(guān)特性好，通流能力強(qiáng)，飽和壓降低開(kāi)關(guān)速度低，為電流驅(qū)動(dòng)，所需驅(qū)動(dòng)功率大，驅(qū)動(dòng)電路復(fù)雜，存在二次擊穿問(wèn)題GTO電壓、電流容量大，適用于大功率場(chǎng)合，具有電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)，其通流能力很強(qiáng)電流關(guān)斷增益很小，關(guān)斷時(shí)門(mén)極負(fù)脈沖電流大，開(kāi)關(guān)速度低，驅(qū)動(dòng)功率大，驅(qū)動(dòng)電路復(fù)雜，開(kāi)關(guān)頻率低電力MOSFET開(kāi)關(guān)速度快，輸入阻抗高，熱穩(wěn)定性好，所需驅(qū)動(dòng)功率小且驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單，工作頻率高，不存在二次擊穿問(wèn)題電流容量小，耐壓低，一般只適用于功率不超過(guò)10kW的電力電子裝置晶閘管串、并聯(lián)使用時(shí)應(yīng)注意哪些問(wèn)題采取什么措施（1）.晶閘管串聯(lián)需注意均壓?jiǎn)栴}，分為靜態(tài)均壓和動(dòng)態(tài)均壓兩種。對(duì)于靜態(tài)均壓，主要是由于各個(gè)器件漏電阻不同引起不均壓?jiǎn)栴}。采取措施為，首先應(yīng)選用特性比較一致的器件進(jìn)行串聯(lián)，同時(shí)給每個(gè)晶閘管并聯(lián)均壓電阻。電阻阻值需均衡考慮，一方面使均壓電阻大大小于晶閘管的漏電阻，另一方面也要避免均壓電阻過(guò)小造成其上損耗過(guò)大。對(duì)于動(dòng)態(tài)均壓，主要是由于串聯(lián)器件在開(kāi)通和關(guān)斷過(guò)程中時(shí)間參數(shù)不一致而引起的過(guò)電壓?jiǎn)栴}。采取措施為，第一，為各個(gè)晶閘管并聯(lián)阻容電路；第二，各晶閘管觸發(fā)開(kāi)通時(shí)間差盡量小。（2）晶閘管并聯(lián)需注意的問(wèn)題為均流問(wèn)題。由于