大学科目《电力电子技术》各章节练习题

第1章 习题 第1部分：填空题 1. 电力电子技术是使用________器件对电能进行________的技术。 2. 电力电子技术是应用在________ 的电子技术。 3. 电能变换的含义是在输入与输出之间，将________、________、________、________、________中的一项以上加以改变。 4. 在功率变换电路中，为了尽量提高电能变换的效率，所以器件只能工作在________状态，这样才能降低________。 5. 电力电子技术的研究内容包括两大分支：________________ 技术和________技术。 6.半导体变流技术包括用电力电子器件构成_____________电路和对其进行控制的技术，以及构成________装置和________系统的技术。 第2部分：简答题 1. 什么是电力电子技术？ 2. 电能变换电路的有什么特点？机械式开关为什么不适于做电能变换电路中的开关？ 3. 电力电子变换电路包括哪几大类？ 第2章 习题（1） 第1部分：填空题 1. 电力电子器件是直接用于 电路中，实现电能的变换或控制的电子器件。 2. 主电路是在电气设备或电力系统中，直接承担 的电路。 3. 电力电子器件一般工作在 状态。 4. 电力电子器件组成的系统，一般由 、 、 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 。 5. 按照器件能够被控制的程度，电力电子器件可分为以下三类： 、 和 。 6．按照驱动电路信号的性质，电力电子器件可分为以下分为两类： 和 。 7. 电力二极管的工作特性可概括为 。 8. 电力二极管的主要类型有 、 、 。 9. 普通二极管又称整流二极管多用于开关频率不高,一般为 Hz以下的整流电路。其反向恢复时间较长，一般在 以上。 10.快恢复二极管简称快速二极管，其反向恢复时间较长，一般在 以下。 11.肖特基二极管的反向恢复时间很短,其范围一般在 之间。 12.晶闸管的基本工作特性可概括为：承受反向电压时，不论 ，晶闸管都不会导通；承受正向电压时，仅在 情况下，晶闸管才能导通；晶闸管一旦导通， 就失去控制作用。要使晶闸管关断，只能使晶闸管的电流 。 13.通常取晶闸管的UDRM和URRM中 的标值作为该器件的额定电压。选用时，一般取额定电压为正常工作时晶闸管所承受峰值电压 倍。 14.使晶闸管维持导通所必需的最小电流称为 。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称为 。对同一晶闸管来说，通常IL约为IH的称为 倍。 15.晶闸管的派生器件有： 、 、 、 。 16. 普通晶闸管关断时间 ，快速晶闸管 ，高频晶闸管 左右。高频晶闸管的不足在于其 不易做高。 17. 晶闸管可认为是一对反并联联接的普通晶闸管的集成。 18.逆导晶闸管是将 反并联一个 制作在同一管芯上的功率集成器件。 19. 光控晶闸管又称光触发晶闸管，是利用 触发导通的晶闸管。光触发保证了主电路与控制电路之间的 ，且可避免电磁干扰的影响。 第2部分：简答题 1.电力电子器件是如何定义和分类的？同处理信息的电子器件相比，它的特点是什么？ 2.使晶闸管导通的条件是什么？ 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？ 第3部分：计算题 1.晶闸管在单相正弦有效值电压220V时工作,若考虑晶闸管的安全裕量,其电压定额应选多大? 2.流经晶闸管的电流波形如题图1－41所示,其电流最大值为Im。试计算电流波形的平均值、有效值。若取安全裕量为2，问额定电流为100A的晶闸管，其允许通过的电流平均值和最大值为多少？ 3.题图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c)图波形的电流平均值Id3与电流有效值I3。如果不考虑安全裕量,问100A的晶闸管能送出的最大平均电流Id3为多少？这时，相应的电流最大值Im3为多少 ? 第2章 习题（2） 第1部分：填空题 1. GTO的 结构是为了便于实现门极控制关断而设计的。 2. GTO的开通控制方式与晶闸管相似，但是可以通过在门极 使其关断。 3. GTO导通过程与普通晶闸管一样，只是导通时饱和程度 ,导通时管压降 。 4. GTO最大可关断阳极电流与门极负脉冲电流最大值IGM之比称为 , 该值一般很小，只有 左右，这是GTO的一个主要缺点。 5. GTR导通的条件是： 且 。 6. 在电力电子电路中GTR工作在开关状态, 在开关过程中，在 区和 区之间过渡时，要经过放大区。 7. 电力MOSFET导通的条件是： 且 。 8. 电力MOSFET的漏极伏安特性中的三个区域与GTR共发射极接法时的输出特性中的三个区域有对应关系，其中前者的截止区对应后者的 、前者的饱和区对应后者的 、前者的非饱和区对应后者的 。 9.电力MOSFET的通态电阻具有 温度系数。 10.IGBT是由 和 两类器件取长补短结合而成的复合器件。 11.IGBT导通的条件是： 且 。 12. IGBT的输出特性分为三个区域，分别是： 区， 区和 区。IGBT的开关过程，是在 区和 区之间切换。 13.IGCT由 和 两类器件结合而成的复合器件，目前正在与IGBT等新型器件激烈竞争，试图最终取代 在大功率场合的位置。 14.将多个电力电子器件封装在一个模块中，称为 。 15.与单管器件相比，功率模块的优点是： 、 。 16.功率集成电路将功率器件与 等信息电子电路制作在同一芯片上。 17.功率集成电路实现了 和 的集成，成为机电一体化的理想接口。 18.按照载流子参与导电的情况,，可将电力电子器件分为: 、 和 三类。 19.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， 属于不可控器件的是 ， 属于半控型器件的是 ， 属于全控型器件的是 , 属于单极型电力电子器件的有 , 属于双极型器件的有 , 属于复合型电力电子器件得有 , 在可控的器件中，容量最大的是 , 工作频率最高的是 , 属于电压驱动的是 , 属于电流驱动的是 。 20.画出下面电力电子器件的电气符号。 电力二极管 晶闸管 GTO GTR IGBT 电力场效应管 第2部分：简答题 1.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？ 2.试说明IGBT、GTR、GTO和电力MOSFET各自的优缺点。 　　 第3章 直流-直流变换电路 习题（1） 第1部分：填空题 1.直流斩波电路完成的是直流到 的变换。 2.直流斩波电路中最基本的两种电路是 电路和 电路。 3.斩波电路有三种控制方式： 、 和 ，其中最常用的控制方式是： 。 4.脉冲宽度调制的方法是： 不变， 时间变化，即通过导通占空比的改变来改变变压比，控制输出电压。 5.脉冲频率调制的方法是: 时间不变， 变化，导通比也能发生变化，从而达到改变输出电压的目的。该方法的缺点是： 的变化范围有限。输出电压、输出电流中的 不固定，不利于滤波器的设计 。 6.降压斩波电路中通常串接较大电感，其目的是使负载电流 。 7.升压斩波电路使电压升高的原因：电感L ，电容C 。 8.升压斩波电路的典型应用有 和 等。 9.升降压斩波电路和Cuk斩波电路呈现升压状态的条件是开关器件的导通占空比为 ；呈现降压状态的条件是开关器件的导通占空比为 。 第2部分：简答题 1.画出降压斩波电路原理图并简述其工作原理。 2.画出升压斩波电路原理图并简述其基本工作原理。 第3部分：计算题 1.在题图3-1所示的降压斩波电路中，已知E=100V，R=10Ω，L值极大，EM=20V，T=100μs,ton=50μs。 1）画出输出电压uo,输出电流io,流过器件V的电流iV以及流过二极管VD的电流iVD。 2）计算输出电压平均值Uo，输出电流平均值Io，器件V上的平均电流IV，及二极管VD上的平均电流IVD。 题图3-1 2. 设计题图3-2所示的Buck变换器。电源电压Vs=220V，额定负载电流11A，最小负载电流1.1A，开关频率20KHz。要求输出电压Vo=110V； 1）L值和C值极大时，采用脉宽调制控制方式，求开关T的导通占空比及在1个开关周期中的导通时间。并画出此时流过器件T的电流iT以及流过