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1、解：a） Id1=（）0.2717 ImI1=0.4767 Imb） Id2 =（）0.5434 ImI2 =0.898 Imc） Id3=0.25ImI3 =0.5Im4. 上题中如果不考虑安全裕量,问100A的晶闸管能送出的平均电流Id1、Id2、Id3各为多少？这时，相应的电流最大值Im1、Im2、Im3各为多少?额定电流I T（AV） =100A的晶闸管，允许的电流有效值I =157A，由上题计算结果知a） Im1329.35， Id10.2717 Im189.48b） Im2232.90, Id20.5434 Im2126.56c） Im3=2 I = 314, Id3= Im3=7

2、8.55. 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？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和，由普通晶闸管的分析可得，+=1是器件临界导通的条件。+1，两个等效晶体管过饱和而导通；+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：1） GTO在设计时较大，这样晶体管V2控制灵敏，易于GTO关断；2） GTO导通时的+更接近于1，普通晶闸管+1.15，而GTO则为+1.05，GTO的饱和程度不深，接近于临界

3、饱和，这样为门极控制关断提供了有利条件；3） 多元集成结构使每个GTO元阴极面积很小，门极和阴极间的距离大为缩短，使得P2极区所谓的横向电阻很小，从而使从门极抽出较大的电流成为可能。6. 如何防止电力MOSFET因静电感应应起的损坏？电力MOSFET的栅极绝缘层很薄弱，容易被击穿而损坏。MOSFET的输入电容是低泄漏电容，当栅极开路时极易受静电干扰而充上超过20的击穿电压，所以为防止MOSFET因静电感应而引起的损坏，应注意以下几点： 一般在不用时将其三个电极短接； 装配时人体、工作台、电烙铁必须接地，测试时所有仪器外壳必须接地； 电路中，栅、源极间常并联齐纳二极管以防止电压过高 漏、源极间也

4、要采取缓冲电路等措施吸收过电压。7. IGBT、GTR、GTO和电力MOSFET的驱动电路各有什么特点？IGBT驱动电路的特点是：驱动电路具有较小的输出电阻，IGBT是电压驱动型器件，IGBT的驱动多采用专用的混合集成驱动器。GTR驱动电路的特点是：驱动电路提供的驱动电流有足够陡的前沿，并有一定的过冲，这样可加速开通过程，减小开通损耗，关断时，驱动电路能提供幅值足够大的反向基极驱动电流，并加反偏截止电压，以加速关断速度。GTO驱动电路的特点是：GTO要求其驱动电路提供的驱动电流的前沿应有足够的幅值和陡度，且一般需要在整个导通期间施加正门极电流，关断需施加负门极电流，幅值和陡度要求更高，其驱动电

5、路通常包括开通驱动电路，关断驱动电路和门极反偏电路三部分。电力MOSFET驱动电路的特点：要求驱动电路具有较小的输入电阻，驱动功率小且电路简单。8. 全控型器件的缓冲电路的主要作用是什么？试分析RCD缓冲电路中各元件的作用。全控型器件缓冲电路的主要作用是抑制器件的内因过电压，du/dt或过电流和di/dt，减小器件的开关损耗。RCD缓冲电路中，各元件的作用是：开通时，Cs经Rs放电，Rs起到限制放电电流的作用；关断时，负载电流经VDs从Cs分流，使du/dt减小，抑制过电压。9. 试说明IGBT、GTR、GTO和电力MOSFET各自的优缺点。对IGBT、GTR、GTO和电力MOSFET的优缺点

6、的比较如下表：器 件优 点缺 点IGBT开关速度高，开关损耗小，具有耐脉冲电流冲击的能力，通态压降较低，输入阻抗高，为电压驱动，驱动功率小开关速度低于电力MOSFET,电压，电流容量不及GTOGTR耐压高，电流大，开关特性好，通流能力强，饱和压降低开关速度低，为电流驱动，所需驱动功率大，驱动电路复杂，存在二次击穿问题GTO电压、电流容量大，适用于大功率场合，具有电导调制效应，其通流能力很强电流关断增益很小，关断时门极负脉冲电流大，开关速度低，驱动功率大，驱动电路复杂，开关频率低电 力MOSFET开关速度快，输入阻抗高，热稳定性好，所需驱动功率小且驱动电路简单，工作频率高，不存在二次击穿问题电流

7、容量小，耐压低，一般只适用于功率不超过10kW的电力电子装置第3章 整流电路 1. 单相半波可控整流电路对电感负载供电，L20mH，U2100V，求当0 和60 时的负载电流Id，并画出ud与id波形。0 时，在电源电压u2的正半周期晶闸管导通时，负载电感L储能，在晶闸管开始导通时刻，负载电流为零。在电源电压u2的负半周期，负载电感L释放能量，晶闸管继续导通。因此，在电源电压u2的一个周期里，以下方程均成立： 考虑到初始条件：当 t0时id0可解方程得：=22.51（A） ud与id的波形如下图： 当60时，在u2正半周期60 180 期间晶闸管导通使电感L储能，电感L储藏的能量在u2负半周期

8、180 300 期间释放，因此在u2一个周期中60 300 期间以下微分方程成立： 考虑初始条件：当 t60 时id0可解方程得：其平均值为=11.25（A） 此时ud与id的波形如下图： 2图2-9为具有变压器中心抽头的单相全波可控整流电路，问该变压器还有直流磁化问题吗？试说明：晶闸管承受的最大反向电压为2；当负载是电阻或电感时，其输出电压和电流的波形与单相全控桥时相同。具有变压器中心抽头的单相全波可控整流电路，该变压器没有直流磁化的问题。因为单相全波可控整流电路变压器二次测绕组中，正负半周内上下绕组内电流的方向相反，波形对称，其一个周期内的平均电流为零，故不会有直流磁化的问题。以下分析晶闸

9、管承受最大反向电压及输出电压和电流波形的情况。1 以晶闸管VT2为例。当VT1导通时，晶闸管VT2通过VT1与2个变压器二次绕组并联，所以VT2承受的最大电压为2。2 当单相全波整流电路与单相全控桥式整流电路的触发角 相同时，对于电阻负载：（0）期间无晶闸管导通，输出电压为0；（）期间，单相全波电路中VT1导通，单相全控桥电路中VT1、VT4导通，输出电压均与电源电压u2相等；（）期间，均无晶闸管导通，输出电压为0；（ 2）期间，单相全波电路中VT2导通，单相全控桥电路中VT2、VT3导通，输出电压等于 u2。对于电感负载：（ ）期间，单相全波电路中VT1导通，单相全控桥电路中VT1、VT4导

10、通，输出电压均与电源电压u2相等；（ 2）期间，单相全波电路中VT2导通，单相全控桥电路中VT2、VT3导通，输出波形等于 u2。可见，两者的输出电压相同，加到同样的负载上时，则输出电流也相同。 3单相桥式全控整流电路，U2100V，负载中R2，L值极大，当30时，要求：作出ud、id、和i2的波形； 求整流输出平均电压Ud、电流Id，变压器二次电流有效值I2； 考虑安全裕量，确定晶闸管的额定电压和额定电流。ud、id、和i2的波形如下图：输出平均电压Ud、电流Id，变压器二次电流有效值I2分别为Ud0.9 U2 cos0.9100cos3077.97（V）IdUd /R77.97/238.9

11、9（A）I2Id 38.99（A） 晶闸管承受的最大反向电压为：U2100141.4（V）考虑安全裕量，晶闸管的额定电压为：UN（23）141.4283424（V）具体数值可按晶闸管产品系列参数选取。流过晶闸管的电流有效值为：IVTId27.57（A）晶闸管的额定电流为：IN（1.52）27.571.572635（A） 4单相桥式半控整流电路，电阻性负载，画出整流二极管在一周内承受的电压波形。注意到二极管的特点：承受电压为正即导通。因此，二极管承受的电压不会出现正的部分。在电路中器件均不导通的阶段，交流电源电压由晶闸管平衡。 整流二极管在一周内承受的电压波形如下： 5单相桥式全控整流电路，U2

12、=100V，负载中R=2，L值极大，反电势E=60V，当 =30 时，要求：1 作出ud、id和i2的波形；2 求整流输出平均电压Ud、电流Id，变压器二次侧电流有效值I2；3 考虑安全裕量，确定晶闸管的额定电压和额定电流。ud、id和i2的波形如下图： 整流输出平均电压Ud、电流Id，变压器二次侧电流有效值I2分别为77.97（A）Id （UdE）/R（77.9760）/29（A）I2Id 9（A）流过每个晶闸管的电流的有效值为：IVTId 6.36（A）故晶闸管的额定电压为： 晶闸管的额定电流为：6.361.5768（A）晶闸管额定电压和电流的具体数值可按晶闸管产品系列参数选取。 6. 晶

13、闸管串联的单相半控桥（桥中VT1、VT2为晶闸管），电路如图2-11所示，U2=100V，电阻电感负载，R=2，L值很大，当 =60 时求流过器件电流的有效值，并作出ud、id、iVT、iD的波形。ud、id、iVT、iD的波形如下图： 负载电压的平均值为：67.5（V） 负载电流的平均值为：IdUdR67.52233.75（A） 流过晶闸管VT1、VT2的电流有效值为：IVTId19.49（A） 流过二极管VD3、VD4的电流有效值为：IVDId27.56（A） 11三相半波可控整流电路，U2=100V，带电阻电感负载，R=5，L值极大，当 =60 时，要求：1 画出ud、id和iVT1的波形；2 计算Ud、Id、IdT和IVT。ud、id和iVT1的波形如下图： Ud、Id、IdT和IVT分别如下Ud1.17U2cos 1.17cos6058.5（V）IdUdR58.5511.7（A）IdVTId311.733.9（A）IVTId6.755（A） 12在三相桥式全控整流