1、 电力电子技术第五版 课后习题 答案 第二章 电力电子器件 2-1 与信息电子电路中的二极管相比，电力二极管具有怎样的结构特点才使得其具有耐受高压和大电流的能力？ 答： 1.电力二极管大都采用垂直导电结构，使得硅片中通过电流的有效面积增大，显著提高了二极管的通流能力。 2.电力二极管在 P 区和 N 区之间多了一层低掺杂 N 区，也称漂移区。低掺杂 N 区由于掺杂浓度低而接近于无掺杂的纯半导体材料即本征半导体，由于掺杂浓度低，低掺杂 N 区就可以承受很高的电压而不被击穿。 2-2. 使晶闸管导通的条件是什么？ 答：使晶闸管导通的条件是：晶闸管承受正向阳极电 压，并在门极施加触发电流（脉冲）。或
2、： uAK0 且 uGK0。 2-3. 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？ 答：维持晶闸 管导通的条件是使晶闸管的电流大于能保持晶闸管导通的最小电流，即维持电流。 要使晶闸管由导通变为关断， 可利用外加电压和外电路的作用使流 过晶闸管的电流降 到接近于零的某一数值以下，即降到维持电流以下，便可使导通的晶闸管关断。 2-4 图 2-27 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 ，试计算各波形的电流平均值 Id1、 Id2、 Id3 与电流有效值 I1、 I2、 I3 0 02 2 2 44 25 4a) b) c)图1- 430图 2-2
3、7 晶闸管导电波形 解： a) Id1=21 4 )(sin ttdIm=2mI( 122 ) 0.2717 Im I1= 4 2 )()s in(21 tdtI m= 2mI2143 0.4767 Im b) Id2 =1 4 )(sin ttdIm=mI ( 122 ) 0.5434 Im I2 = 4 2 )()s in(1 tdtI m= 22mI2143 0.6741I m c) Id3= 21 20 )( tdIm=41 Im I3 = 20 2 )(21 tdIm =21 Im 2-5 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
4、 各为多少？这时，相应的电流最大值 Im1、 Im2、 Im3 各为多少 ? 解：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) Im1 4767.0I 329.35， Id1 0.2717 Im1 89.48 b) Im26741.0I 232.90, Id2 0.5434 Im2 126.56 c) Im3=2 I = 314, Id3=41Im3=78.5 2-6 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 ? 答 ： GTO 和普通晶阐管同为 PNPN 结构 ， 由 P1N1P2
5、 和 N1P2N2 构成两个晶体管 V1、 V2， 分别具有共基极电流增益 a1 和 a2， 由普通晶阐管的分析可得 ,a1+a2=1 是器件临界导通的条件。a1+a21 两个等效晶体管过饱和而导通； a1+a2 /2，使 Ud为负值。 27三相全控桥变流器，反电动势阻感负载， R=1， L= ， U2=220V， LB=1mH，当 EM=-400V，=60时求 Ud、 Id与 的值，此时送回电网的有功功率是多少？ 解：由题意可列出如下 3 个等式： Ud 2.34U2cos( ) Ud Ud 3XBId Id（ Ud EM） R 三式联立求解，得 Ud 2.34 U2R cos( ) 3XBEM ( R 3XB) 290.3（ V） Id 109.7（ A） 由下式可计算换流重叠角： cos )cos( 2XBId 6 U2 0.1279 )120cos( 0.6279 128.90 120 8.90 送回电网的有功功率为 P= RIIE ddM 2| =400 109.7-109.72 1=31.85(W)
