电力电子技术复习提纲

复习提纲一、1、电力电子器件分类1）按照电力电子器件能被控制电路信号所控制的程度，可以分为以下三类：半控型器件；全控型器件；不可控器件2）按照驱动电路加在电力电子器件控制端和公共端之间的信号的性质，又可以分为以下两类：电流驱动型；电压驱动型3）按照器件内部电子和空穴两种载流子参与导电的情况分为以下三类：单极型器件；双极型器件；复合型器件2、电力电子器件的主要性能指标有及工作状态电力电子器件的主要性能指标有：工作最大电流、额定电压、额定功率。一般工作在开关状态。3、电力电子电路主要有？控制电路；检测电路；驱动电路；主电路4、电力电子的常用器件主要技术参数有：静态；动态5、GTR在电力电子电路中主要考虑的电参数有：最高工作电压；集电极最大允许电流Icm；集电极最大耗散功率PCM。电流放大倍数β；直流电流增益hFE；集电极与发射极间的漏电流Iceo；集电极和发射极间的饱和压降Uces；开通时间ton和关断时间toff；6、GTR从组成结构、其特性曲线可分为四个区准饱和区；深度饱和区；线性区；死区7、功率MOSFET的主要参数有：静态动态漏极电压UDS；漏极直流电流ID和漏极脉冲电流幅度IDM；栅源电压UGS；极间电容。跨导Gfs；开启电压UT；8、MOSFET在使用和运输过程中要注意的主要问题是答：使用注意事项：工作人员要求自身接地后，拿取器件；焊接时，工具要良好接地；测试时，要求仪器接地良好，测试操作要规范。运输注意事项：防静电包装、引脚最好全部短接。主要原因：MOSFET的栅源极阻抗较高。容易积累静电，静电过高就会造成击穿而损坏器件9、电力电子器件的串并联运行目的？是有问题？解决方案有？1）串联目的：当晶体管的额定电压小于实际要求时，可以用两个以上同型号器件先相串联。（增大工作电压）存在的问题：存在电压分配不均匀解决方案：静态均压：首先应选用参数和特性尽量一致的器件，为此可以采用电阻均压动态均压：首先应选用动态参数和特性尽量一致的器件，还可以用RC并联支路作动态均压。2）并联的目的：多个器件并联可以承担较大的电流。（增大工作电流）存在的问题：存在电流分配不均匀的问题解决方案：均流的首要措施是挑选特性参数尽量一致的器件。还可以采用均流电抗器。采用门极强脉冲触发也有助于动态均流。10、逆变从负载角度分类；有源逆变、无源逆变12、DC-DC变换器常用的类型有？降压斩波电路；升压斩波电路；升降压斩波电路；Cuk斩波电路；Sepic斩波电路；Zeta斩波电路13、AC-AC变换器的类型有？交流调压电路；交流调功电路；交流电力电子开关；交交变频电路；矩阵式变频电路14、PWM逆变的两种方式？电压型和电流型二、1、简述电力二极管的工作特性静态特性：即伏安特性曲线，当电力二极管承受的正向电压达到一定值（门槛电压UTO）时，正向电流才开始增加，处于稳定导通的状态。与正向电流IF对应的电力二极管两端的电压UF即为其正向电压降。当电力二极管承受反向电压时，只有少子引起的微小而数值恒定的反向漏电流。动态特性：因为结电容的存在，电力二极管在零偏置、正向偏置和反向偏置这三种状态之间的转换的时候，必然经历一个过渡过程。在这些过渡过程中，PN结的一些区域需要一定时间来调整其带电状态，因而其电压-电流特性不能用前面的伏安特性来描述，而是随时间变化的，这就是二极管的动态特性。2、从GTR的额定功耗和二次击穿特性分析GTR的正反偏安全工作区答：为了保证可靠、安全的触发，从门极触发电路所提供的触发电压、触发电流和功率都应限制在晶体管门极伏安特性曲线中的可靠触发区。3、简述GTO的工作特性：1）动态特性：与普通晶体管类似，开通过程中需要进过延迟时间td和上升时间tr。关断过程则有所不同，首先需要经历抽取饱和导通时储存的大量载流子的时间—储存时间ts，从而使等效晶体管退出饱和状态；然后则是等效晶体管从饱和区退出至放大区，阳极电流逐渐减小的时间—下降至时间tf；最后还有残存载流子复合所需时间—尾部时间tt。4、简述IGBT的工作特性答：1、静态特性：转移特性：描述UGE和IC的关系，存在UGE（th）当UGE＞UGE（th）时基本为线型输出特性：描述UCE和IC的关系，存在反向阻断区、正向阻断区、有源区、饱和区。2、动态特性：开关时间（ton、toff、·1~）、开关损耗、结温3、主要参数：除上述参数外，还有ICM超过该值会产生擎住效应5、简述电力电子器的保护方式及分类分类：过电压保护、过电流保护、du/dt保护、di/dt保护6、简述PWM控制的基本原理冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上，其效果基本相同；冲量即窄脉冲的面积，所说的效果基本相同是指环节的输出波形基本相同。如果把各输入波形用傅里叶变换分析，则其低频段非常接近，仅在高频略有差异。面积等效原理是PWM控制技术的重要基础理论。7、简述谐振软开关电路的开关方式分类及工作特点根据开关元件开通和关断时电压电流状态，分为零电压电路和零电流电路两大类。根据软开关技术发展的历程可以将软开关电路分成准谐振电路、零开关PWM电路和零转换PWM电路准谐振电路中电压或电流的波形为正弦半波，因此称之为准谐振。为最早出现的软开关电路，可以分为：零电压开关准谐振电路（ZVSQRC）；零电流开关准谐振电路（ZCSQRC）；零电压开关多谐振电路（ZVSMRC）；特点：谐振电压峰值很高，要求器件耐压必须提高；谐振电流有效值很大，电路中存在大量无功功率的交换，电路导通损耗加大；谐振周期随输入电压、负载变化而改变，因此电路只能采用脉冲频率调制（PulseFrequencyModulation—PFM）方式来控制。10、简述无源逆变电路的基本分类：电流型逆变电路、电压型逆变电路。三、1、单相桥式全控整流电路，电感性负载波形及相关输出参数。（1）输出电压、电流以及晶闸管（任取一个）的电流、端电压波形（2）写出计算输出端的电压、电流以及晶闸管（任取一个）的电流、端电压平均值的表达式。（请以每格30o绘制波形）答：（1）如图所示：电路、波形（2）)()sin(212tdtUUaaORUIOO2OdII)()sin(22122tdtUUda2、三相桥式全控整流电路，电感性负载波形及相关输出参数。3、试以三相半控电路（或三相桥式全控）分析有源逆变的工作过程和条件4、以升降压型变换电路分析斩波输出的特点和工作过程。答：电路如图：（2分）工作波形如图：（2分）工作过程：S合上时：UL=Ud，IL线形增加（有连续和不连续方式）二极管V截止（2分）S断开时：二极管V导通，UL=-Uo，IL线形下降（有连续和不连续方式）（2分）参数：0)**(1ooffdonlututTu，douDDu1（2分）5、以单相无源逆变为例绘出双极型PWM的合成波形。