2020年东南大学电力电子技术考研复试核心题库之简答题精编

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一、2020年东南大学电力电子技术考研复试核心题库之简答题精编

1．三相半控桥与三相全控整流电路相比有哪些特点？

【答案】三相半控桥式整流电路是把全控桥中共阳极组的3个晶闸管换成整流二极管，其显著特点是共阴极组元件必须触发才能换流；共阳极元件总是在自然换流点换流。一周期中仍然换流6次，3次为自然换流，其余3次为触发换流，这是与全控桥根本的区别。改变共阴极组晶闸管的控制角α，仍可获得0~2.34U2Φ的直流可调电压。三相半控桥式整流电路只需三套触发电路、不需要宽脉冲或双脉冲触发、线路简单经济、调整方便。电路结构比三相全控桥更简单、经济，而带电阻性负载时性能并不比全控桥差。所以多用在中等容量或不要求可逆拖动的电力装置中。

2．简述晶闸管导通的条件与关断条件。

【答案】晶闸管导通的条件是：阳极承受正向电压，处于阻断状态的晶闸管，只有在门极加正向触发电压，才能使其导通。门极所加正向触发脉冲的最小宽度，应能使阳极电流达到维持通态所需要的最小阳极电流，即擎住电流ＩＬ以上。导通后的晶闸管管压降很小。

使导通了的晶闸管关断的条件是：使流过晶闸管的电流减小至某个小的数值－维持电流ＩＨ以下。

其方法有二：

（1）减小正向阳极电压至某一最小值以下，或加反向阳极电压；

（2）增加负载回路中的电阻。

3．对于正弦脉冲宽度调制（SPWM），什么是调制信号？什么是载波信号？何谓调制比？

【答案】在正弦脉冲宽度调制（SPWM）中，把希望输出的波形称作调制信号；

而对它进行调制的三角波或锯齿波称为载波信号；

载波频率fc与调制信号频率fr之比，N=fc/fr称为载波比。

4．什么是直流斩波电路？分别写出降压和升压斩波电路直流输出电压U0与电源电压Ud的关系式。

【答案】直流斩波电路是将直流电源的恒定直流电压通过电力电子器件的开关作用变换为可调直流电压的装置。

5．晶闸管实现导通的条件是什么？关断的条件及如何实现关断？

【答案】在晶闸管阳极——阴极之间加正向电压，门极也加正向电压，产生足够的门极电流Ig，则晶闸管导通，其导通过程叫触发。关断条件：使流过晶闸管的阳极电流小于维持电流。

实现关断的方式：1>减小阳极电压。

2>增大负载阻抗。

3>加反向电压。

6．软开关电路可以分为哪几类？各有什么特点？

【答案】根据电路中主要的开关元件开通及关断时的电压电流状态，可将软开关电路分为零电压电路

和零电流电路两大类；根据软开关技术发展的历程可将软开关电路分为准谐振电路，零开关PWM电路和零转换PWM电路。

准谐振电路：准谐振电路中电压或电流的波形为正弦波，电路结构比较简单，但谐振电压或谐振电流很大，对器件要求高，只能采用脉冲频率调制控制方式。

零开关PWM电路：这类电路中引入辅助开关来控制谐振的开始时刻，使谐振仅发生于开关过程前后，此电路的电压和电流基本上是方波，开关承受的电压明显降低，电路可以采用开关频率固定的PWM控制方式。

零转换PWM电路：这类软开关电路还是采用辅助开关控制谐振的开始时刻，所不同的是，谐振电路是与主开关并联的，输入电压和负载电流对电路的谐振过程的影响很小，电路在很宽的输入电压范围内并从零负载到满负载都能工作在软开关状态，无功率的交换被消减到最小。

7．IGBT、GTR、GTO和电力MOSFET的驱动电路各有什么特点?。

【答案】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．试说明IGBT、GTR、GTO和电力MOSFET各自的优缺点。

【答案】IGBT优点：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

缺点：开关速度低于电力MOSFET,电压，电流容量不及GTO

GTR优点：耐压高，电流大，开关特性好，通流能力强，饱和压降低

缺点：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优点：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

缺点：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优点：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

缺点：电流容量小，耐压低，一般只适用于功率不超过10kW的电力电子装置

9．简述对触发电路的三点要求。

【答案】（1）触发电路输出的脉冲应具有足够大的功率；

（2）触发电路必须满足主电路的移相要求；

（3）触发电路必须与主电路保持同步。