2020 电力电子技术(湖南科技大学)1450970448 最新满分章节测试答案

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【作业】第1章 电力电子器件 第1次作业（含第0章）

1、 问题:传统电力电子技术与现代电力电子技术各自特征是什么？
评分规则: 【 传统电力电子技术的特征：电力电子器件以半控型晶闸管为主，变流电路一般为相控型，控制技术多采用模拟控制方式。现代电力电子技术特征：电力电子器件以全控型器件为主，变流电路采用脉宽调制型，控制技术多采用PWM数字控制技术。器件、相位/PWM控制、模拟/数字，各2分。
】

2、 问题:按可控性分类，电力电子器件分哪几类？
评分规则: 【 按可控性分类，电力电子器件分为不可控器件、半控器件和全控器件。各2分。
】

3、 问题:电力二极管有哪些类型？各类型电力二极管的反向恢复时间大约为多少?
评分规则: 【 电力二极管类型以及反向恢复时间如下：1）普通二极管，反向恢复时间在5us以上。2）快恢复二极管，反向恢复时间在5us以下。快恢复极管从性能上可分为快速恢复和超快速恢复二极管。前者反向恢复时间为数百纳秒或更长，后者在100ns以下，甚至达到20~30ns，多用于高频整流和逆变电路中。3）肖特基二极管，反向恢复时间为10～40ns。分类3分，时间3分。
】

4、 问题:已处于通态的晶闸管，撤除其驱动电流为什么不能关断，怎样才能使晶闸管由导通变为关断？
评分规则: 【 已处于通态的晶闸管在内部已形成强烈的正反馈，即使撤去其驱动电流，会仍然维持导通的状态。因此晶闸管一旦导通后门极将失去控制作用，门极的电压和驱动电流对管子随后的导通或关断均不起作用。
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。
】

5、 问题: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？
评分规则: 【 1）在设计GTO时使其α2较大，这样，晶体管VT2控制灵敏，使GTO容易关断。
2）由于GTO的内部包含着许多共阳极的小GTO单元，GTO元阴极面积小，门极和阴极间的距离短， P2基区的横向电阻小，可以从门极抽出更大的电流。
3）GTO导通时，双晶体管模型中的2个晶体管共基极电流放大倍数之和α1+α2大于1且近似等于1（1.05左右），因而处于临界饱和导通状态，若要关断GTO，可用抽出部分阳极电流的办法破坏其临界饱和状态，使GTO用门板负信号关断。SCR的α1+α2比1大 （大约为1.15），SCR导通后处于深度饱和状态，因而用门极负脉冲不足以使α1+α2达到小于1的程度，因而也就不能用门极负信号去关断阳极电流。这是GTO与SCR的一个极为重要的区别。
】

【作业】第1章 电力电子器件 第2次作业1（第1章）

1、 问题:关于GTR，请回答如下两个问题：1）描述GTR 的二次击穿特性。2）为什么GTR 在开关瞬变过程中易被击穿?有什么预防措施?
评分规则: 【 1）当GTR集射极间的电压升高至击穿电压时，发生一次击穿，此时集电极电流急速增加，如果有外接电阻限制集电极电流的增长，一般不会引起晶体管特性变坏；一次击穿发生时，如果对集电极电流不加限制，集电极电流继续增加，集射极间的电压陡降，就会导致破坏性的二次击穿。所以，二次击穿是在器件发生一次击穿后，在某电压和电流点产生向低阻抗区高速移动的负阻现象。——–3分2）GTR的安全工作区较窄，当GTR在工作过程中所承受的电压电流都较大时，超出安全工作区域，那么GTR在开关瞬变过程中易被击穿。——–2分预防措施就是加辅助电路，确保GTR所承受的电压电流在安全工作区域之内。—-1分
】

2、 问题:比较电力MOSFET与IGBT内部结构，说明电力MOSFET在开关特性上的优点。
评分规则: 【 内部结构相似之处：IGBT内部结构包含了MOSFET内部结构。内部结构不同之处：IGBT内部结构有注入P区，MOSFET内部结构则无注入P区。——3分开关特性的相似之处：IGBT开关大部分时间由MOSFET运行，特性相似。开关特性的不同之处：IGBT的注入P区有电导调制效应，有少子储存现象，开关慢。所以，电力MOSFET开关速度快。——-3分
】

3、 问题:作为开关使用时，IGBT有哪些优点？
评分规则: 【 IGBT将MOSFET与GTR的优点集于一身，既有输入阻抗高、速度快、热稳定性好、电压驱动型，又具有通态压降低，高电压、大电流的优点。
】

4、 问题:试说明IGBT、GTR、GTO和电力MOSFET各自的优缺点。
评分规则: 【 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。——————————3分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。—————————3分
】

5、 问题:试分析电力电子集成技术可以带来哪些益处。智能功率模块与功率集成电路实现集成的思路有何不同？
评分规则: 【 带来的益处：装置体积减小、可靠性提高、使用方便、维护成本低。—–3分智能功率模块与功率集成电路实现集成的思路的不同：前者是将一系列的器件集成为一个模块来使用（封装集成），而后者则是将所有的东西都集成于一个芯片当中（芯片集成）。——-3分
】

第1章 电力电子器件 概述+电力电子器件单元测试

1、 问题:1.电力电子技术就是利用______用于电能变换和控制的技术。
选项：
A:电子器件
B:信息电子器件
C:电力电子器件
D:半导体器件
答案: 【电力电子器件】

2、 问题:4. 电力电子器件总是工作在______状态。
选项：
A:线性放大
B:饱和
C:截止
D:开关
答案: 【开关】

3、 问题:6. 下列电力电子器件哪种是不可控型的。
选项：
A:晶闸管
B:电力MOSFET
C:IGBT
D:二极管
答案: 【二极管】

4、 问题:7. 下列电力电子器件哪种是半控型的。
选项：
A:二极管
B:电力三极管
C:IGBT
D:晶闸管
答案: 【晶闸管】

5、 问题:9. 下列哪种电力器件只具有反向阻断电压能力。
选项：
A:晶闸管
B:电力二极管
C:IGBT
D:GTO
答案: 【电力二极管】

6、 问题:下列哪些器件只具有单向导电能力？
选项：
A:二极管
B:逆导型晶闸管
C:逆导型IGBT
D:双向晶闸管
答案: 【二极管】

7、 问题:晶闸管的电流定额按_____原则确定。
选项：
A:平均值相等
B:有效值相等
C:最大值
D:绝对值
答案: 【有效值相等】

8、 问题:2. 电能变换的种类有：
选项：
A:AC—DC
B:DC—–DC
C:DC——AC
D:AC—–AC
答案: 【AC—DC;
DC—–DC;
DC——AC;
AC—–AC】

9、 问题:3. 电力电子器件按是否可控，可分为：
选项：
A:不可控型
B:半控型
C:全控型
D:多子导电型
答案: 【不可控型;
半控型;
全控型】

10、 问题:5. 电力电子系统（或电路）包括__、_、、____,。
选项：
A:主电路
B:控制电路
C:驱动电路
D:检测和保护电路
答案: 【主电路;
控制电路;
驱动电路;
检测和保护电路】

11、 问题:8. 下列电力电子器件哪些是全控型的。
选项：
A:晶闸管
B:IGBT
C:GTO
D:电力MOSFET
E:GTR
答案: 【IGBT;
GTO;
电力MOSFET;
GTR】

12、 问题:下列哪些电力电子器件具有正、反向阻断电压能力？
选项：
A:晶闸管
B:GTO
C:GTR
D:电力MOSFET和IGBT
答案: 【晶闸管;
GTO;
GTR;
电力MOSFET和IGBT】

13、 问题:下列哪些器件具有双向导电性？
选项：
A:逆导型晶闸管
B:IGBT
C:逆导型IGBT
D:晶闸管
E:GTO
F:GTR
G:电力MOSFET
答案: 【逆导型晶闸管;
逆导型IGBT】

14、 问题:为保障晶闸管可靠导通，其驱动信号可采用宽脉冲或双脉冲。
选项：
A:正确
B:错误
答案: 【正确】

15、 问题:电力MOSFET和IGBT采用电平驱动方式。
选项：
A:正确
B:错误
答案: 【正确】