电力电子技术题解实例与习题(3)

11、比较而言，下列半导体器件中性能最好的是（ ）。 A GTR B MOSFET C IGBT D GTO 答： C

12、比较而言，下列半导体器件中输入阻抗最大的是（ ）。 A、GTR B、MOSFET C、IGBT D、GTO 答：B

13、下列半导体器件中属于电流型控制器件的是（ ）。 A、 IPM B、 MOSFET C、 IGBT D、 GTO 答：A

14、下列半导体器件中属于混合型器件的是( )。

A、 GTR B、 MOSFET C、 IGBT D、 GTO

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答：C

15、下列器件中属于全控型电力电子器件的是（ ）。

A、KP50-7 B、3DD15C C、ZP100-10 D、9013 答：B

15、下列电力半导体器件电路符号中表示IGBT器件的电路符号是( )。

A B C D

答：C

四、简答题

1、电力电子器件的特性表现在哪些方面？

答：1）电力电子器件工作在开关状态，为的是减小本身的损耗。 2）电力电子器件因直接用在电力电路上，要承受高电压大电流。 3）电力电子器件需要弱电来控制，应有控制、驱动电路。 4）因耗散功率大，需有必要的散热措施。 2、怎样才能使晶闸管由导通变为关断？

答： 在实际电路中是采用阳极电压反向、减小阳极电压、或增大回路阻抗等方式，使阳极电流小于维持电流，晶闸管即关断。

3、 在晶闸管的门极通入几十毫安的小电流可以控制阳极几十、几百安培的大流量的导通，它与晶体管用较小的基极电流控制较大的集电极电流有什么不同？晶闸管能不能像晶体管一样构成放大器？

答：晶体管在共发射极接法时，基极电流Ib可以控制较大的集电极电流Ic变化，起到了电流放大作用；而晶闸管在电路中只能由门极控制信号控制其通断，在电路中只起到一个开关作用，要关断还需要采取措施（如阳极加反向电压）。因此，不能构成放大器。

4、在夏天，工作正常的晶闸管装置到冬天变得不可靠了，可能是什么原因？冬天工作正常，夏天工作不正常有可能是什么原因？

答：夏天工作正常，冬天工作不正常的原因可能是电路提供的触发电流Ig偏小，夏天勉强能触发，而冬天则不能满足对触发电流的要求了。冬天正常，夏天不正常的原因可能是晶闸管的维持电流小，冬天勉强能关断，到了夏天不容易关断；或者是，选用的晶闸管电压偏低，到了夏天，管子的转折电压与击穿电压值下降，造成“硬开通”或击穿。

5、图2-1为调试晶闸管电路，在断开Rd测量输出电压Ud是否正确可调时，发现电压表读数不正确，接上Rd后一切正常，为什么？

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答：当Q未合上时，因电压表内阻很大，即使晶闸管门极加触发脉冲，此时流过晶闸管的阳极电流仍小于擎住电流，晶闸管没有导通，电压表上显示的读数只是管子电流形成的电阻与电压表内阻的分压值，所以这个读数是不正确的。当Q合上后，Rd接入电路，晶闸管能正常导通，

电压表的读数才能正确显示。 图2-1 例5图

6晶闸管的门极允许加多高电压？通过多大电流？不同规格的晶闸管一样吗？

答： 按规定门极电压、电流瞬时值不能超过10V、2A。在宽脉冲下，控制门极所加的平均功率，即电流电压乘积再乘以脉冲宽度的百分数，不能超过500mW,但100A以上的器件门极的面积增大，能够承受的外加控制信号的功率也可以增大，对100~200A的器件可以允许平均损耗为1W，对300~500A器件为2W。

7、有些器件的门极只加2V就可使晶闸管触发导通，是否对于触发电路只输出3V就够了？

答：按规定门极触发电压在3.5Ｖ(50A器件)或4V（100A以上器件）以下者均为合格产品。但希望触发电压仍能在5~6V以上，这是因为一方面希望触发电路的通用性好些，另一方面，一般合格证上所给的数据是在室温下测定的，在低温下，要求触发电压、电流均显著增大，例如在-25℃时触发电压、电流可能增大1倍左右。

8、用万用表测量晶闸管门极时，为什么正反向电阻不同？是否阻值愈小愈好？

答：晶闸管的门极对阴极是一个P-N结，所以正反向电阻不同。但是同一型号的门极伏安特性相差很大，所以不能以门极电阻大小来确定特性好坏。当然，如果测得电阻值为零或无穷大，则表明门极与阴极已短路或开路，不能使用。

9、晶闸管最大冲击电流允许多大？超过了是否一定会坏？

答：据对100A元件冷态进行冲击试验，通过正弦半波平均电流3000A达28次才损坏。但在热态下(结温100℃)耐受冲击电流能力就要小得多。所以晶闸管在冷态下允许的冲击电流比热态时要大得多，参看表2-1.

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表2-1 电流过载倍数

10、螺栓式与平均式晶闸管你拧紧在散热器上，是否拧紧得越紧越好？ 答：元件固定在散热器上，拧得愈紧，散热效果愈好。但是，螺栓式元件在螺栓的六角上加力旋紧时，座底与硅片之间将产生应力，扭力大时会引起硅片损坏，所以拧紧时不可加力太大。

11、晶闸管在使用时突然损坏，有哪些可能的原因？

答 引起元件损坏的原因有很多，下面介绍一些常见的损坏元件的原因。 ①电流方面的原因

输出发生短路或过载，而过电流保护不完善，熔断器规格不对。快速性能不合要求。输出接电容滤波，触发导通时，电流上升率太大造成损坏。

②电压方面的原因

没有适当的过电压保护，外界因开关操作、雷击等有过电压侵入或整流电路本身因换相造成换相过电压，或是输出回路突然断开而造成过电压均可损坏元件。

元件特性不稳定，正向电压额定值下降，造成连续的正向转折引起损坏，反向电压额定值下降引起反向击穿。

③门极方面的原因

门极所加最高电压、电流或平均功率超过允许值；门极和阳极发生短路故障；触发电路有故障，加在门极的电压太高，门极所加反向电压太大（超过允许值10V以上造成反向击穿）。

④散热冷却方面的原因

散热器没拧紧，温升超过允许值，或风机、水冷却停转，元件温升超过允许值。

12、可用什么样的信号作为晶闸管的门极控制信号？

答：可用尖脉冲、矩形脉冲、强触发脉冲。多相可控整流时要求宽脉冲。为了减少门极控制回路的电源个数和各元件与阴极的绝缘，通常把宽脉冲变换为高频脉冲列，经脉冲变压器共给门极。此外，如果使用光耦器则无需变换为脉冲列，

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