电力电子复习答题.doc

概述 可以认为，所谓电力电子技术就是应用于电力领域的电子技术。 电子技术包括信息电子技术和电力电子技术两大分支。通常所说的模拟电子技术和数字电子技术都属于信息电子技术。 具体地说，电力电子技术就是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术。 电能变换的形式共有四种：交流-直流变换、直流-直流变换、直流-交流变换、交流-交流变换。 电力电子器件的制造技术是电力电子技术的基础。 变流技术则是电力电子技术的核心。 美国学者W. Newell认为电力电子学是由电力学、电子学和控制理论三个学科交叉而形成的。 一般认为，电力电子技术的诞生是以1957年美国通用电气公司研制出第一个晶闸管为标志的。 把驱动、控制、保护电路和电力电子器件集成在一起，构成电力电子集成电路（PIC），这代表了电力电子技术发展的一个重要方向。电力电子集成技术包括以PIC为代表的单片集成技术、混合集成技术以及系统集成技术。 随着全控型电力电子器件的不断进步，电力电子电路的工作频率也不断提高。与此同时，软开关技术的应用在理论上可以使电力电子器件的开关损耗降为零，从而提高了电力电子装置的功率密度。 第二章电力电子器件 2.1：电力电子器件概述 1、电力电子器件（Power Electronic Device）是指可直接用于处理电能的主电路中，实现电能的变换或控制的电子器件。电力电子器件一般工作在开关状态 2、电力电子器件的功率损耗：通态损耗、断态损耗、开关损耗（开通损耗、关断损耗） 通态损耗是电力电子器件功率损耗的主要成因。 当器件的开关频率较高时，开关损耗会随之增大而可能成为器件功率损耗的主要因素。 3、电力电子器件在实际应用中，一般是由控制电路、驱动电路和以电力电子器件为核心的主电路组成一个系统。 4、电力电子器件的分类 （1）按照能够被控制电路信号所控制的程度：半控型器件、全控型器件、不可控器件。 半控型器件是指用控制信号可以控制其导通，但不能控制其关断的电力电子器件。 全控型器件是指用控制信号既可以控制其导通，也可以控制其关断的电力电子器件。 不控型器件是指用控制信号既不能控制其导通，也不能控制其关断的电力电子器件。 （2）按照驱动信号的性质：电流驱动型、电压驱动型。 （3）按照驱动信号的波形：脉冲触发型、电平触发性。 （4）按照载流子参与导电的情况：单极型器件、双极型器件、复合型器件。 2.2：电力二极管 1、电力二极管（Power Diode）自20世纪50年代初期就获得应用，但其结构和原理简单，工作可靠，直到现在电力二极管仍然大量应用于许多电气设备当中。 在采用全控型器件的电路中电力二极管往往是不可缺少的，特别是开通和关断速度很快的快恢复二极管和肖特基二极管，具有不可替代的地位。 电力二极管是以半导体PN结为基础的,实际上是由一个面积较大的PN结和两端引线以及封装组成的。从外形上看，可以有螺栓型、平板型等多种封装。 2、电力二极管的基本特性： （1）静态特性：即单向导电性，主要是指其伏安特性 （2）动态特性：因为结电容的存在，电压—电流特性是随时间变化的，这就是电力二极管的动态特性，并且往往专指反映通态和断态之间转换过程的开关特性。 3、电力二极管的主要参数： （1）正向平均电流IF(AV) 指电力二极管长期运行时，在指定的管壳温度（简称壳温，用TC表示）和散热条件下，其允许流过的最大工频正弦半波电流的平均值。 IF(AV)是按照电流的发热效应来定义的，使用时应按有效值相等的原则来选取电流定额，并应留有一定的裕量。 （2）正向压降UF 指电力二极管在指定温度下，流过某一指定的稳态正向电流时对应的正向压降。 （3）反向重复峰值电压URRM 指对电力二极管所能重复施加的反向最高峰值电压。 使用时，应当留有两倍的裕量。 （4）最高工作结温TJM 结温是指管芯PN结的平均温度，用TJ表示。 最高工作结温是指在PN结不致损坏的前提下所能承受的最高平均温度。 TJM通常在125～175(C范围之内。 （5）反向恢复时间trr （6）浪涌电流IFSM 指电力二极管所能承受最大的连续一个或几个工频周期的过电流。 4、电力二极管的主要类型 按照正向压降、反向耐压、反向漏电流等性能，特别是反向恢复特性的不同，介绍几种常用的电力二极管。 （1）普通二极管：又称整流二极管（Rectifier Diode），多用于开关频率不高（1kHz以下）的整流电路中。 （2）快恢复二极管：恢复过程很短，特别是反向恢复过程很短（一般在5(s以下）。 （3）快恢复外延二极管：采用外延型