《电力电子技术》习题及解答

《电力电子技术》习题及解答

1晶闸管的导通条件是什么？导通后流过晶闸管的电流和负载上的电压由什

么决定？

答：晶闸管的导通条件是：晶闸管阳极和阳极间施加正向电压，并在门极和阳

极间施加正向触发电压和电流（或脉冲）。

导通后流过晶闸管的电流山负载阻抗决定，负裁上电压山输入阳极电压UA决

定。

2晶闸管的关断条件是什么？如何实现？晶闸管处于阻断状态时其两端的

电压大小由什么决定？

答：晶闸管的关断条件是：要使晶闸管由正向导通状态转变为阻断状态，可采

用阳极电压反向使阳极耳流IA减小，IA下降到维持电流IH以下时，晶闸管内部建

立的正反馈无法进行。进而实现晶闸管的关断，其两端电压大小由电源电压UA决

定。

3温度升高时，晶闸管的触发电流、正反向漏电流、维持电流以及正向转折电

压和反向击穿电压如何变化？

答：温度升高时，晶闸管的触发电流随温度升高而减小，正反向漏电流随温度

升高而增大，维持电流加会减小，正向转折电压和反向击穿电压随温度升高而减

小。

4晶闸管的非正常导通方式有哪几种？

答：非正常导通方式有：（I）I/O,阳极电压升高至相当高的数值；（1）阳极电

压上升率du/dt过高；（3）结温过高。

5请简述晶闸管的关断时间定义。

答：晶闸管从正向阳极电流下降为零到它恢复正向阻断能力所需的这段时间称

为关断时间。即。

6试说明晶闸管有哪些派生器件？

答：快速晶闸管、双向晶闸管、逆导晶闸管、光控晶闸管等。

7型号为KP100-3,维持电流IH=4mA的晶闸管，使用在图题1.8所示电路中

是否合理，为什么?(暂不考虑电压电流裕量)

图题1.8

答：(a)因为，=坨巳=2〃滔＜/〃，所以不合理。

八50KC〃

900V

(b)因为，=-——=20A,KP100的电流额定值为100A,裕量达5

10Q

倍，太大了。

(c)因为〃="丝=I5OA,大于额定值，所以不合理。

41Q

8图题1.9中实线部分表示流过晶闸管的电流波形，其最大值均为Im，试计算

各图的电流平均值.电流有效值和波形系数。

解：图(a)：Ir(Av)=――f1msin(otd(cot)=

2万J°乃

（/sin

IT=AHr-初）%（&）=3

VZTT2

I

一T

Kf=^—=1.57

^T(AV)

r\r\,

0wt0

0n/3it4«/32N7X/3(ot0jt/3

n

0n/47i2x9x/4(ot0

图题1.9

2

IT.AV)=—1lsincold(cot)

ffl(b)：m-Ln

n兀

1"7I

IT=J,(小…”加方

K尸一=1.11

*T(AV)

1广开3

图(c)：IT<AV)=—LI„,sina)td(cot)=——Im

7i27r

,〃sin&)2d(o/)=Im一。双〃

K尸——=1.26

^T(AV)

1r*.3

图(d)：IT(AV)=——ITI巾sincotd(cot)=--Lm

2兀+4〃

IT=sinm)2d(初)=Im+V*0.52],“

IT

Kf=-=1.78

^T(AV)

I£I

图QlT<AV)=-f/w//(^)=f

IT=J—P/Jd()=4

'2")272

Ki=—7=2.83

^T(AV)

图⑴：IT(AV尸]-「/洞(3)=Z

2兀J。4

K尸=2

T(AV)

9上题中，如不考虑安全裕量，问额定电流100A的晶闸管允许流过的平均电

流分别是多少？

解：(a)图波形系数为1.57,则有：1.57x/T(>lv)=1.57xlOOA,IT(AV)=100A

(b)图波形系数为1.11,则有：l.llx/ruv)=1.57x100A,IT(AV)=14i.4A

(c)图波形系数为1.26,则有：1.26x/TMV)=1.57x100A,IT(AV)=124.6A

(d)图波形系数为1.78,则有：1.78X/7.MV)=1.57X1OOA,IT(AV)=88.2A

(e)图波形系数为2.83,则有：2.83x/ruv)=1.57xlOOA,IT(AV)=55.5A

⑴图波形系数为2,则有：2xZruv）=1.57xlOOA,IT（AV）=78.5A

10某晶闸管型号规格为KP200-8D,试问型号规格代表什么意义？

解：KP代表普通型晶闸管，200代表其晶闸管的额定电流为200A,8代表晶

闸管的正反向峰值电压为800V,D代表通态平均压降为0.6V<U7<0.7丫。

11如图题L12所示，试画出负载网上的电压波形（不考虑管子的导通压降）.

12单相正弦交流电源，晶闸管和负载电阻串联如图题1.14所示，交流电源电

压有效值为220

（1）考虑安全余量，应如何选取晶闸管的额定电压？

⑵若当电流的波形系数为K尸2.22时，通过晶闸管的有效电流为100A,考

虑晶闸管的安全余量，应如何选择晶闸管的额定电流?

解：（1）考虑安全余量，取实际工作电压的2倍

UT=220x2xV2«622V,取600V

（2）因为Kf=2.22,取两倍的裕量，贝IJ：

2IT（AV）＞2.22x1004

得：IT（AV）=111（A）取100A。

图题1.14

13什么叫GTR的一次击穿?什么叫GTR的二次击穿？

答：处于工作状态的GTR,当其集电极反偏电压UCE渐增大电压定额BUCEO

时，集电极电流忆急剧增大（雪崩击穿），但此时集电极的电压基本保持不变，这

叫一次击穿。

发生一次击穿时，如果继续增大UCE，又不限制Ic，Ic上升到临界值时，UCE

突然下降，而k继续增大（负载效应），这个现象称为二次击穿。

14怎样确定GTR的安全工作区SOA?

答：安全工作区是指在输出特性曲线图上GTR能够安全运行的电流、电压的极

限范围。按基极偏量分类可分为:正偏安全工作区FBSOA和反偏安全工作区RBSOAo

正偏工作区又叫开通工作区，它是基极正向偏量条件下由GTR的最大允许集电极方

耗PCM以及二次击穿功率PSB,5,BUoo四条限制线所围成的区域。反偏安全工作区

又称为GTR的关断安全工作区,它表示在反向偏置状态下GTR关断过程中电压UCE,

电流Ic限制界线所围成的区域。

15GTR对基极驱动电路的要求是什么？

答：要求如下：

（1）提供合适的正反向基流以保证GTR可靠导通与关断，

（2）实现主电路与控制电路隔离，

（3）自动保护功能，以便在故障发生时快速自动切除驱动信号避免损坏GTR,

（4）电路尽可能简单.，工作稳定可靠，抗干扰能力强。

16在大功率GTR组成的开关电路中为什么要加缓冲电路？

答：缓冲电路可以使GTR在开通中的集电极电流缓升，关断中的集电极电压缓

升，避免了GTR同时承受高电压、大电流。另一方面，缓冲电路也可以使GTR的集

电极电压变化率必和集电极电流变化率且得到有效值抑制，减小开关损耗和防

dtdt

止高压击穿和硅片局部过热熔通而损坏GTR。

17与GTR相比功率MOS管有何优缺点？

答：GTR是电流型器件，功率MOS是电压型器件，与GTR相比，功率MOS

管的工作速度快，开关频率高，驱动功率小且驱动电路简单，无二次击穿问题，安

全工作区宽，并且输入阻抗可达几十兆欧。

但功率MOS的缺点有：电流容量低，承受反向电压小。

18试简述功率场效应管在应用中的注意事项。

答：（1）过电流保护，（2）过电压保护，（3）过热保护，（4）防静电。

19与GTR、VDMOS相比，IGBT管有何特点？

答：IGBT的开关速度快,其开关时间是同容量GTR的1/10,IGBT电流容量大,

是同容量MOS的10倍：与VDNfOS.GTR相比,IGRT的耐压可以做得很高,最大允

许电压UE可达4500V,IGBT的最高允许结温T》为150C,而且IGBT的通态压降

在室温和最高结温之间变化很小，具有良好的温度特性；通态压降是同一耐压规格

VDMOS的1/10,输入阻抗与MOS同。

20在SCR、GTR、IGBT、GTO、MOSFET、IGCT及MCT器件中，哪些器

件可以承受反向电压？哪些可以用作静态交流开关？

答：SCR、GTR、IGBT、GTO、MCT都可承受反向电压。SCR可以用作静态

开关。

21试说明有关功率MOSFET驱动电路的特点。

答：功率MOSFET驱动电路的特点是：输入阻抗高，所需驱动功率小，驱动

电路简单，工作频率高。

22什么是整流？它与逆变有何区别？

答：整流就是把交流电能转换成直流电能，而将直流转换为交流电能称为逆变,

它是对应于整流的逆向过程。

23单相半波可控整流电路中，如果：

(1)晶闸管门极不加触发脉冲；

(2)晶闸管内部短路；

(3)晶闸管内部断开；

试分析上述三种情况负载两端电压Ud和晶闸管两端电压UT的波形。

答：(1)负载两端电压为0，晶闸管上电压波形与U2相同；

(2)负载两端电压为U2，晶闸管上的电压为0；

(3)负载两端电压为0,晶闸管上的电压为匕。

24某单相全控桥式整流电路给电阻性负载和大电感负载供电，在流过负载电

流平均值相同的情况下，哪一种负载的晶闸管额定电流应选择大一些？

答：带大电感负载的晶闸管额定电流应选择小一些。由于具有电感，当其电流

增大时，在电感上会产生感应电动势，抑制电流增加。电阻性负载时整流输出电流

的峰值大些，在流过负载电流平均值相同的情况下，为防此时管子烧坏，应选择额

定电流大一些的管子。

25某电阻性负载的单相半控桥式整流电路，若其中一只晶闸管的阳、阴极之

间被烧断，试画出整流二极管、晶闸管两端和负载电阻两端的电压波形。

解：设。二0,被烧坏，如下图：

26相控整流电路带电阻性负载时，负载电阻上的5与Id的乘积是否等于负载

有功功率，为什么?带大电感负载时，负载电阻Rd上的Ud与Id的乘积是否等于负

载有功功率，为什么？

答：相控整流电路带电阻性负载时，负载电阻上的平均功率与二U"〃不等于

负载有功功率P=因为负载上的电压、电流是非正弦波，除了直流Ud与Id

外还有谐波分量U\,U.和乙12,…，负载上有功功率为

P=4Pd2+P：+P；+…〉Pd=U/d。

相控整流电路带大电感负载时，虽然Ud存在谐波，但电流是恒定的直流，故

负载电阻Rd上的Ud与Id的乘积等于负载有功功率。

27某电阻性负载，Rd=50C,要求Ud在0~600V可调，试用单相半波和单相全

控桥两种整流电路来供给，分别计算：

(1)晶闸管额定电压、电流值；

(2)连接负载的导线截面积(导线允许电流密度j=6A/mm2)；

(3)负载电阻上消耗的最大功率。

解：(1)单相半波1=0°时,。2=旦-=眄=1333丫，

0.450.45

晶闸管的最大电流有效值/7=1.57〃=18.8A

晶闸管额定电流为IT(?\V)>.=12(A)

1.57

晶闸管承受最大电压为URM2同2=1885V

取2倍安全裕量，晶闸管的额定电压、额定电流分别为4000V和3()Ao

所选导线截面积为S2%=18.%=3.13〃〃/

2

负载电阻上最大功率PR=ITR=\7.7kW

(2)单相全控桥a=0'时,U,=^-=—=667VJd=^=—=l2A

0.90.9Rd50

负载电流有效值7=1.11/^=13.3A(Kill)

l.rI

晶闸管的额定电流为IT(AV)>-------=6(A)lT=7T

1.57

晶闸管承受最大电压为6>V2t/2=I885V

取2倍安全裕量，晶闸管的额定电压、额定电流分别为4000V和20A。

所选导线截面积为x2.22mm2

负载电阻上最大功率PR=I?R=8.9AW

28整流变压器二次侧中间抽头的双半波相控整流电路如图题2.8所示。

(1)说明整流变压器有无直流磁化问题？

(2)分别画出电阻性负载和大电感负载在a=60。时的输出电压Ud、电流id的波

形，比较与单相全控桥式整流电路是否相向。若已知5=22OV,分别计算其输出

直流电压值Udo

(3)画出电阻性负载(1=60。时晶闸管两端的电压打波形，说明该电路晶闸管承

受的最大反向电压为多少？

图题2.8

解：（1）因为在一个周期内变压器磁通增量为零，所以没有直流磁化。

（2）其波形如下图所示，与单相全控桥式整流电路相同。

电阻性负载：U（l=0.9U,"c°sa=09x220x（1+360。）=5V

22

感性负载：U（l=0.9U?cosa=99V

（3）其波形如下图所示，晶闸管承受的最大反向电压为2同2。

29三相半波相控整流电路带大电感负载，RtI=10n,相电压有效值U2=220V。

求a=45。时负载直流电压Ud、流过晶闸管的平均电流1仃和有效电流IT,画出四、

什2、UT3的波形。

]—+

解：Ud=」一，，°叵U2sin①tdgt)=T.17U2COST

6

因为：U2=220V,a=45°

Ud=1.17U2cos45°=182V

30在图题2.11所示电路中，当&=60。时，画出下列故障情况下的叫波形。

(1)熔断器1FU熔断。

⑵熔断器2FU熔断。

⑶熔断器2FU、3FU同时熔断。

图题2.11

解：这三种情况下的波形图如下所示:

/十十年十声廿十中一

3g

(b)

丁田田十件件什件卡

(C)

31现有单相半波、单相桥式、三相半波三种整流电路带电阻性负载，负载电流

Id都是40A,问流过与晶闸管串联的熔断器的平均电流、有效电流各为多大？

解：设。=0'

单相半波：5=L=40A

IT=1.57x1dl=62.8A(Kf=l.57)

单相桥式：IdT=Ld=20A

2

-xl=28.3A

T<{

三相半波：I<n=，Id=13.3A

3

当a=0°时Ud=1.17U2U2=Ud/1.17

时/7=5J，(主+^^cos2a)

'R,八2九32

^04«23.5A

32三相全控桥式整流电路带大电感负载，负载电阻Rd=4Q,要求Ud从0-220V

之间变化。试求：

(1)不考虑控制角裕量时，整流变压器二次线电压。

(2)计算晶闸管电压、电流值，如电压、电流取2倍裕量，选择晶闸管型号。

解：(1)因为Ud=2.34U2COSQ；不考虑控制角裕量，a=0°时

U,=—=94V

-2.34

U2I=V3t/2=168.2V

(2)晶闸管承受最大电压为后。？=230.3V

取2倍的裕量,URM=46().6V

晶闸管承受的平均电流为IdT=-Id

3

又因为=2鲁=55人

勺442

所以IdT=18.33A,取2倍的裕量IdTmax=36.67(A)

选择KP50-5的晶闸管。

33三相半波相控整流电路带电动机负载并串入足够大的电抗器，相电压有效

值Uz=220V,电动机负载电流为40A,负载回路总电阻为0.2Q,求当&=60。时流

过晶闸管的电流平均值与有效值、电动机的反电势。

解：电流平均值为：加=\(尸40/3=13.3

3

电流有效值为：-23A

v3

设电动机的反电势为时,则回路方程为：

Ud=%+，4公

14+af-

而Ud=-----r/U,sin&或0)=1.17"cosa=128.7V

263『~~

所以ED=128.7-40x0.2=120.7V

34三相全控桥电路带串联Ld的电动机负载，已知变压器二次电压为100V,

变压器每相绕组折合到二次侧的漏感L为10011H,负载电流为150A,求：

(1)由于漏抗引起的换相压降；

(2)该压降所对应整流装置的等效内阻及a=0。时的换相重叠角。

3XL3X2^X50X100X10-6X150

解：⑴%==1.5V

27V2^

2X

(2)y=cos-l(cosa——I

而A

2〃x50x100x106x150

)=11°

76x100

15V

等效内阻〃=上，=0.01。

150A

35什么是有源逆变？有源逆变的条件是什么？有源逆变有何作用？

答：如果将逆变电路交流侧接到交流电网上，把直流电逆变成同频率的交流电,

反送到电网上去称为有源逆变。

有源逆变的条件：

(1)一定要有直流电动势，其极性必须与晶闸管的导通方向i致，其值应稍

大于变流器直流侧的平均电压；

7T

(2)变流器必须工作在a>—的区域内使Ud<0。

2

有源逆变的作用：

它可用于直流电机的可逆调速，绕线型异步电动机的串级调速，高压电流输电

太阳能发电等方面。

36无源逆变电路和有源逆变电路有何区别？

答：有源逆变电路是把逆变电路的交流侧接到电网上，把直流电逆变成同频率

的交流反送到电网去。无源逆变电路的交流侧直接接到负载，将直流电逆变成某一

频率或可变频率的交流供给负载。

37有源逆变最小逆变角受哪些因素限制？为什么？

答：最小有源逆变角受晶闸管的关断时间Q折合的电角度5、换相重叠角/以

及安全裕量角。'的限制。如果不能满足这些因素的要求的话，将导致逆变失败。

38试比较Buck电路和Boost电路的异同。

答;相同点：Buck电路和Boost电路多以主控型电力电子器件(如GTO.GTR,

VDMOS和IGBT等)作为开关器件，其开关频率高，变换效率也高。

不同点：Buck电路在T关断时，只有电感L储存的能量提供给负载，实现降

压变换，且输入电流是脉动的。而Boost电路在T处于通态时，电源Ud向电感L

充电,同时电容C集结的能量提供给负载,而在T处于关断状态时,由L与电源

E同时向负载提供能量，从而实现了升压，在连续工作状态下输入电流是连续的,

39试简述Buck-Boost电路同Cuk电路的异同。

答：这两种电路都有升降压变换功能，其输出电压与输入电压极性相反，而且

两种电路的输入、输出关系式完全相同，Buck-Boost电路是在关断期内电感L给

滤波电容C补充能量，输出电流脉动很大，而Cuk电路中接入了传送能量的耦合

电容Ci，若使G足够大，输入输出电流都是平滑的，有效的降低了纹波，降低了

对滤波电路的要求。

40试说明直流斩波器主要有哪几种电路结构？试分析它们各有什么特点？

答：直流斩波电路主要有降压斩波电路(Buck),升压斩波电路(Boost),升

降压斩波电路(Buck-Boost)和库克(Cook)斩波电路。

降压斩波电路是：一种输出电压的平均值低于输入直流电压的变换电路。它主

要用于直流稳压电源和直流直流电机的调速。

升压斩波电路是：输出电压的平均值高于输入电压的变换电路，它可用于直流

稳压电源和直流电机的再生制动。

升降压变换电路是输出电压平均值可以大于或小于输入直流电压，输出电压与

输入电压极性相反。主要用于要求输出与输入电压反向，其值可大于或小于输入电

压的直流稳压电源。

库克电路也属升降压型直流变换电路，但输入端电流纹波小，输出直流电压平

稳，降低了对滤波器的要求。

41有一开关频率为50kHz的Buck变换电路工作在电感电流连续的情况下，

L=0.05mH,输入电压Ud=15V,输出电压U°=10V

求占空比D的大小；

*7

解：⑴­=—

U。D

42图题3.8所示的电路工作在电感电流连续的情况下，器件T的开关频率为

100kHz,电路输入电压为交流220V,当RL两端的电压为400V时：

(1)求占空比的大小;

解：（1）由题意可知：Uo=——

1-D

=400-220=045

U。400

43在Boost变换电路中，已知Ud=50V,L值和C值较大，R=20Q,若采用

脉宽调制方式，当Ts=40us,t.n=201is时，计算输出电压平均值Uo和输出电流平

均值loo

解：U。”=乌-=更=100丫

。If0.5

由于L和C的值都比较大，

7Uo100..

/«—=——=5A

°nR20

44什么是电压型和电流型逆变电路？各有何特点？

答：按照逆变电路直流侧电源性质分类，直流侧为电压源的逆变电路称为电压

型逆变电路，直流侧为电流源的逆变电路称为电流型逆变电路。

电压型逆变电路的主要特点是：

（2）直流侧为电压源，或并联有大电容，相当干电压源。直流电压基本无脓

动，直流回路呈现低阻抗。

（3）由于直流电压源的钳位作用，交流侧电压波形为矩形波，并且与负载阻

抗角无关，而交流侧输出电流波形和相位因负载阻抗情况的不同而不同，其波形接

近于三角波或正弦波。

（4）当交流侧为阻感性负载时，需提供无功功率，直流侧电容起缓冲无功能

量的作用，为了给交流侧向宜流侧反馈的无功能量提供通道，逆变桥各臂都并联了

二极管。

（5）逆变电路从直流侧向交流侧传送的功率是脉动的，因直流电压无脉动，

故功率的脉动是由交流电压来提供。

（6）当用于交一直一交变频器中，负载为电动机时，如果电动机工作在再生

制动状态，就必须向交流电源反馈能量。因直流侧电压方向不能改变，所以只能靠

改变直流电流的方向来实现，这就需要给交一直整流桥再反并联一套逆变桥。

电流型逆变电路的主要特点是：

（1）直流侧串联有大电感，相当于电流源，直流电流基本无脉动，直流回路

呈现高阻抗。

（2）因为各开关器件主要起改变直流电流流通路径的作用，故交流侧电流为

矩形波，与负载性质无关，而交流侧电压波形和相位因负载阻抗角的不同而不同,

（3）直流侧电感起缓冲无功能量的作用，因电流不能反向，故可控器件不必

反并联二极管。

（4）当用于交一直一交变频器且负载为电动机的，若交一直变换为可控整流,

则很方便地实现再生制动。

45电压型逆变电路中的反馈二极管的作用是什么？

答：在电压型逆变电路中，当交流侧为阻感负载时需要提供无功功率，直流侧

电容起缓冲无功能量的作用。为了给交流侧向直流侧反馈的无功能量提供通道，逆

变桥各臂都并联了反馈二极管。当输出交流电压与电流的极性相同时，电流经电路

中的可控开关器件流通，而当输出电压与电流极性相反时，由反馈二极管提供电流

通道。

46为什么在电流型逆变电路的可控器件上要串联二极管？

解：由于全电路开关管采用自关断器件，其反向不能承受高电压，所以需要在

各开关器件支路串入二极管。

47试说明PWM控制的工作原理。

答：将一个任意波电压分成N等份，并把该任意波曲线每一等份所包围的面

积都用一个与其面积相等的等幅矩形脉冲来代替，且矩形脉冲的中点与相应任意波

等份的中点重合，得到一系列脉冲列。这就是PWM波形。但在实际应用中，人们

采用任意波与等到腰三角形相交的方法来确定各矩形脉冲的宽度。

PWM控制就是利庄PWM脉冲对逆变电路开关器件的通断进行控制，使输出

端得到一系列幅值相等而宽度不相等的脉冲，用这些脉冲来代替所需要的波形。

48单极性和双极性PWM调制有什么区别？

解：单极性PWM控制方式在调制信号U,的正半个周期或负半个周期内，三

角波载波是单极性输出的，所得的PWM波也是单极性范围内变化的。而双极性P

WM控制方式中，三角波载波始终是有正有负，而输出的PWM波是双极性的。

49在单相交流调压电路中，当控制角小于负载功率因数角时为什么输出电压

不可控？

答：当a时电源接通，如果先触发「，则「的导通角。＞180。如果采用窄

脉冲触发，当下的电流下降为零，”的门极脉冲已经消失而无法导通，然后「重复

第一周期的工作，这样导致先触发一只晶闸管导通，而另一只管子不能导通，因此

出现失控。

50晶闸管相控直接变频的基本原理是什么？为什么只能降频、降压，而不能

升频、升压？

答：晶闸管相控直接变频的基本原理是：电路中具有相同特征的两组品闸管整

流电路反并联构成，将其中一组整流器作为正组整流器，另外为反组整流器，当正

组整流器工作，反组整流器被封锁，负载端输出电压为上正下负；如果负组整流器

工作，正组整流器被封锁，则负载端得到输出电压上负下正，这样就可以在负载端

获得交变的输出电压。

晶闸管相控直接变频，当输出频率增高时，输出电压一周期所含电网电压数就

越少，波形畸变严重。一般认为：输出上限频率不高于电网频率的%〜%。而

当输出电压升高时，也会造成输出波形畸变。因此，只能降频、降压，而不能升频、

升压。

51晶闸管相控整流电路和晶闸管交流调压电路在控制上有何区别？

答：相控整流电路和交流调压电路都是通过控制晶闸管在每一个电源周期内的

导通角的大小（相位控制）来调节输出电压的大小。但二者电路结构不同，在控制

上也有区别。

相控整流电路的输日电压在正负半周同极性加到负载上，输出直流电压。

交流调压电路，在负载和交流电源间用两个反并联的晶闸管「、T2或采用

双向晶闸管T相联。当电源处于正半周时，触发。导通，电源的正半周施加到负

载上；当电源处于负半周时，触发Tz导通，电源负半周便加到负载上。电源过零

时交替触发Ti、T2,贝!电源电压全部加到负载。输出交流电压。

52交流调压和交流调功电路有何区别？

答：交流调功能电路和交流调压电路的电路形式完全相同，但控制方式不同,

交流调压电路都是通过控制晶闸管在每一个电源周期内的导通角的大小（相位

控制）来调节输出电压的大小。

晶闸管交流调功能电路采用整周波的通、断控制方法，例如以n个电源周波为

•个大周期，改变导通周波数与阻断周波数的比值来改变变换器在整个大周期内输

出的平均功率，实现交流调功。

53一交流单相晶闸管调压器，用作控制从220V交流电源送至电阻为0.5Q,

感抗为0.5Q的串联负载电路的功率。试求:

(1)控制角范围；

(2)负载电流的最大有效值。

解：(1)负载阻抗角为：0=arctg—=arctg—=—

R0.54

7F

最小控制角为々min=^=—

故控制范围-<U<71

4

TT

(2)。”而二。=a处，输出电压最大，电流也最大，故最大有效值为：

,U220O11X

/。=I.=I-=311A

JW+x/V0.52+0.52

54试述单相交•交变频电路的工作原理。

答：其电路有两组整流圈，一组为正组整流器，另一组为反组整流器，其正组

和反组整流器以交替地以低于电源的频率切换正反组整流器的工作状态，当正组工

作，反组封锁时，负载输出电压为上正下负，如果负组工作，正组封锁，则为上负

下正，如果控制角的大小不变，则输出电压波形为矩形波，如果让控制角按90°〜

0°逐渐减小，然后再从0°〜90°逐渐增大。那么正组整流电流的输出电压的平

均值按正弦规律变化，从零增大到鼓大，然后从最大减小到零，反组用上述同样的

控制方法，就可以得到接近正弦波的输出电压。

55交-交变频电路的输出频率有何限制？

答：交一交变频电路的输出电压是由若干段电网电压拼接而成的。当输出频率

升高时，输出电压一个周期内电网电压的段数就减少，所含的谐波分量就要增加,

这种输出电压波形的畸变是限制输出频率提高的主要因素之一。一般认为，交流电

路采用6脉波的三相桥式电路时，最高输出频率不高于电网频率的1/3〜1/2。电网

频率为50Hz，交一交变频电路的输出上限频率约为20Hz。

56何谓软开关和硬开关？

答：如果开关器件在其端电压不为零时开通则称为硬件通，在其电流不为零时

关断则称为硬关断。硬开通、硬关断统称为硬开关。在硬开关过程中，开关器件在

较高电压下承载有较大电流，故产生很大的开关损耗。

57软开关电路可以分为哪几类？

答：准谐振变换电路、零开关PWM变换电路和零转换PWM变换电路。

58软开关PWM的含义是什么？

答：恒频PWM变换器当输人电压和负载在一个很大的范围内变化时.乂可

像常规PWM那样通过恒频PWM调节其输出电压，从而给电路中变压器、电感器

和滤波器的最优化设计创造了良好的条件。

59什么叫组合变流电路？请画出间接直流变流电路的结构框图。

答：将AC/DC、DC/DC.AC/AC.DC/AC四大类基本的变流电路，某几种基

本电路组合起来，以实现一定的新功能，即构成组合变流电路。间接直流变

流电路的结构框图如下，

直流J逆变电路|交流^变压器|交流」整流电路|脉动直流」滤波器|直吸