電力電子技術(shù)課后習(xí)題答案南航丁道宏

1、電力電子技術(shù)丁道宏課后習(xí)題答案南航第一章第1章思慮題與習(xí)題1.1晶閘管的導(dǎo)通條件是什么?導(dǎo)通后流過晶閘管的電流和負載上的電壓由什么決定?答：晶閘管的導(dǎo)通條件是：晶閘管陽極和陽極間施加正向電壓，并在門極和陽極間施加正向觸發(fā)電壓和電流（或脈沖）。導(dǎo)通后流過晶閘管的電流由負載阻抗決定，負載上電壓由輸入陽極電壓UA決定。1.2晶閘管的關(guān)斷條件是什么?怎樣實現(xiàn)?晶閘管處于阻斷狀態(tài)時其兩端的電壓大小由什么決定?答：晶閘管的關(guān)斷條件是：要使晶閘管由正導(dǎo)游通狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樽钄酄顟B(tài)，可采用陽極電壓反向使陽極電流IA減小，IA下降到保持電流IH以下時，晶閘管內(nèi)部建立的正反響無法進行。進而實現(xiàn)晶閘管的關(guān)斷，其兩端電壓大

2、小由電源電壓UA決定。1.3溫度高升時，晶閘管的觸發(fā)電流、正反向漏電流、保持電流以及正向轉(zhuǎn)折電壓和反向擊穿電壓怎樣變化？答：溫度高升時，晶閘管的觸發(fā)電流隨溫度高升而減小，正反向漏電流隨溫度高升而增大，保持電流IH會減小，正向轉(zhuǎn)折電壓和反向擊穿電壓隨溫度高升而減小。1.4晶閘管的非正常導(dǎo)通方式有哪幾種？答：非正常導(dǎo)通方式有：(1)Ig，陽極電壓高升至相當高的數(shù)值；(1)陽極電壓上升率=0du/dt過高；(3)結(jié)溫過高。1.5請簡述晶閘管的關(guān)斷時間定義。答：晶閘管從正旭日極電流下降為零到它恢復(fù)正向阻斷能力所需的這段時間稱為關(guān)斷時間。即tqtrrtgr。1.6試說明晶閘管有哪些派生器件？答：快速晶閘

3、管、雙向晶閘管、逆導(dǎo)晶閘管、光控晶閘管等。1.7請簡述光控晶閘管的有關(guān)特點。答：光控晶閘管是在一般晶閘管的門極區(qū)集成了一個光電二極管，在光的照射下，光電二極管電流增加，此電流即可作為門極電觸發(fā)電流使晶閘管開通。主要用于高壓大功率場合。電力電子技術(shù)丁道宏課后習(xí)題答案南航1.8型號為KP100-3，保持電流IH=4mA的晶閘管，使用在圖題1.8所示電路中可否合理，為什么?(暫不考慮電壓電流裕量)圖題1.8100V2mAIH，因此不合理。答：（a）由于IA50K200V20A,KP100的電流額定值為100，裕量達倍，太大(b)由于IA10了。150V150A，大于額定值，因此不合理。（c）由于IA

4、11.9圖題1.9中實線部分表示流過晶閘管的電流波形，其最大值均為Im，試計算各圖的電流平均值電流有效值和波形系數(shù)。解：圖(a)：1Imsintd(ImIT(AV)=t)=20IT=1(Imsint)2d(t)=Im202Kf=IT=1.57IT(AV)圖題19圖(b)：電力電子技術(shù)丁道宏課后習(xí)題答案南航IT(AV)=1Imsintd(t)=2Im01(Imsin2ImIT=t)d(t)=02IT=1.11Kf=圖(c)：IT(AV)1ImsinIT(AV)=31(ImsinIT=3IT=1.26Kf=3Imtd(t)=2t)2d(t)=Im130.63Im38圖(d)：圖(e)：圖(f)：I

5、T(AV)1Imsintd(3ImIT(AV)=t)=234IT=1(Imsint)2d(t)=Im130.52Im2366Kf=IT=1.78IT(AV)IT(AV)=14Imd(t)=Im280IT=14Im2d(t)=Im2022Kf=IT=2.83IT(AV)IT(AV)=12Imd(t)=Im204IT=12t)=Im22Imd(20Kf=IT=2IT(AV)電力電子技術(shù)丁道宏課后習(xí)題答案南航1.10上題中，如不考慮安全裕量，問額定電流100A的晶閘管贊同流過的平均電流分別是多少?解：(a)圖波形系數(shù)為1.57，則有：1.57IT(AV)=1.57100A,IT(AV)=100A(b

6、)圖波形系數(shù)為1.11，則有：1.11IT(AV)=1.57100A,IT(AV)=141.4A(c)圖波形系數(shù)為1.26，則有：1.26IT(AV)=1.57100A,IT(AV)=124.6A(d)圖波形系數(shù)為1.78，則有：1.78IT(AV)=1.57100A,IT(AV)=88.2A(e)圖波形系數(shù)為2.83，則有：2.83IT(AV)=1.57100A,IT(AV)=55.5A(f)圖波形系數(shù)為2，則有：2IT(AV)=1.57100A,IT(AV)=78.5A1.11某晶閘管型號規(guī)格為KP200-8D，試問型號規(guī)格代表什么意義?解：KP代表一般型晶閘管，200代表其晶閘管的額定電

7、流為200A，8代表晶閘管的正反向峰值電壓為800V，D代表通態(tài)平均壓降為VUV。0.6T0.71.12如圖題1.12所示，試畫出負載Rd上的電壓波形(不考慮管子的導(dǎo)通壓降)。圖題1.12解：其波形以以下圖所示：1.13在圖題1.13中，若要使用單次脈沖觸發(fā)晶閘管T導(dǎo)通，門極觸發(fā)信號（觸發(fā)電壓電力電子技術(shù)丁道宏課后習(xí)題答案南航為脈沖）的寬度最小應(yīng)為多少微秒（設(shè)晶閘管的擎住電流IL=15mA）？圖題1.13解：由題意可得晶閘管導(dǎo)通時的回路方程：LdiARiAEdtE(1et=L=1可解得iA)，RR要維保持持晶閘管導(dǎo)通，iA(t)必定在擎住電流IL以上，即(1et)151030.51501061

8、50s，因此脈沖寬度必定大于150s。1.14單相正弦交流電源，晶閘管和負載電阻串通如圖題1.14所示，交流電源電壓有效值為220V?？紤]安全余量，應(yīng)怎樣采用晶閘管的額定電壓？(2)若當電流的波形系數(shù)為Kf=2.22時，經(jīng)過晶閘管的有效電流為100A，考慮晶閘管的安全余量，應(yīng)怎樣選擇晶閘管的額定電流？解：（1）考慮安全余量,取實質(zhì)工作電壓的2倍UT=22022622V,取600V（2）由于Kf=2.22,取兩倍的裕量，則：2IT(AV)2.22100A得：IT(AV)=111(A)取100A。電力電子技術(shù)丁道宏課后習(xí)題答案南航圖題1.141.15什么叫GTR的一次擊穿?什么叫GTR的二次擊穿?

9、答：處于工作狀態(tài)的GTR，當其集電極反偏電壓UCE漸增大電壓定額BUCEO時，集電極電流IC急劇增大（雪崩擊穿），但此時集電極的電壓基本保持不變，這叫一次擊穿。發(fā)生一次擊穿時，若是連續(xù)增大UCE，又不限制IC，IC上升到臨界值時，UCE突然下降，而IC連續(xù)增大（負載效應(yīng)），這個現(xiàn)象稱為二次擊穿。1.16怎樣確定GTR的安全工作區(qū)SOA?答：安全工作區(qū)是指在輸出特點曲線圖上GTR能夠安全運行的電流、電壓的極限范圍。按基極偏量分類可分為：正偏安全工作區(qū)FBSOA和反偏安全工作區(qū)RBSOA。正偏工作區(qū)又叫開通工作區(qū)，它是基極正向偏量條件下由GTR的最大贊同集電極功耗PCM以及二次擊穿功率PSB，IC

10、M，BUCEO四條限制線所圍成的地域。反偏安全工作區(qū)又稱為GTR的關(guān)斷安全工作區(qū)，它表示在反向偏置狀態(tài)下GTR關(guān)斷過程中電壓UCE，電流IC限制界線所圍成的地域。1.17GTR對基極驅(qū)動電路的要求是什么？答：要求以下：1）供應(yīng)合適的正反向基流以保證GTR可靠導(dǎo)通與關(guān)斷，2）實現(xiàn)主電路與控制電路隔斷，（3）自動保護功能，以便在故障發(fā)生時快速自動切除驅(qū)動信號防范損壞GTR。（4）電路盡可能簡單，工作牢固可靠，抗攪亂能力強。1.18在大功率GTR組成的開關(guān)電路中為什么要加緩沖電路?答：緩沖電路能夠使GTR在開通中的集電極電流緩升，關(guān)斷中的集電極電壓緩升，防范了GTR同時承受高電壓、大電流。另一方面，

11、緩沖電路也能夠使GTR的集電極電壓變化率du和集電極電流變化率di獲取有效值控制，減小開關(guān)耗費和防范高壓擊穿和硅片局部過dtdt熱熔通而損壞GTR。1.19與GTR對照功率MOS管有何優(yōu)缺點?電力電子技術(shù)丁道宏課后習(xí)題答案南航答：GTR是電流型器件，功率MOS是電壓型器件，與GTR對照，功率MOS管的工作速度快，開關(guān)頻率高，驅(qū)動功率小且驅(qū)動電路簡單，無二次擊穿問題，安全工作區(qū)寬，而且輸入阻抗可達幾十兆歐。但功率MOS的缺點有：電流容量低，承受反向電壓小。1.20從結(jié)構(gòu)上講，功率MOS管與VDMOS管有何差異?答：功率MOS采用水平結(jié)構(gòu)，器件的源極S，柵極G和漏極D均被置于硅片的一側(cè)，通態(tài)電阻大

12、，性能差，硅片利用率低。VDMOS采用二次擴散形式的P形區(qū)的N+型區(qū)在硅片表面的結(jié)深之差來形成極短的、可精確控制的溝道長度（13m）、制成垂直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)能夠直接裝漏極、電流容量大、集成度高。1.21試說明VDMOS的安全工作區(qū)。答：VDMOS的安全工作區(qū)分為：（1）正向偏置安全工作區(qū)，由漏電源通態(tài)電阻限制線，最大漏極電流限制線，最大功耗限制線，最大漏源電壓限制線組成。（2）開關(guān)安全工作區(qū)：由最大峰值漏極電流ICM，最大漏源擊穿電壓BUDS最高結(jié)溫IJM所決定。（3）換向安全工作區(qū)：換向速度di一準時，由漏極正向電壓U和二極管的正向電流的安全運行極限值IFM決定。DSdt1.22試簡述功率場效應(yīng)管

13、在應(yīng)用中的注意事項。答：（1）過電流保護，（2）過電壓保護，（3）過熱保護，（4）防靜電。1.23與GTR、VDMOS對照，IGBT管有何特點?答：IGBT的開關(guān)速度快，其開關(guān)時間是同容量GTR的1/10，IGBT電流容量大，是同容量MOS的10倍；與VDMOS、GTR對照，IGBT的耐壓能夠做得很高，最大贊同電壓UCEM可達4500V，IGBT的最高贊同結(jié)溫TJM為150，而且IGBT的通態(tài)壓降在室平易最高結(jié)溫之間變化很小，擁有優(yōu)異的溫度特點；通態(tài)壓降是同一耐壓規(guī)格VDMOS的1/10，輸入阻抗與MOS同。1.24下表給出了1200V和不相同樣級電流容量IGBT管的柵極電阻介紹值。試說明為什

14、么隨著電流容量的增大，柵極電阻值相應(yīng)減??？電流容量A255075100150200300柵極電阻502515128.253.3答：對必然值的集電極電流，柵極電阻增大柵極電路的時間常數(shù)相應(yīng)增大，關(guān)斷時柵壓下降到關(guān)斷門限電壓的時間變長，于是IGBT的關(guān)斷耗費增大。因此，隨著電流容量的增大，為了減小關(guān)斷耗費，柵極電阻值相應(yīng)減小。應(yīng)當注意的是，太小的柵極電阻會使關(guān)斷過程電電力電子技術(shù)丁道宏課后習(xí)題答案南航壓變化加劇，在耗費贊同的情況下，柵極電阻不使用宜太小。1.25在SCR、GTR、IGBT、GTO、MOSFET、IGCT及MCT器件中，哪些器件能夠承受反向電壓？哪些能夠用作靜態(tài)交流開關(guān)？答：SCR、

15、GTR、IGBT、GTO、MCT都可承受反向電壓。SCR能夠用作靜態(tài)開關(guān)。1.26試說明有關(guān)功率MOSFET驅(qū)動電路的特點。答：功率MOSFET驅(qū)動電路的特點是：輸入阻抗高，所需驅(qū)動功率小，驅(qū)動電路簡單，工作頻率高。1.27試述靜電感覺晶體管SIT的結(jié)構(gòu)特點。答：SIT采用垂直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，溝道短而寬，合適于高電壓，大電流的場合，其漏極電流擁有負溫度系數(shù)，可防范因溫度高升而引起的惡性循環(huán)漏極電流通路上不存在PN結(jié)，一般不會發(fā)生熱不牢固性和二次擊穿現(xiàn)象，其安全工作區(qū)范圍較寬,關(guān)斷它需加10V的負柵極偏壓UGS,使其導(dǎo)通，能夠加56V的正柵偏壓+UGS，以降低器件的通態(tài)壓降。1.28試述靜電感覺晶閘管

16、SITH的結(jié)構(gòu)特點。答：其結(jié)構(gòu)在SIT的結(jié)構(gòu)上再增加一個P+層形成了無胞結(jié)構(gòu)。SITH的電導(dǎo)調(diào)制作用使它比SIT的通態(tài)電阻小，通態(tài)壓降低，通態(tài)電流大，但因器件內(nèi)有大量的儲藏電荷，其關(guān)斷時間比SIT要慢，工作頻率低。1.29試述MOS控制晶閘管MCT的特點和使用范圍。答：MCT擁有高電壓，大電流，高載流密度，低通態(tài)壓的特點，其通態(tài)壓降只有的左右，硅片的單位面積連續(xù)電流密度在各種器件中是最高的，別的，可承受極高的di/dt和du/dt。使得其保護電路簡化，的開關(guān)速度高出，且開關(guān)耗費也小。1.30緩沖電路的作用是什么？關(guān)斷緩沖與開通緩沖在電路形式上有何差異，各自的功能是什么？答：緩沖電路的作用是控制

17、電力電子器件的內(nèi)因過電壓關(guān)耗費。緩沖電路分為關(guān)斷緩沖電路和開通緩沖電路。用于控制器件的關(guān)斷過電壓和換相過電壓，控制di/dt控制的電路，用于控制器件開通時的電流過沖和du/dt也許過電流di/dt,減少器件的開關(guān)斷緩沖電路是對du/dt控制的電路，du/dt，減小關(guān)斷耗費。開通緩沖電路是對di/dt，減小器件的開通耗費。電力電子技術(shù)丁道宏課后習(xí)題答案南航第二章2-1題圖2-1為帶有續(xù)流二極管的單相半波可控整流電路，大電感負載保證電流連續(xù)。2U21cosud、試證明輸出整流電壓平均值Ud,并畫出控制角為時的輸出整流電壓2晶閘管承受電壓uT的波形。TLu1u2DR解：u22tud2tuT2t0，當

18、U0時，T不導(dǎo)通。UU，U0當U2gT2d當有Ug，T被導(dǎo)通時，續(xù)流二極管承受正向壓降導(dǎo)通UdU2，UT=0由波形知，輸出整流電壓平均值為Ud12U2sintdt12U2cost2U2?1cos222電力電子技術(shù)丁道宏課后習(xí)題答案南航2-2上題中，U2=220V，R=10，要求輸出整流電壓平均值030V連續(xù)可調(diào)。試求控制角，導(dǎo)通角的變化范圍，選擇晶閘管定額并計算變壓器次級容量。解：Ud12U2sintdt12U2cost2U2?1cos222U20時，對應(yīng)max22201cosmax02U230V時，對應(yīng)mincosmax1max18022201cosmin302的變化范圍113.2180co

19、smin0.39min113.2180，取max180，min0取min113.2，max66.8晶閘管承受正反間電壓最大值為2U2晶閘管流過電流有效值ITIdUd22R180113.230只考慮min的情況360101.2923A電源容量SU2I22201.2923284.31(VA)選擇晶閘管時留出裕量電流1.2923取整得：I(1.52)，2ATav1.571.231.65(A)電壓：URRM(23)2U2622.3933.4(V),取整得1000V選晶閘管定額ITav2A,URRM1000V2-3擁有變壓器中心抽頭的單相雙半流可控整流電路以以下圖電力電子技術(shù)丁道宏課后習(xí)題答案南航T1u

20、du2u1u2T2（1）說明該變壓器可否存在直流磁化問題？（2）試繪出=45時電阻性負載及大電感負載下，輸出整流電壓Ud、晶閘管承受的電壓UT的波形。解：變壓器次級在電源電壓的解析：T122正半周期1導(dǎo)通，電流經(jīng)、12不導(dǎo)通，T共陰，U=45，TTR回到，TUd=U2，U2過零，T1關(guān)斷，Ud=0，U2負半周期，T2承受正向電壓。過零時T1關(guān)斷，T2還沒有開，則UT1承受U2電壓，T2開后，UT2承受2U2，又過零T2關(guān)，T1還沒有觸發(fā)，承受U2。電阻負載在電感負載u2udidiT1iT2UT1UT22-6題圖2-6單相橋式全控整流電路大電感負載，已知U2=100V，R=10，=45。1）負載

21、端不接續(xù)流二極管D，計算輸出整流電壓、電流平均值及晶閘管電流有效值。2）負載端接續(xù)流二極管D，計算輸出整流電壓、電流平均值及晶閘管、續(xù)流二級管電流有效值。畫出ud、id、iT、iD及變壓器次級電流i2的波形。電力電子技術(shù)丁道宏課后習(xí)題答案南航T1T2Lidu1u2udDRT3T4解：（1）負載端不接續(xù)流二極管u2udiT1、4iT2、3Ud12U2sintd(t)220.9100cos4563.64VU2cosIdUd63.646.36AR10IT2Id1Id16.364.5A22（2）負載端接續(xù)流二極管電力電子技術(shù)丁道宏課后習(xí)題答案南航u2udidiT1、4iDUd12U2sintdt2U2

22、1cos21001cos4576.85VUd76.857.69AIdR10IT12dtId7.6944.71A2Id22IDId/4Id17.693.84A212tId7.6843.84AIdIdd02-8單相橋式半控整流電路，由220V經(jīng)變壓器供電，負載為大電感性并接有續(xù)流二極管。要求輸出整流電壓2080V連續(xù)可調(diào)，最大負載電流為20A，最小控制角min=30。試計算晶閘管、整流管、續(xù)流二極管的電流有效值以及變壓器容量。解：單相橋式半控整流電路Ud0.9U21cos2電力電子技術(shù)丁道宏課后習(xí)題答案南航min30，Ud80V代入得U2Ud800.451cos95.27V0.451cos30當U

23、d20V時，其對應(yīng)max20。1cosmax0995272cosmax2010.5330.4595.27max122.2430時，IT62012.9A2IDIT12.9A122.24時，IDC20122.241802016.48A30時，I22062018.3ASU2I295.2718.31743VA1.7kVA2-9在三相半波可控整流電路中若是觸發(fā)脈沖出現(xiàn)在自然換相點從前，會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？電路可否正常換相？試畫出電阻性負載和電感性負載時Ud的波形。uaTaubTbucTc電力電子技術(shù)丁道宏課后習(xí)題答案南航2-10擁有續(xù)流二極管的三相半波可控整流電路，大電感負載R=10，U2=220V，當=6

24、0時，（1）作出Ud晶閘管電流iT，續(xù)流二極管電流iD的波形（2）計算輸出電壓，電流平均值Ud，Id以及晶閘管和續(xù)流二極管電流有效值IT，ID。電力電子技術(shù)丁道宏課后習(xí)題答案南航u2ud6090iTaiDUd32U2sintd(t)32U2cost148.55V26322IdUdR14.86A5IT623Id1Id7.43A2ID6Id1Id7.43A2232-17題圖2-17為三相橋式半控整流電流電路1）當負載分別為電感性和電阻性時，電路輸出整流電壓波形可否相同，試分別畫出=60、=90時Ud的波形（2）試證明整流電壓平均值Ud2.34U21cos2解：（1）三相橋式半控整流電路當負載為電感

25、性和電阻性時，電路輸出整流電壓波形相同。電力電子技術(shù)丁道宏課后習(xí)題答案南航T+aT+bT+cLabudcRD-aD-bD-c題圖2-17UabUacUbcUbaUcaUcb=60臨界連續(xù)，輸出為UacUbaUabUac=90，UacUbaUcbUac（2）當60時，電流斷續(xù)?Ud11cos2U2lsintdt2.34U222電力電子技術(shù)丁道宏課后習(xí)題答案南航當060時，1Ud232232U2lsintdt32U2lsintdt23332U2l1cos21cos2.34U222-18電力電子技術(shù)丁道宏課后習(xí)題答案南航2-19三相全橋全控整流電路對反電勢、大電感性負載供電，U2220V，E200V

26、，R=1，60o，1）不計漏感時求輸出整流電壓和電流Ud，Id值；2）當Lb=1mH情況下。計算Ud，Id,值，并分別求出ud,iT的波形解：（1）Ud2.34U2cos2.34*220*cos60o257.4VUdE257.4200Id57.4AR1（2）Lb=1mH電力電子技術(shù)丁道宏課后習(xí)題答案南航Ud2.34U2cosmLbId2IdUdERUd2.34U2cosmLbIdIdRE2因此：2.34U2cosE257.420044AIdmLb6250103R122將Id值代入求得輸出電壓：Ud2.34U2cosmLbId244.1V2將Id值代入求重疊角：cos1cosXBId3.34o2

27、U2lsinm電力電子技術(shù)丁道宏課后習(xí)題答案南航第八章補充題：SOA的組成？答：功率晶體管的SOA由四部分組成。集電極最大贊同電流IeM2)基極開路，集電極發(fā)射極之間的最高贊同電壓U(BR)ceo3)晶體管集電極最大贊同功率耗費PCM二次擊穿電流水平IS/B功率場效應(yīng)管的SOA由三部分組成漏源擊穿電壓U(BR)DS等功耗線PDM最大贊同漏極電流IDM8-5圖8-5中晶體管的可在840間選擇。RC=11，電源電壓EC=200V，基極輸入電壓UB=10V。若是UCES=1.0V和UBES=1.5V。求：（a）過驅(qū)動系數(shù)ODF=5時RB的值；（b）逼迫值；（c）晶體管功率耗費PC。ibic飽和區(qū)Uc

28、e=0放大區(qū)cUce1VEcRRcIb4cicIb3Rib+bQIb2ubeceIb1ubUuI=0-0be0cuEce(a)(b)(c)截止區(qū)解：(1)取30UCES時，iECUCES2001.01.0CSRC18.09A11ibsiCS18.090.603A30ibUbUbes101.5RbRbib8.5ODF5RbibS0.603Rb2.8電力電子技術(shù)丁道宏課后習(xí)題答案南航(2)逼迫電流增益fICS18.09Ib68.52.8(3)PCUcesIcs1.018.0918.09W8-9電路總電流為20A，用兩個MOSFET管并聯(lián)分擔，一個管子的UDS1=2.5V，另一個是UDS2=3V。如

29、用串通源極電阻（a）RS1=0.3，RS2=0.2及（b）RS1=RS2=0.5來均流，求每個晶體管電流和兩管漏極電流之差。解：設(shè)S接地，UDSEEUDS1EUDS220ARS1RS2（1）RS10.3,RS20.2時E2.5E3200.30.2E5.2VID19A,ID211A漏極電流差I(lǐng)D2ID12A，ID2ID1（2）RS1RS20.5E2.5E3200.50.5E7.75ID110.5A,ID29.5A漏極電流差I(lǐng)D2ID11A，ID1ID2補充題：IGBT的SOA組成？答：IGBT的正偏安全工作區(qū)與場效應(yīng)晶體管相似，由ICM、U(BR)ceo和等功耗線決定的。由于IGBT含有GTR的

30、特點，在某些情況下也會出現(xiàn)二次擊穿的問題。何為掣住效應(yīng)，有何措施防范？答：當集電極電流在到必然程度，Rb上的壓降使NPN晶體管導(dǎo)通，進而進入正反響狀態(tài)而失去控制作用，成為晶閘管狀態(tài)，這就是所謂掣住效應(yīng)或栓鎖效應(yīng)。針對掣住效應(yīng)的原因，有兩種措施：在關(guān)斷時，IGBT由導(dǎo)通轉(zhuǎn)為截止，碰到重加集電極電壓上升率的限制。過大的電壓上升率會引起掣住效應(yīng)。措施：仔細設(shè)計緩沖電路，降低集電極電壓上升率du。dt在導(dǎo)通時期，負載發(fā)生短路，IGBT的集電極電流急劇增大，如不加限制，即可能進入掣住狀態(tài)。措施：設(shè)計保護檢測電路，檢測集電極電壓，若其高升，則減小UGE，抬高UCE，電力電子技術(shù)丁道宏課后習(xí)題答案南航進而降

31、低IC。拖尾現(xiàn)象怎樣產(chǎn)生？答：IGBT有兩種載流子參加導(dǎo)電，少許載流子需要復(fù)合時間IGBT的開關(guān)速度就變慢了。同時，在關(guān)斷時不能夠用加反向電壓逼迫少許載流子加快復(fù)合來縮短開關(guān)時間，少許載流子消失由少子壽命決定，這就出現(xiàn)IGBT特有的關(guān)斷時電流拖尾現(xiàn)象。電力電子技術(shù)丁道宏課后習(xí)題答案南航第九章9-1降壓式變換器電路如圖，輸入電壓為27V10%，輸出電壓為15V，最大輸出功率為120W，最小輸出功率為10W。若工作頻率為30kHz，求（1）占空度變化范圍；（2）保證整個工作范圍電感電流連續(xù)時電感值；（3）當輸出紋波電壓U0=100mV時濾波電容值；（4）電感臨界連續(xù)電流為4A時電感量，及最小輸出時

32、的占空度；（5）如線圈電阻為0.2，在最低輸入電壓，最大功率輸出時最大占空度和效率。U0解：（1）DUiU015Dmax2761.7%Uimin90%U015Dmin2750.5%Uimax1.1D的范圍:50.5%61.7%P（2）PU0I0，I0U0I0maxPmax1208AU015I0minPmin1020.67AU01532IGI0min3AIGUiTD)D(12LUiTD(1D)L2I0minUOD(1D)Uo(1D)D2fI0min2fI0minUo(1Dmin)I0min1510.5050.185103H223010330.1856mH電力電子技術(shù)丁道宏課后習(xí)題答案南航（3）C

33、UiD(1D)8Lf2UCUiU01U0UiUi，Ui取Uimax27110%8Lf2UC1511527110%80.18561033021061001030.0556mF55.6F（4）IG4AIGUiTD(1D)2LLUiTD(1D)，D取DminU02IGUimax151151.12724300.031mHP010W,I02A時，Uimin270.924.33U01Uimin1I04IGmaxD2D2I0U0U04IGmaxUiI0U04UiTUiU08L215301030.031103324.324.31520.0823D0.287（5）R0.2，Ui270.924.3V，P0120W

34、，I01208A15電力電子技術(shù)丁道宏課后習(xí)題答案南航U0RI0150.28D24.30.68UiP012090.4%y1200.282P0P損9-2升壓式變換器別的兩種接法如圖9-2(a)，晶體管工作在工關(guān)狀態(tài)，電感電流連續(xù)，占空度為D，求U0U1。iLi1maxi2maxi1mini2mint解：Q導(dǎo)通時，UiL1diL1L1i1dtTONi1UiTONL1Q關(guān)斷時，UiU0LdiLLidtTOFFi2UiU0TOFFLi1maxN1=i2max(N1+N2)I1minN1=i2(N1+N2)i1N1N2i2N1L1N12又N1N22L可得：電力電子技術(shù)丁道宏課后習(xí)題答案南航U0N1N2D

35、1N1N2D1N2?DUiN11D(1D)N11DN11D解法2：（磁通平衡，伏秒面積相等）Qon時，onTon1UidtUiDT0N1N1Qoff時，Toff1UoUi(UoUi)dt(1D)Toff0N1N2N1N2QonoffUiDTUoUi(1D)TN1N1N2UoUi(N1N2)DUiN1(1D)UoN1N2DUiN1N1D升壓式變換器別的兩種接法如圖9-2(b)，晶體管工作在工關(guān)狀態(tài)，電感電流連續(xù)，占空度為D，求U0U1。解：Q導(dǎo)通時，關(guān)斷時，UiL1diL1L1i1dtTONi1UiTONL1UiU0LdiLidtLTOFFi2UiU0TOFFLi1max(N1+N2)=i2maxN1i1(N1+N2)=i2N1且L1(L1L2)2L2L12電力電子技術(shù)丁道宏課后習(xí)題答案南航即得：UoN1?D1UiN1N21D9-3升壓式變換器等效電路如圖9-13，輸入電壓27V10%，輸出電壓45V，輸出功率750W，假定效率95%，若電感和晶體管導(dǎo)附加等效電阻0.05，（1）求最大占空度；（2）如要求輸出60V，可否可能？為什么？解：Uimax272.729.7VUimin270.924.3VIiP075032.5A95%24.3UiminDmax對應(yīng)Uimin，U0UiRIi1D的情況：1DmaxUiRIi24.3