杂，存在二次击穿问题 电流关断增益很小， 关断时门 及负脉冲电流大，开关速度 低，驱动功率大， 驱动电路复
杂，开关频率低 电流容量小， 耐压低， 一般中 适用于功率不超过 10kw 的电
力电子装置
第三章 整流电路
一、填空题
1、变压器漏抗对整流电路的影响是 整流电路输出电压 Ud 幅值减小 ；变压器漏抗 对逆变电路的影响是 逆变电路输出电压压 Ud 幅值增大 。 2、三相桥式可控整流电路，若输入电压为 u21=100sinwt ，电阻性负载，设控制 角 α=60°，则输出电压 Ud=82.73V 。
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7、试说明 IGBT、GTR、GTO和电力 MOSFET各自的优缺点。 解：对 IGBT、GTR、GTO和电力 MOSFET的优缺点的比较如下表：
器件
优点
缺点
IGBT
GRT GTO
电力 MOSFET
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 耐压高，电流大，开关特性好，
三、选择题
1、下列路中，不可以实现有源逆变有（ bd ） A、三相半可控整流电路 B、三相桥式半控整流电路 C、单相桥式整流电路 D、单项双半波整流电路外接续流二极管
2、下列电路中，输入整流变压器不存在直流磁化的有（ acef ） A、单相桥式整流电路 B、单相半波整流电路 C、单相双半波整流电路 D、三相半波整流电路 E、三相桥式有源逆变电路 F、单相双半波外接续流二极管
二、判断题
1、对于输入接整流变压器的可控整流电路，变压器存在直流磁化的有三相半波 整流电路、单相半波整流电路和单相双半波整流电路。 （×） 2、对于单相桥式全控整流电路，晶闸管 VT1 无论是烧成短路还是断路，电路都 可作单相半波整流电路工作。 （×） 3、单相桥式电路，反电动势负载，已知 β=60°U2=100V，E=50V，则电路处于待 逆变状态。（× ） 4、在有源逆变电路中，当某一晶闸管发生故障，失去开通能力，则会导致逆变 失败。（√） 5、变压器漏抗使整流电路和有源逆变电路的输出电压幅值均减小。 （×） 6、对于三相半波整流电路，电阻性负载，当 Id 一定时，流过晶闸管的电流有效 值 IT 随控制角 α 的增加而增加。（√） 7、对于三相半波整流电路电阻性负载，当 α =45°，U2=100V时，输出电压平均 值约为 85V。（√） 8、输出接有续流二极管的三相桥式全控桥，不可能工作在有源逆变状态。 （√） 9、下列各种变流装置中，能实现有源逆变电路的，在括号中画“ √ ”，不能的
管的电流降到接近于零的某一数值以下，即降到维护电流以下，便可使 导通的晶闸管关断。 3、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？ 答：GTO和普通晶闸管同为 PNPN结构，由P1N1P2和N1P2N2构成两个晶体管 V1、 V2 分别具有其基极电流增益 α1 和 α2，由普通晶闸管的分析可得， α1+α 2=1 是器件临界导通的条件。 α1+α 2＞ 1，两个等效晶体管过饱和而导通： α1+α2 ＜ 1，不能维持饱和导通而关断。 GTO之所以能够自行关断， 而普通晶闸管不能， 是因为 GTO与普通晶闸管在设计和工艺方面有以下几点不同： 1） GTO 在设计时 α2 较大，这样晶体管 V2 控制灵敏，易于 GTO关断； 2）GTO 导通时的 α1+α2 更接近于 1，普通晶闸管 α1+α2≥1.15 ，而 GTO则
二、判断题
1、“电力电子技术”的特点之一是以小信息输入驱动控制大功率输出。 （ √ ） 2、某晶闸管，若其断态重复峰值电压为 500V，反向重复峰值电压为 700V，则该 晶闸管的额定电压是 700V。（ × ） 3、晶闸管导通后，流过晶闸管的电流大小由管子本身电特性决定。 （ × ） 4、尖脉冲、矩形脉冲、强触发脉冲等都可以作为晶闸管的门极控制信号。 （ √ ） 5、在晶闸管的电流上升至其维护电流后，去掉门极触发信号，晶闸管级能维护 导通。（ × ） 6、在 GTR的驱动电路设计中，为了使 GTR快速导通，应尽可能使其基极极驱动 电流大些。（ × ） 7、达林顿复合管和电力晶体管属电流驱动型开关管；而电力场效应晶体管和绝 缘栅极双极型晶体管则属电压驱动型开关管。 （ √ ） 8、IGBT 相比 MOSFE，T其通态电阻较大，因而导通损耗也较大。 （ × ） 9、整流二级管、晶闸管、双向晶闸管及可关断晶闸管均属半控型器件。 （ × ） 10、导致开关管损坏的原因可能有过流、过压、过热或驱动电路故障等。 （ √ ）
答：三相桥式全控整流电路的整流输出电压中含有 6k（k=1、2、3…）次谐 波，其中幅值最大的 6 次谐波。变压器二次侧电流中含有 6k± 1（ k=1、2、3…） 次谐波，其中主要的是 5次、 7 次谐波。 3、在单相桥式全控制整流电路中，若有一晶闸管因为过流而烧成断路，结果会 怎样？如果这只晶闸管被烧成短路，结果又会怎样？
答：必须把示波器插头的接地端断开，否则会引起短路。用双踪示波器同时 观察时， 由于探头的负端在示波器内部被短接， 所以使用时， 探头的负端可以选 择两个电位相同的点或无直接电联系的点，否则会引起短路。 6、三相全控桥式整流电路，当一只晶闸管短路时，电路会发生什么情况
答：在三相桥式电路中，若一只晶闸管发生短路，例如共阴极组中一只管了 短路，则其余共阴极组中任意一只晶闸管被触发导通后， 都要引起电源线电压短 路，使管子连续烧坏，严重时，还会损坏输入变压器，所以要求每只晶闸管桥路 中应串接快速熔断器，以保护晶闸管及整个电路。 7、对于单相全控桥式有源逆变电路，为了加快电动机的制动过程，增大电枢电 流，应如何调节 β 角？当电枢电流增大后， 换相重叠角是否会加大？这是否会造 成逆变失败？
3、下列可控整流电路中，输出电压谐波含量最少的是（ d ） A、三相半波 B、单相双半波 C、三相桥式 D、十二相整流
4、整流变压器漏抗对电路的影响有（ acd） A、变流装置的功率因数降低 B、输出电压脉冲减小 C、电流变化缓和 D、引起相间短路
四、问答题
1、单相桥式全控整流电路，其整流输出电压中含有哪些次数的谐波？其中幅值 最大的是哪一次？变压器二次侧电流中含有哪些次数的谐波？其中主要的是哪 几次？
四、问答题
1、使晶闸管导通的条件是什么？ 答：晶闸管承受正向阳极电压， 并在门极施加触发电流或 脉冲（uak＞0且ugk＞ 0）。
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2、维持晶闸管导通和条件是什么？怎样才能使晶闸管由导通变为关断？ 答：（1）维持晶闸管导通的条件是使晶闸管的电流大于能保持晶闸管导通的最小
电流，即维持电流。 （ 2）要使晶闸管由导通变为断， 可利用外加电压和外电路的作用使流过晶闸
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画“ × ”。 （ 1）单相双半波可控整流电路。 （√） （ 2）接续流二极管的单相双半波可控整流电路。 （× ） （ 3）单相全控桥式整流电路。 （√） （ 4）单相半控桥式整流电路。 （× ） （ 5）三相半波可控整流电路。 （√ ） （ 6）带续流二级管的三相半波可控整流电路。 （× ） （ 7）三相桥式全控整流电路。 （√ ）
答：若有一晶闸管因为过流而烧成断路，则单相桥式全控制流电路变为单相 半波可控制流电路， 如果这只晶闸管被烧成短路， 会引起其他晶闸管因对电源短 路而烧毁， 严重时使输入变压器因过流而损坏。 因此在设计电路时， 在变压器二 次侧与晶闸管之间应串联快速熔断丝，起到过流保护的作用。 4、有一感性负载单相半控桥式整流电路，当触发脉冲突然消失或 α突然增大到 π 时，电路会产生什么现象？电路失控时， 可用什么方法判断哪一只晶闸管一直导
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能，哪一只一直阻断？ 答：对于单相半控桥式整流电路， 当触发脉冲突然消失或 α突然增大到 π 时，
电路会出现失控现象， 即一只晶闸管一直导通， 两只整流二极管轮流导通。 出现 这种现象时，可用万用表测量晶闸管两端电压或用示波器测量晶闸管两端电压波 形来判断导通和关断情况。 5、在主电路没有整流压器，用示波器观察主电路各点波形时，务必采取什么措 施？用双踪示波器同时观察电路两处波形时，务必注意什么问题？
为α 1+α2≈1.05 ，GTO的饱和程度不深， 接近于临界饱和， 这样为门极 控制关断提供了有利条件； 3） 多元集成结构使每个 GTO元阴极面积小， 门极和阴极间的距离在为缩短， 使得 P2级区所谓的横向电阻很小，从而使从门极抽出较大的电流成为可 能。 4、IGBT、GTR、 GTO和电力 MOSFET的驱动电路各有什么特点？ 答：（1）IGBT 驱动电路的特点是：驱动电路具有较小的输出电阻， IGBT 是电压 驱动型器件， IGBT的驱动多采用专用混合集成驱动器。 （2）GTR驱动电路的特点是：驱动电路提供的驱动电流有足够陡的前沿， 并有一定的过冲，这样可加速开通过程，减少开通损耗，并断时，驱动 电路能提供幅值足够大的反向基极驱动电流，并加反偏截止电压，以加 速关断速度。 （3）GTO驱动电路的特点是： GTO要求其驱动电路提供的驱动电流的前沿 应有足够的幅值和陡度，且一般需要在整个导通期间施加正门极电流， 关断需施加负门极电流，幅值和陡度要求更高，其驱动电路通常包括开 通驱动电路，关断驱 动电路和门极反偏电路三部分。 （4）电力 MOSFE驱T动电路的特点：要求驱动电路具有较小的输入电阻，驱 动功率小且电路简单。 5、全控型开关器件： GTR、IGBT，MOSFE，T达林顿管中属于电流型驱动的开关管 的是哪几种？属于电压型驱动的是哪几种？ 答：属于电流型驱动： GTR、达林极管。属于电压型驱动： IGBT， MOSFE。T 6、全控型器件的缓冲电路的主要作用是什么？试分析 RCD缓冲电路中各元件的 作用。 答：全控型器件缓冲电路的主要作用是抑制器件的内因过电压， du/dt 或过电流 和 di/dt ，减小器件的开关损耗。 RCD缓冲电路中，各元件的作用是：开通时， CS 经RS 放电， RS 起到限制放电 电流的作用；关断时，负载电流经 VDS从 CS 分流，使 du/dt 减小，抑制过电压。