超星电力电子技术_3答案(学习通2023课后作业答案)
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1、超星【填空题】电力电子系统包括 和 两个组成部分
2、电力电技答案【填空题】写出对应的术答全控器件的英文缩写：门极可关断晶闸管___________，绝缘栅极型场效应管____________，案学绝缘栅双极晶体管___________
3、习通【判断题】晶闸管的课后擎住电流大于维持电流
4、【简答题】
5、作业【简答题】使晶闸管导通的超星条件是什么？
6、【简答题】维持晶闸管导通的电力电技答案条件是什么？怎样才能使晶闸管由导通变为关断？
7、【简答题】图中阴影部分为晶闸管处于通态区间的术答电流波形，各波形的案学电流最大值均为Im，试计算各波形的习通电流平均值Id1、Id2、课后Id3与电流有效值I1、作业I2、超星I3。
8、【简答题】如图所示，如果不考虑安全裕量,问100A的晶闸管能送出的平均电流Id1、Id2、Id3各为多少？这时，相应的电流最大值Im1、Im2、Im3各为多少?
3.1单相可控整流电路
1、【简答题】单相桥式全控整流电路，U2＝100V，负载中R＝2Ω，L值极大，当α＝30°时，要求： ①作出ud、id、和i2的波形 ②求整流输出平均电压Ud、电流Id，变压器二次电流有效值I2； ③考虑安全裕量，确定晶闸管的额定电压和额定电流。
2、【简答题】单相全控桥，反电动势阻感负载，R=1Ω，L=∞，E=40V，U2=100V，LB=0.5mH，当α=60°时求Ud、Id与g 的数值，并画出整流电压ud的波形。
3、【简答题】晶闸管串联的单相半控桥（桥中VT1、VT2为晶闸管），U2=100V，电阻电感负载，R=2Ω，L值很大，当α=60°时求流过器件电流的有效值，并作出ud、id、iVT、iD的波形。
4、【简答题】单相全波整流电路计算题
5、【简答题】In the circuit
6、【简答题】如图所示，晶闸管的延迟角为45度，试画出晶闸管两端承受的电压波形，整流管和续流二极管每周期各导电多少度？计算各器件定额，已知电源电压是220V，负载是电感性负载，其中电阻是5?
7、【简答题】Single-phase thyistro rectifier
3.2三相可控整流电路
1、【简答题】三相半波可控整流电路，U2=100V，带电阻电感负载，R=5Ω，L值极大，当α=60°时，要求： ① 画出ud、id和iVT1的波形； ② 计算Ud、Id、IdT和IVT。
2、【简答题】三相桥式全控整流电路，U2=100V，带电阻电感负载，R=5Ω，L值极大，当α=60°时，要求： ① 画出ud、id和iVT1的波形； ② 计算Ud、Id、IdT和IVT。
3、【简答题】三相全控桥，反电动势阻感负载，E=200V，R=1Ω，L=∞，U2=220V，α=60°，当①LB=0和②LB=1mH情况下分别求Ud、Id的值，后者还应求γ 并分别作出ud与iT的波形。
4、【简答题】在三相半波整流电路中，如果a相的触发脉冲消失，试绘出在电阻性负载和电感性负载下整流电压ud的波形
3.3变压器漏感对整流电路的影响
1、【判断题】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
2、【判断题】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
3、【简答题】三相半波可控整流电路，反电动势阻感负载，U2=100V，R=1Ω，L=∞，LB=1mH，求当α=30°时、E=50V时Ud、Id、g 的值并作出ud与iVT1和iVT2的波形。
4、【简答题】使变流器工作于有源逆变状态的条件是什么？
5、【简答题】三相全控桥变流器，反电动势阻感负载，R=1Ω，L=∞，U2=220V，LB=1mH，当EM=-400V，β=60°时求Ud、Id与γ 的值，此时送回电网的有功功率是多少？
3.4整流电路的逆变工作状态
1、【判断题】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
2、【判断题】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
3、【简答题】什么是逆变失败？如何防止逆变失败？
4、【简答题】使变流器工作于有源逆变状态的条件是什么？
5、【简答题】什么是逆变失败？如何防止逆变失败？
6、【简答题】使变流器工作于有源逆变状态的条件是什么？
3.5谐波与功率因数
1、【简答题】三相半波可控整流电路，反电动势阻感负载，U2=100V，R=1Ω，L=∞，LB=1mH，求当α=30°时、E=50V时Ud、Id、g 的值并作出ud与iVT1和iVT2的波形。
2、【简答题】使变流器工作于有源逆变状态的条件是什么？
3、【简答题】三相全控桥变流器，反电动势阻感负载，R=1Ω，L=∞，U2=220V，LB=1mH，当EM=-400V，β=60°时求Ud、Id与γ 的值，此时送回电网的有功功率是多少？
4.1降压电路
1、【简答题】降压电路 1）画出电路图 2）画出电感电流临界连续情况下电感上的电压和电流的波形图 3）分别推导出电感电流连续的输出电压关系表达式和临界输出电流的表达式。
4.2升压电路
1、【简答题】In a boost converter, the duty ratio is adjusted to regulate theoutput voltage Vo at 48 V. The input voltage varies in a wide range from 12 to 36 V.The maximum power output is 120W. Forstability reasons, it is required that the converter always operate in adiscontinuous-current-conduction mode. The switching frequency is 50kHz. Assumingideal components and C as very large, calculate the maximum value of L that can be used.
4.3升降压电路
1、【简答题】画出Buck-Boost电路图以及电感电流连续情况下的下列波形图： 电感上的电压、电流，经过开关管的电流,流过二极管的电流
2、【简答题】证明分析升降压电路
5.1方波逆变器
1、【填空题】三相电压型方波输出逆变电路中，每个开关器件的占空比(duty ratio)均为__________，可以通过改变______________的大小来改变输出交流电压的幅值
2、【简答题】无源逆变电路和有源逆变电路有何不同？
5.2正弦波逆变器
1、【简答题】试说明PWM控制的基本原理
2、【简答题】单极性和双极性PWM调制有什么区别？三相桥式PWM型逆变电路中，输出相电压（输出端相对于直流电源中点的电压）和线电压SPWM波形各有几种电平？
3、【简答题】什么是异步调制？什么是同步调制？两者各有何特点？分段同步调制有什么优点？
4、【简答题】什么是SPWM 波形的规则化采样法？和自然采样法比规则采样法有什么优点？
学习通电力电子技术_3
一、MOSFET的基本结构和工作原理
MOSFET是一种重要的功率半导体器件，它的全称是金属氧化物半导体场效应管（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）。MOSFET和普通的晶体管有很大的区别，它是基于场效应原理工作的，因此也叫做场效应管。MOSFET分为N沟道型和P沟道型两种。
MOSFET的基本结构由三个区域组成：漏极（Source）、栅极（Gate）和源极（Drain）。其中漏极和源极是P型半导体，栅极是金属，它与P型半导体之间有一层非常薄的氧化物，这就是MOSFET的名称由来。当在栅极上施加正电压时，栅极和P型半导体之间形成一个反型区，这个区域就叫做沟道（Channel）。通过控制反型区深度和沟道的导电能力，就可以控制MOSFET的导通和截止。
MOSFET的工作原理可分为三个阶段：截止阶段、饱和阶段和线性区。当没有施加电压时，MOSFET处于截止状态，此时漏极和源极之间不存在导电通道，电流无法通过。当在栅极上施加正电压时，形成反型区，沟道开始导通，MOSFET进入饱和区，此时漏极和源极之间形成了一个导通通道，电流可以通过。当栅极电压进一步增大，反型区深度增加，MOSFET进入线性区，此时沟道的导电能力随着栅极电压的增加而增大，直到达到最大值。
二、IGBT的基本结构和工作原理
IGBT是继MOSFET之后的另一种重要功率半导体器件，它的全称是绝缘栅双极性晶体管（Insulated Gate Bipolar Transistor）。IGBT结合了MOSFET和双极晶体管的优点，具有高速、低压降、低开关损耗等优点，因此广泛应用于电力电子领域。
IGBT的基本结构由三个区域组成：N型区域（Emitter）、P型区域（Collector）和P型区域（Base）。与双极晶体管不同的是，IGBT还有一个绝缘栅极（Gate）。当在栅极上施加正电压时，形成一个P型区域，这个区域将N型区域和P型区域分开，防止掉电，从而实现控制MOSFET的导通和截止。
IGBT的工作原理可分为四个阶段：截止阶段、启动阶段、饱和阶段和关断阶段。当没有施加电压时，IGBT处于截止状态，此时没有电流通过。当在栅极上施加正电压时，形成一个P型区域，这个区域逐渐扩散到N型区域，MOSFET开始导通，IGBT进入启动阶段。当MOSFET导通时，IC（Collector Current）开始流动，这时候双极晶体管开始导通，IGBT进入饱和阶段。当在栅极上施加负电压时，IGBT进入关断阶段，此时IGBT中的双极晶体管开始截止。
三、SiC MOSFET的特点和优势
SiC MOSFET是一种新型的功率半导体器件，它是基于碳化硅（SiC）材料制成的，相比于传统的硅MOSFET具有更高的温度、电压和频率等特性。
SiC MOSFET的主要特点和优势有以下几个方面：
- 高温特性：SiC MOSFET具有极好的高温特性，可以在高达250°C的温度下工作，相比于传统的硅MOSFET，SiC MOSFET的温度容限更高。
- 高电压特性：SiC MOSFET具有更高的击穿电压和更低的漏电流，能够承受更高的电压。
- 高频特性：SiC MOSFET具有更高的开关速度和更低的开关损耗，可以在更高的频率下工作，从而实现功率器件的微型化和高效化。
- 低导通电阻：SiC MOSFET具有更低的导通电阻和漏电流，可以实现更高的效率和更小的体积。
四、SiC MOSFET的应用
SiC MOSFET在新能源领域、高速列车、航空航天和军工等领域有着广泛的应用。
在新能源领域，SiC MOSFET可以应用于充电桩、电动汽车、高压直流输电等领域，能够实现更高的效率和更小的体积。
在高速列车领域，SiC MOSFET可以应用于牵引逆变器、制动逆变器等电力电子器件，能够提高列车的运行效率和安全性。
在航空航天和军工领域，SiC MOSFET可以应用于高速变频器、高功率直流输电等领域，能够提高飞机和导弹等武器装备的电力性能。
五、总结
本文简要介绍了MOSFET、IGBT和SiC MOSFET的基本结构和工作原理，以及SiC MOSFET的特点和应用。随着电力电子技术的不断发展，功率半导体器件将会在未来的工业应用中发挥更加重要的作用。
学习通电力电子技术_3
一、MOSFET的基本结构和工作原理
MOSFET是一种重要的功率半导体器件，它的全称是金属氧化物半导体场效应管（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）。MOSFET和普通的晶体管有很大的区别，它是基于场效应原理工作的，因此也叫做场效应管。MOSFET分为N沟道型和P沟道型两种。
MOSFET的基本结构由三个区域组成：漏极（Source）、栅极（Gate）和源极（Drain）。其中漏极和源极是P型半导体，栅极是金属，它与P型半导体之间有一层非常薄的氧化物，这就是MOSFET的名称由来。当在栅极上施加正电压时，栅极和P型半导体之间形成一个反型区，这个区域就叫做沟道（Channel）。通过控制反型区深度和沟道的导电能力，就可以控制MOSFET的导通和截止。
MOSFET的工作原理可分为三个阶段：截止阶段、饱和阶段和线性区。当没有施加电压时，MOSFET处于截止状态，此时漏极和源极之间不存在导电通道，电流无法通过。当在栅极上施加正电压时，形成反型区，沟道开始导通，MOSFET进入饱和区，此时漏极和源极之间形成了一个导通通道，电流可以通过。当栅极电压进一步增大，反型区深度增加，MOSFET进入线性区，此时沟道的导电能力随着栅极电压的增加而增大，直到达到最大值。
二、IGBT的基本结构和工作原理
IGBT是继MOSFET之后的另一种重要功率半导体器件，它的全称是绝缘栅双极性晶体管（Insulated Gate Bipolar Transistor）。IGBT结合了MOSFET和双极晶体管的优点，具有高速、低压降、低开关损耗等优点，因此广泛应用于电力电子领域。
IGBT的基本结构由三个区域组成：N型区域（Emitter）、P型区域（Collector）和P型区域（Base）。与双极晶体管不同的是，IGBT还有一个绝缘栅极（Gate）。当在栅极上施加正电压时，形成一个P型区域，这个区域将N型区域和P型区域分开，防止掉电，从而实现控制MOSFET的导通和截止。
IGBT的工作原理可分为四个阶段：截止阶段、启动阶段、饱和阶段和关断阶段。当没有施加电压时，IGBT处于截止状态，此时没有电流通过。当在栅极上施加正电压时，形成一个P型区域，这个区域逐渐扩散到N型区域，MOSFET开始导通，IGBT进入启动阶段。当MOSFET导通时，IC（Collector Current）开始流动，这时候双极晶体管开始导通，IGBT进入饱和阶段。当在栅极上施加负电压时，IGBT进入关断阶段，此时IGBT中的双极晶体管开始截止。
三、SiC MOSFET的特点和优势
SiC MOSFET是一种新型的功率半导体器件，它是基于碳化硅（SiC）材料制成的，相比于传统的硅MOSFET具有更高的温度、电压和频率等特性。
SiC MOSFET的主要特点和优势有以下几个方面：
- 高温特性：SiC MOSFET具有极好的高温特性，可以在高达250°C的温度下工作，相比于传统的硅MOSFET，SiC MOSFET的温度容限更高。
- 高电压特性：SiC MOSFET具有更高的击穿电压和更低的漏电流，能够承受更高的电压。
- 高频特性：SiC MOSFET具有更高的开关速度和更低的开关损耗，可以在更高的频率下工作，从而实现功率器件的微型化和高效化。
- 低导通电阻：SiC MOSFET具有更低的导通电阻和漏电流，可以实现更高的效率和更小的体积。
四、SiC MOSFET的应用
SiC MOSFET在新能源领域、高速列车、航空航天和军工等领域有着广泛的应用。
在新能源领域，SiC MOSFET可以应用于充电桩、电动汽车、高压直流输电等领域，能够实现更高的效率和更小的体积。
在高速列车领域，SiC MOSFET可以应用于牵引逆变器、制动逆变器等电力电子器件，能够提高列车的运行效率和安全性。
在航空航天和军工领域，SiC MOSFET可以应用于高速变频器、高功率直流输电等领域，能够提高飞机和导弹等武器装备的电力性能。
五、总结
本文简要介绍了MOSFET、IGBT和SiC MOSFET的基本结构和工作原理，以及SiC MOSFET的特点和应用。随着电力电子技术的不断发展，功率半导体器件将会在未来的工业应用中发挥更加重要的作用。
