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第2章 思考题和习题
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第2章 思考题和习题
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2015北联大电力电子技术期末复习
电力电子技术复习题
第1章电力电子器件
一、填空题：
1.电力电子器件一般工作在___开关_____状态。11
2.在通常情况下，电力电子器件功率损耗主要为___通态损耗_____，而当器件开关频率较高时，功率损耗主要为__开关损耗______。11
3.电力电子器件组成的系统，一般由__控制电路__、__驱动电路__、__主电路__三部分组成，由于电路中存在电压和电流的过冲，往往需添加___保护电路_____。11、12 4.晶闸管的基本工作特性可概括为 ____ 正向有触发则导通、反向截止 ____ 。22
5.对同一晶闸管，维持电流IH与擎住电流IL在数值大小上有IL___&_____IH。24
6.晶闸管断态不重复电压UDRM与转折电压Ubo数值大小上应为，UDRM __&__ Ubo。23
7.逆导晶闸管是将__二极管__与晶闸管__反并联___（如何连接）在同一管芯上的功率集成器件。25
8.GTO的__多元集成______结构是为了便于实现门极控制关断而设计的。22
9.MOSFET（电力场效应管MOS型）的漏极伏安特性中的三个区域与GTR共发射极接法时的输出特性中的三个区域有对应关系，其中前者的截止区对应后者的____截止区____、前者的饱和区对应后者的____放大区____、前者的非饱和区对应后者的___饱和区_____。31
10.电力MOSFET的通态电阻具有____正____温度系数。32
11.IGBT的开启电压UGE（th）随温度升高而____略有下降____，开关速度___低于_____电力MOSFET 。35/36
12.按照驱动电路加在电力电子器件控制端和公共端之间的性质，可将电力电子器件分为___电流驱动型_____和___电压驱动型_____两类。12
13.抑制过电压的方法之一是用___储能元件（待定…..）_____吸收可能产生过电压的能量，并用电阻将其消耗。在过电流保护中，快速熔断器的全保护适用于___小_____功率装置的保护。/202 14.晶闸管串联时，给每只管子并联相同阻值的电阻R是__静态均压___措施，给每只管子并联RC支路是___动态均压___措施，当需同时串联和并联晶闸管时，应采用__先串后并__的方法。204/205
15.IGBT的通态压降在1/2或1/3额定电流以下区段具有____负____温度系数，在1/2或1/3额定电流以上区段具有___正_____温度系数。
16.在如下器件：电力二极管（Power Diode）、晶闸管（SCR）、门极可关断晶闸管（GTO）、电力晶体管（GTR）、电力场效应管（电力MOSFET）、绝缘栅双极型晶体管（IGBT）中，属于不可控器件的是_电力二极管__，属于半控型器件的是__晶闸管_，属于全控型器件的是
_GTO ；GTR；电力MOSFET；IGBT _；在可控的器件中，容量最大的是_GTO_，工作频率最高的是_IGBT_，属于电压驱动的是__电力MOSFET ；IGBT___，属于电流驱动的是___电力二极管、晶闸管、GTO、GTR_____。
二、简答题：
1.使晶闸管导通的条件是什么？
使晶闸管导通的条件是：晶闸管承受正向阳极电压，并在门极施加触发电流（脉冲）。或：uAK&0且uGK&0。
2.维持晶闸管导通的条件是什么？怎样才能使晶闸管由导通变为关断？
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。 要使晶闸管由导通变为关断，可利用外加电压和外电路的作用使流过晶闸管的电流降到接近于零的某一数值以下，即降到维持电流以下，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？ 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,分别具有共基极电流增益?1和?2，由普通晶闸管的分析可得，?1+?2=1是器件临界导通的
?1+?2＞1，?1+?2＜1，条件。两个等效晶体管过饱和而导通；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?2较大，这样晶体管V2控制灵敏，易于GTO关断；
2) GTO导通时的?1+?2更接近于1，普通晶闸管?1+?2?1.15，而GTO则为?1+?2?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元阴极面积很小，门极和阴极间的距离大为缩短，使得P2极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。
第2章整流电路
一、填空题：
1.在单相半波可控整流电阻性负载电路中，晶闸管控制角α的最大移相范围是____180°____。44
2.在单相半波可控整流带阻感负载并联续流二极管的电路中，晶闸管控制角α的最大移相范围是____180°____ ，其承受的最大正反向电压均为___√2 U2_____，续流二极管承受的最大反向电压为____√2 U2____（设U2为相电压有效值）。47
3.单相桥式全控整流电路中，带纯电阻负载时，α角移相范围为___0°~180°__，单个晶闸管所承受的最大正向电压和反向电压分别为____√2/2 U2____和__√2 U2______；
带阻感负载时，α角移相范围为___0°~90°__，单个晶闸管所承受的最大正向电压和反向电压分别为____√2 U2____和___√2 U2_____；带反电动势负载时，欲使电阻上的电流不出现断续现象，可在主电路中直流输出侧串联一个___平波电抗器_____。47/48/49/50
4.单相全控桥反电动势负载电路中，当控制角α大于不导电角δ时，晶闸管的导通角θ=_π-α-δ_; 当控制角α小于不导电角δ时，晶闸管的导通角θ =__0°_。49 5.电阻性负载三相半波可控整流电路中，晶闸管所承受的最大正向电压UFm等于____√2 U2____，晶闸管控制角α的最大移相范围是____150°____，使负载电流连续的条件为____α&=30°____(U2为相电压有效值)。54/55
7.三相半波可控整流电路中的三个晶闸管的触发脉冲相位按相序依次互差___120°_____，当它带阻感负载时，α的移相范围为___0°~90°_____。54/55
8.三相桥式全控整流电路带电阻负载工作中，α角的移相范围是__0°~120°______，ud波形连续得条件是_____α&=602°___。59/58
9.对于三相半波可控整流电路，换相重迭角的影响，将使用输出电压平均值__下降______。
16.逆变电路中，当交流侧和电网连结时，这种电路称为__有源逆变电路_____，欲实现有源逆变，只能采用____全控____电路，当控制角0& a &π /2时，电路工作在___整流_____状态；π /2& a &π时，电路工作在____逆变____状态。82/83/84 17.在整流电路中，能够实现有源逆变的有____单相全控___、__三相桥式全控整流电路_______等（可控整流电路均可），其工作在有源逆变状态的条件是__有直流电动势，其极性需与晶闸管的导通方向一致，其值应大于变流器直流侧的平均电压______和___要求晶闸管的控制角a&π /2&,使Ud为负值_____。
19.直流可逆电力拖动系统中电动机可以实现四象限运行，当其处于第一象限时，电动机作__电动__运行，电动机_正__转，正组桥工作在__整流__状态；当其处于第四象限时，电动机做_制动__运行，电动机__反__转，__正__组桥工作在逆变状态。
20.大、中功率的变流器广泛应用的是_锯齿波__触发电路，同步信号为锯齿波的触发电路，可分为三个基本环节，即__脉冲的形成与放大__、__锯齿波的形成和脉冲移相__和__同步环节__。87
二、简答题：
1.如题图2-10所示的单相桥式半控整流电路中若没有续流二极管则可能发生失控现象，何为失控，怎样抑制失控？
失控――当触发角突然增大到180度或着触发脉冲丢失时，会出现一个晶闸管持续导通而两个二极管轮流导通的情况，以致使输出平均电压Ud半周期有波形而另一半周期为零，其平均值保持恒定。
抑制方法――在电路中加设续流二极管。
2.在三相桥式全控整流电路中，电阻负载，如果有一个晶闸管不能导通，此时的整流电压ud波形如何？如果有一个晶闸管被击穿而短路，其它晶闸管受什么影响？
假设VT1不能导通，整流电压ud波形如下：
假设VT1被击穿而短路，则当晶闸管VT3或VT5导通时，将发生电源相间短路，使得VT3、VT5也可能分别被击穿。
3.变压器漏感对整流电路有何影响？
4.使变流器工作于有源逆变状态的条件是什么？
条件有二：
①直流侧要有电动势，其极性须和晶闸管的导通方向一致，其值应大于变流电路直流侧的平均电压；
②要求晶闸管的控制角α&π/2，使Ud为负值。
5.什么是逆变失败？如何防止逆变失败？
逆变运行时，一旦发生换流失败，外接的直流电源就会通过晶闸管电路形成短路，或者使变流器的输出平均电压和直流电动势变为顺向串联，由于逆变电路内阻很小，形成很大的短路电流，称为逆变失败或逆变颠覆。
防止逆变失败的方法有：采用精确可靠的触发电路，使用性能良好的晶闸管，保证交流电源的质量，留出充足的换向裕量角β等。
三、计算题：
2.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。
3.单相桥式全控整流电路，U2=100V，负载中R=2Ω，L值极大，反电势E=60V，当 a=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，变压器二次侧电流有效值I2；③考虑安全裕量，确定晶闸管的额定电压和额定电流。
4.单相桥式全控整流电路带电阻负载工作，设交流电压有效值
U2＝220V，控制角α＝π
/3 rad,负载电阻Rd＝5Ω,试求：（1）输出电压的平均值Ud；（2）输出电流有效值I。
5.三相桥式全控整流电路带电阻负载工作，设交流电压有效值U2＝400V，负载电阻Rd＝10W, 控制角α＝π/2 rad, 试求：（1）输出电压平均值Ud；（2）输出电流平均值Id。
7.三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a=60°时，要求：①画出ud、id和iVT1的波形；②计算Ud、Id、IdT和IVT。
8.三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a=60°时，要求：①画出ud、id和iVT1的波形；②计算Ud、Id、IdT和IVT。
第3章直流斩波电路
一、填空题：
1.直流斩波电路完成得是直流到___直流__的变换。119
2.直流斩波电路中最基本的两种电路是__降压斩波电路___和__升压斩波电路___。119
3.斩波电路有三种控制方式：___脉冲宽度调制____、__频率调制__和__混合型__。120
4.升压斩波电路的典型应用有____直流电机传动____和____单相功率因素校正电____等。124
6.斩波电路用于拖动直流电动机时，降压斩波电路能使电动机工作于第__I__象限，升压斩波电路能使电动机工作于第_II__象限，___电流可逆斩波__电路能使电动机工作于第1和第2象限。129
7.桥式可逆斩波电路用于拖动直流电动机时，可使电动机工作于第__1，2，3，4__象限。130
二、简答题：
1.画出降压斩波电路原理图并简述其工作原理。
在一个控制周期中，让V导通一段时间ton，由电
源E向L、R、M供电，在此期间，uo＝E。然后使V
关断一段时间toff，此时电感L通过二极管VD向R
和M供电，uo＝0。一个周期内的平均电压Uo＝
ton?Eton?toff。输出电压小于电源电压，起到降压的
2.画出升压斩波电路原理图并简述其基本工作原理。
答：当V处于通态时，电源E向电感L
充电，同时电容C上的电压向负载R供
电，因C值很大，基本保持输出电压为
恒定。当V处于断态时E和L共同向电
容C充电，并向负载R
提供能量。
3.分析题图3-15a所示的电流可逆斩波电路，并结合题图3-15b的波形，绘制出各个阶段电流流通的路径并标明电流方向。
电流可逆斩波电路中，V1和VD1构成降压斩波电路，由电源向直流电动机供电，电动机为电动运行，工作于第1象限；V2和VD2构成升压斩波电路，把直流电动机的动能转变为电能反馈到电源，使电动机作再生制动运行，工作于第2象限。
图3-7b中，各阶段器件导通情况及电流路径等如下：
V1导通，电源向负载供电：
V1关断，VD1续流：
V2导通，L上蓄能：
V2关断，VD2导通，向电源回馈能量
4.对于题图3-16所示的桥式可逆斩波电路，若需使电动机工作于反转电动状态，试分析此时电路的工作情况，并绘制相应的电流流通路径图，同时标明电流流向。
需使电动机工作于反转电动状态时，由V3和VD3构成的降压斩波电路工作，此时需要V2保持导通，与V3和VD3构成的降压斩波电路相配合。
当V3导通时，电源向M供电，使其反转电动，电流路径如下图：
当V3关断时，负载通过VD3续流，电流路径如下图：
5.多相多重斩波电路有何优点？
多相多重斩波电路因在电源与负载间接入了多个结构相同的基本斩波电路，使得输入电源电流和输出负载电流的脉动次数增加、脉动幅度减小，对输入和输出电流滤波更容易，滤波电感减小。
此外，多相多重斩波电路还具有备用功能，各斩波单元之间互为备用，总体可靠性提高。
三、计算题：
1.在题图3-1a所示的降压斩波电路中，已知E=200V，R=10Ω，L值极大，EM=30V，T=50μs，ton=20μs,计算输出电压平均值U0，输出电流平均值I0。
解: U0=ton/T2E=20μs/50μs2200=80v
I0=(U0-EM)/R=(80-30)/10=5A
3.在题图3-20所示的升压斩波电路中，已知E=50V，L值和C值极大，R=20Ω，采用脉宽
调制控制方式，当T=40μs，ton=25μs时，
计算输出电压平均值U0，输出电流平均值I0。 4.在题图3-21所示的升压斩波电路中，设E
＝100V，R＝250W，a＝0.8，C＝∞。
(1)计算输出电压平均值U0，输出电流平均值I0。
(2)计算输入输出功率。
第4章交流―交流电力变换电路
一、填空题：
1.改变频率的电路称为__变频电路__，变频电路有交交变频电路和___交直交变频___电路两种形式，前者又称为__直接变频电路___，后者也称为__间接变频电路___。
2.单相调压电路带电阻负载，其导通控制角α的移相范围为____0°~ 180°____，随α的增大，U0___逐渐减小_____，功率因数_逐渐降低_______。141
3.单相交流调压电路带阻感负载，当控制角α＜φ(φ=arctan(wL/R) )时,VT1的导通时间_____逐渐缩短___,VT2的导通时间____逐渐延长____。143
4.把电网频率的交流电直接变换成可调频率的交流电的变流电路称为____交交变频电路____。149
5.单相交交变频电路带阻感负载时，哪组变流电路工作是由___输出电流方向_____决定的，
交流电路工作在整流还是逆变状态是根据___输出电压与电流的方向是否相同_____决定的。150/151
6.当采用6脉波三相桥式电路且电网频率为50Hz时，单相交交变频电路的输出上限频率约为___20Hz_____。153
二、简答题：
1. 交流调压电路和交流调功电路有什么区别？二者各用什么样的负载？为什么？
答：在每半个周波内通过对晶闸管开通相位控制，可以方便地调节输出电压的有效值， 这种电路称为交流调压电路。
以交流电的周期为单位控制晶闸管的通断，改变通态周期数和断态周期数的比，可以方便地调节输出功率的平均值，这种电路称为交流调功电路。
交流调压电路广泛用于灯光控制及异步电动机的软起动，也用于异步电动机调速。
交流调功电路常用于电炉的温度控制。
像电炉温度这样的控制对象，其时间常数往往很大，没必要对交流电源的每个周期进行频率的控制，只要以周期波数为单位进行控制就足够了。
2． 交-交变频电路的最高输出频率是多少？制约输出频率提高的因素是什么？
答：一般认为，输出上限频率不高于电网频率的1/3-1/2。电网频率为50Hz时，交交变频电路的输出上限频率约为20Hz。
电压波形畸变以及由此产生的电流波形畸变和转矩脉动是限制输出频率提高的主要因素。
3．交-交变频电路的主要特点和不足之处是什么？其主要用途是什么？
答：交-交变频电路的优点是：只用一次变流，效率较高；可方便的实现四象限工作，低频输出波形接近正弦波。缺点是：接线复杂，(如采用三相桥式电路的三相交交变频器至少要用36只晶闸管；受电网频率和变流电路脉波数的限制，)输出频率较低；输出功率因数较低；输入电流谐波含量大，频谱复杂。
由于以上优缺点，交-交变频电路主要用于500KW或1000KW 以上的大功率低转速的交流调速电路中，目前已在轧机主传动装置，鼓风机，矿石破碎机，球磨机，卷扬机等场合获得了较多的应用。它既可应用于异步电动机传动，也可用于同步电动机传动。
第5章逆变电路
一、填空题：
，当交流侧有电源时称为，当交流侧无电源时称为。97 2.电流从一个支路向另一个支路转移的过程称为换流，从大的方面，换流可以分为两类，即外部换流和____自换流____，进一步划分，前者又包括____电网换流____和___负载换流_____两种换流方式，后者包括___器件换流_____和___强迫换流_____两种换流方式。100
3.适用于全控型器件的换流方式是____器件换流____，由换流电路内电容直接提供换流电压的换流方式称为____直接耦合式强迫换流____。100
4.逆变电路可以根据直流侧电源性质不同分类，当直流侧是电压源时，称此电路为_____电压型逆变电路2___，当直流侧为电流源时，称此电路为____电流型逆变电路____。100/101
5.半桥逆变电路输出交流电压的幅值Um为___1/2_____Ud，全桥逆变电路输出交流电压的幅值Um为____1____Ud。102
6.三相电压型逆变电路中，每个桥臂的导电角度为___180°_____，各相开始导电的角度依次相差____120°____，在任一时刻，有_____3___个桥臂导通。104
7.电压型逆变电路一般采用____全控型____器件，换流方式为___器件换流_____；电流型逆变电路中，较多采用____半控型____器件，换流方式有的采用 __强迫换流______，有的采用____负载换流____。107
8.单相电流型逆变电路采用___负载_____换相的方式来工作的，其中电容C和L、R构成____并联谐振____电路，单相电流型逆变电路有自励和他励两种控制方式，在启动过程中，应采用先____他励方式____后____自励方式____的控制方式。107/109
9.三相电流型逆变电路的基本工作方式是____120度____导电方式，按VT1到VT6的顺序每隔____60°____依次导通，各桥臂之间换流采用 ___横向_____换流方式。
二、简答题：
1．无源逆变电路和有源逆变电路有何不同？
答：当交流侧接在电网上，即交流侧接有电源时，称为有源逆变；当交流侧直接和负载连接时，称为无源逆变。
2．换流方式有哪几种？各有什么特点？
答：一般来说，换流方式可分为以下几种：
（1）器件换流
利用全控制器件的自关断能力进行换流称为器件换流。
（2）电网换流
由电网提供换流电压称为电网换流。
（3）负载换流
由负载提供换流电压称为负载换流。
（4）强迫换流
设置附加的换流电路，给欲关断的晶闸管强迫施加反向电压或反向电流的换流方式称为强迫换流。
3．什么是电压型逆变电路？什么是电流型逆变电路？二者各有何特点？
答：直流侧是电压源的称为电压型逆变电路；直流侧是电流源的称为电流型逆变电路。
（1）电压型逆变电路有以下主要特点：
直流侧为电压源或并联有大电容，相当与电压源。直流侧电压基本无脉冲，直流回路呈现低阻抗。
由于直流侧为电压源的钳位作用，交流侧输出电压波形为矩形波，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。
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。
（2）电流型逆变电路有以下主要特点：
直流侧串联有大电感，相当于电流源。直流侧电流基本无脉冲，支流回路呈现高阻抗。 电路中开关器件的作用仅是改变直流电流的流通路径，因此交流侧输出电流为矩形波，并且与负载阻抗角无关。而交流侧输出电压波形和相位则因负载阻抗情况的不同而不同。
当交流侧为阻感负载时需要提供无功功率，直流侧电感起缓冲无功能量的作用。因为反馈无功能量时直流并不反向，因此不必像电压逆变电路那样要给开关器件反并联二极管。
4．并联谐振式逆变电路利用负载电压进行换相，为保证换相应满足什么条件？
答：并联谐振式逆变电路利用负载电压进行换相，为保证换相应满足负载电流超前于负载电压，补偿电容应使负载过补偿，即负载应呈容性。
如图5-2所示，为保证换相应满足：当从VT1、VT4到VT2、VT3换流时，触发VT2、VT3的时刻t1必须在u0过零前，并留有充足的裕量。从VT2、VT3到VT1、VT4换流时和上述情况一样。
第6章脉宽调制（PWM）技术
一、填空题： 1.PWM控制就是对脉冲的____宽度____进行调制的技术；直流斩波电路得到的PWM波是_____等效直流波形___，SPWM波得到的是___等效交流波形_____。162/164 2.PWM逆变电路也可分为__电压型______和___电流型_____两种，实际应用的几乎都是____电压型____电路，得到PWM波形的方法一般有两种，即__计算法______和___调制法_____，实际中主要采用____调制法____。164/165
3.PWM波形只在单个极性范围内变化的控制方式称___单极性PWM_____控制方式，三相桥式PWM型逆变电路采用____双极性____控制方式。166
4.根据载波和信号波是否同步及载波比的变化情况，PWM调制方式可分为__同步调制______和____异步调制____。一般为综合两种方法的优点，在低频输出时采用___异步调制_____方法，在高频输出时采用____同步调制____方法。168/169/170
5.在正弦波和三角波的自然交点时刻控制开关器件的通断，这种生成SPWM波形的方法称____自然采样法____，实际应用中，采用___规则采样法_____来代替上述方法，在计算量大大减小的情况下得到的效果接近真值。170
6.正弦波调制的三相PWM逆变电路，在调制度α为最大值1时，直流电压利用率为____0.866____，采用____梯形波____波作为调制信号，可以有效地提高直流电压利用率，但是会为电路引入____低次谐波____。172
二、简答题：
1．试说明PWM控制的基本原理。
答：PWM控制的基本原理是利用：冲量相等而性状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同的原理。冲量即指窄脉冲的面积。这里所说的效果基本相同，是指环节的输出响应波形基本相同。上述原理也可称为面积等效原理，它是PWM控制技术的重要理论基础。
（把正弦半波分成N 等份，就可以把正弦半波看成是由N个彼此相连的脉冲序列所组成的波形。这些脉冲宽度相等，都等于π/N，但幅值不等，且脉冲顶部不是水平直线，各脉冲的幅值按正弦规律变化。如果把上述脉冲序列利用相同数量的等幅而不等宽的矩形脉冲代替，使矩形脉冲的中点和相应正弦波部分的中点重合且使矩形脉冲和相应的正弦波部分面积相等。既各脉冲的幅值相等，而宽度是按正弦规律变化的脉冲序列称SPWM波形。）
2．单极性和双极性PWM调制有什么区别？在三相桥式PWM型逆变电路中，输出相电压和线电压SPWM波形各有几种电平？
答：在调制波Ur的半个周期内三角波负载只在正极性范围内变化，所得到的PWM波形也只在单个极性范围变化的控制方式称为单极性PWM控制方式。
采用双极性方式时，在Ur的半个周期内，三角波载不再是单极的而是有正有负，所得的PWM波也是有正负的。
在三相桥式PWM型逆变电路中，输出线电压PWM波形在Ur的一个周期内只有±Ud和0三种电平构成。输出相电压的PWM波由（±2/3）Ud，（±1/3）Ud和0共5种 组成。
3．什么是异步调制？什么是同步调制？二者各有何特点？分段同步调制有什么特点？
答：载波信号和调制信号不保持同步的调制方式称为异步调制。在异步调制方式中，通常保持载波频率fr 变化时，载波比N是变化的。载波比N等于常数，并在变频时使载波和信号波保持同步的方式称为同步调制。
在基本同步调制方式中，信号波频变化时载波比N不变，信号波一个周期内输出的脉冲数是固定的，脉冲相位也是固定的。
分段同步调制的优点：把逆变电路的输出频率范围划分为若干频段，每个频段内保持载波比N恒定，不同频段的载波比不同。在输出频率高的频段采用较低的载波比，以使载波频率不致过高，限制在功率开关器件允许的范围内。在输出频段率低的频段采用较高的载波比，以使载波频率不致过低而对负载产生不利影响。Fc大约在1.4~2.0KHz之间。
第7章软开关技术
一、填空题： 1.现代电力电子装置的发展趋势是____小型化____、___轻量化_____，同时对装置的_____效率___和___电磁兼容性_____也提出了更高的要求。185
2.使开关开通前其两端电压为零的开通方式称为___零电压开通_____，它需要靠电路中的__谐振______来完成。187
3.根据软开关技术发展的历程可以将软开关电路分成____准谐振电路____、___零开关PWM电路_____ 和__零转换PWM电路__。187
4.谐振直流环是适用于___变频器_____的一种软开关电路，谐振直流环电路通过在直流环中引入__谐振______，使电路中的___整流_____或____逆变___环节工作在软开关状态。191
二、简答题：
1.什么是软开关？采用软开关技术的目的是什么？
通过在开关过程前后引入谐振，使开关开通前电压先降到零，关断前电流先降到零，就可以消除开关过程中电压、电流的重叠，降低它们的变化率，从而大大减小至消除开关损耗。同时，谐振过程限制了开关过程中电压和电流的变化率，这使得开关噪声也显减小。这样的电路被称为软开关电路，而这样的开关过程也被称为软开关。
开关损耗与开关频率之间呈线性关心,因此当硬电路的工作频率不太高时,开关损耗占总损耗的比例并不大,但随着开关频率的提高,开关损耗就越来越显著,这时候必须采用软开关技术来降低开关损耗
2.试比较零开关PWM电路与零转换PWM电路的区别。
零开关PWM电路：这类电路中引入辅助开关来控制谐振的开始时刻，使谐振仅发生于开关过程前后，此电路的电压和电流基本上是方波，开关承受的电压明显降低，电路可以采用开关频率固定的PWM控制方式。
零电压开关PWM电路的基本开关单元
零电流开关PWM电路的基本开关单元
零转换PWM电路：这类软开关电路还是采用辅助开关控制谐振的开始时刻，所不同的是，谐振电路是与主开关并联的，输入电压和负载电流对电路的谐振过程的影响很小，电路在很宽的输入电压范围内并从零负载到满负载都能工作在软开关状态，无功率的交换被消减到最小。
零电压转换PWM电路的基本开关单元
零电流转换PWM电路的基本开关单元
3 高频化的意义是什么？
答：（滤波电感，电容和变压器在装置的体积和重量中占很大比例。因此必须设法降低他们的体积和重量，才能达到装置的小型化，轻量化。）使装置小型化，轻量化最直接的途径是电路的高频化。提高工作频率可以减小变压器各绕组的匝数，并减小铁心的尺寸，从而使变压器小型化。
软开关电路可以分为哪几类？各有什么特点？
答：根据电路中主要的开关元件是零电压开通还是零电流关断，可以将软开关电路分成零电压电路和零电流电路两大类。根据软开关技术发展的历程可以将软开关电路分成准谐振电路，零开关PWM电路，零转换PWM电路。
（1）准谐振电路
准谐振电路中电压或电流的波形为正弦半波，因此称之为准谐振。 谐振的引入使得电路的开关损耗和开关噪声都大大下降，但也带来一些负面影响；谐振电压峰值很高，要求器件耐压必须提高；谐振电流的有效值很大，电路中存在大量的无功功率的交换，造成电路导通损耗加大；谐振周期随输入电压，负载变化而改变，因此电路只能采用脉冲频率调制方式来控制，变频的开关频率给电路设计带来困难。
（2）零开关PWM电路
同准谐振电路相比，这类电路有很多明显的优势：电压和电流基本上是方波，只是上升沿和下降沿较缓，开关享受的电压明显降低，电路可以采用开关频率固定的PWM控制方式。
（3）零转换PWM电路
这类软开关电路还是采用辅助开关控制谐振的开始时刻，所不同的是，谐振电路是与主开关并联的，因此输入电压和负载电流对电路的过程影响很小，电路在很宽的输入电压范围内并从零负载到满载都能工作在软开关状态。而且电路中无功功率的交换被削减到最小，这使得电路效率有了进一步提高。
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