解：(a)图波形系数为1.57，则有： 1.57?IT(AV)=1.57?100A , IT(AV) = 100 A
(b)图波形系数为1.11，则有： 1.11?IT(AV)=1.57?100A , IT(AV)=141.4A (c)图波形系数为1.26，则有： 1.26?IT(AV)=1.57?100A , IT(AV)=124.6A (d)图波形系数为1.78，则有： 1.78?IT(AV)=1.57?100A , IT(AV)=88.2A (e)图波形系数为2.83，则有： 2.83?IT(AV)=1.57?100A, IT(AV)=55.5A (f)图波形系数为2，则有： 2?IT(AV)=1.57?100A , IT(AV)=78.5A
5 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IC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IC继续增大（负载效应），这个现象称为二次击穿。
6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RBSOA。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的最大允许集电极功耗PCM以及二次击穿功率PSB，ICM，BUCEO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。
7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VDMOS、GTR相比，IGBT的耐压可以做得很高，最大允许电压UCEM可达4500V，IGBT的最高允许结温TJM为150℃，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。
8 晶闸管装置中不采用过电压、过电流保护，选用较高电压和电流等级的晶闸管行不行?
答：晶闸管装置中必须采用过电压、过电流保护，而不能用高电压、高电流的晶闸管代替，因为在电感性负载装置中，晶闸管在开关断过程中，可能会出现过冲阳极电压，此时极易损坏晶闸管。当未采取过电流保护，而电路过载或短路时更易损坏晶闸管。
第6章 电力电子电路
一、重点与难点
1.相控整流电路
相控整流电路是日常生活中应用最为广泛的电力电子电路，相控整流电路包括单相，三相或半波，全控桥，半控桥等整流形式，各种相控整流电路中负载电路电压电流的计算以及管子的参数选择是本章的重点，各种相控整流电路的特点以及应用场合也是本章的重点，电感性负载中的定量计算是本章的难点。
2.逆变电路
将交流电变为直流电的过程，称为整流，将直流电转变为交流电的过程称为逆变。逆变可分为有源逆变和无源逆变两类，有源逆变的交流侧接电网，将直流电逆变成与电网同频的正弦交流电返送电网，有源逆变的条件是本章的重点，逆变失败的原因和后果是本章的难点。无源逆变是把直流电转化为交流电提供给负载的电路。无源逆变的工作原理是本章的重点。 3.交流调压电路
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从而用来变换交流电压幅值（或有效值）的电路就是交流调压电路。其中的定量计算是本章的重点，电感性负载的调压分析是本章的难点。
4.直流斩波电路
利用电力开关器件周期性的开通与关断来改变输出电压的大小，将直流电能转换为另一固定电压或可调电压的直流电能的电路称为直流变换电路。各直流调压电路的工作原理是本章的重点。
二、学习方法指导
1. 单相半波相控整流电路 当负载为纯电阻性负载时，单相半波相控整流电路输出电压和电流的波形就是缺角的单相半波整流电路的波形，缺失的部分就是整流器件不导通时情况，当负载为电感性且接续流二极管时，输出电压的波形和纯电阻性负载一致，但是输出电流的波形基本为一直线。
当控制角?从π向0o方向变化即触发脉冲向左移动时，负载直流电压Ud从零到0.45U2
之间连续变化，起到直流电压连续可调的目的。所以单相半波电路可控整流电路在电阻性负载时，?的移相范围为0°～180°。
输出电压的平均值
整流器件上所可能承受的最大正反向电压 UT?2U2
2. 单相桥式相控整流电路
单相桥式相控整流电路输出电压是单相半波相控整流电路输出电压的2倍，但是由于其工作过程为两组管子轮流导通，故因此流过每个晶闸管的电流平均值为负载电流的一半。
1?cos?输出电压的平均值
2
整流器件上所可能承受的最大正反向电压 U?2UT2如果用两个二极管代替其中的两个晶闸管，则可构成单相桥式半控整流电路。根据两个晶闸管的位置不同，半控桥可分为共阳极，共阴极和单桥臂的形式。两者工作原理完全相同，但是却可以节约两个晶闸管，因而在很多不需要逆变的场合得到了广泛的应用。
Ud?0.9U23. 三相相控整流电路
三相整流电路有三相半波，三相桥式，六相半波，双反星形等整流形式。三相半波是最基本的组成形式，其他整流电路都可看作三相半波整流电路的串联与并联。和三相整流电路相比，单相可控整流电路输出脉动大，容量小。当负载容量超过4KW以上，或要求直流脉动较小的场合，应采用三相整流电路。
4. 有源逆变
将交流电变为直流电的过程，称为整流，将直流电转变为交流电的过程称为逆变。逆变可分为有源逆变和无源逆变两类，有源逆变的交流侧接电网，将直流电逆变成与电网同频的正弦交流电返送电网，主要用于直流电机的转速降低，动能减少（正反转或制动或调速时）或势能减少（重物下放）时，直流电机工作在发电状态以把多余的能量返送交流电网，另外，在高压直流输电或者电网的互联中也用到有源逆变。要实现有源逆变必须满足如下条件： (1) 外部条件：直流侧必须外接一个直流电源势（例如直流电动机的电枢电势、蓄电池电势等），其方向与直流电流Id的方向一致，其大小比Ud稍大。 (2) 内部条件：晶闸管控制角α＞90°，使Ud ＜0。
在整流电路中，如果出现故障，则直流输出电压减小，但在逆变电路中，如果出现逆变失败，则会导致管子持续导通到正半周，从而使得Ud和E两个电势反极性相接时，由于回路电阻很小，使得回路电流很大，相当于短路，这是不允许的。
5. 无源逆变及变频器
无源逆变是把直流电转化为交流电提供给负载的电路，在现代化生产中应用广泛，可以做成变频变压电源（VVVF），主要用于交流电动机调速。可以做成恒频恒压电源（CVCF），其典型代表为不间断电源（UPS）、航空机载电源、机车照明，通信等辅助电源也要用CVCF电源。也可以做成感应加热电源，例如中频电源，高频电源等。
6. 交流调压电路
在日常生活和工业生产现场，经常需要方便的调节交流电压的大小，如舞台灯光的控制，电炉温度的控制，以及异步电动机的启动和调速等。交流调压电路就是用来变换交流电压幅值（或有效值）的电路。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。
当负载为纯电阻性负载时，当控制角为α时，负载电压
?1??? U?1(2Usin?t)2d(?t)?Usin2??R22??2??
?
当α=0时，U0= U，随着α角的增大，U0逐渐减小。当α=π时，U0=0。 即：电压可调范围为 0～U，控制角α的移相范围为0～π。
当负载电感性负载时。 由于电感性负载电路中电流的变化要滞后电压的变化， 因此当电源电压反向过零时，由于电感产生感应电动势阻止电流变化，故电流不能立即为零，此时晶闸管导通角θ的大小不但和控制角α有关，而且与负载阻抗角有关。
7.直流调压（斩波）电路
利用电力开关器件周期性的开通与关断来改变输出电压的大小，将直流电能转换为另一固定电压或可调电压的直流电能的电路称为直流变换电路。直流斩波电路按变换器的功能可分为降压变换电路(Buck)、升压变换电路(Boost)、升降压变换电路(Buck-Boost)。
三、习题选解
1如图题1所示，试画出负载Rd上的电压波形(不考虑管子的导通压降)。
图题1
解：其波形如下图所示：
2在图题2中，若要使用单次脉冲触发晶闸管T导通，门极触发信号（触发电压为脉冲）的宽度最小应为多少微秒（设晶闸管的擎住电流IL=15mA）？