电大电力电子理论试题及答案分析

电大电力电子理论试题及答案分析

一、单选题（每题1分，共10分）

1.晶体管在放大区工作时，其发射结和集电结分别为（）（1分）A.正偏、反偏B.反偏、正偏C.都正偏D.都反偏【答案】A【解析】晶体管在放大区工作时，发射结正向偏置，集电结反向偏置

2.单相半波整流电路中，若变压器副边电压有效值为U2，则输出直流电压平均值为（）（1分）A.U2B.

0.9U2C.

0.45U2D.

1.414U2【答案】C【解析】单相半波整流输出电压平均值Vd=

0.45U

23.在滤波电路中，电容通常用于滤除（）（1分）A.直流分量B.交流低频分量C.交流高频分量D.任意频率分量【答案】C【解析】电容对高频信号阻抗小，可滤除交流高频分量

4.晶闸管导通的条件是（）（1分）A.发射结正向偏置B.集电结正向偏置C.门极加正向触发脉冲D.以上都是【答案】D【解析】晶闸管导通需满足阳极正偏、门极触发脉冲两个条件

5.PWM控制中，脉冲宽度调制是指（）（1分）A.电压调制B.频率调制C.脉冲宽度调制D.占空比调制【答案】C【解析】PWM控制通过调节脉冲宽度实现功率调节

6.直流斩波电路中，常用的控制方式是（）（1分）A.PFM控制B.PWM控制C.FPM控制D.CPWM控制【答案】B【解析】直流斩波电路主要采用PWM控制方式

7.变压器副边电压有效值为U2时，单相桥式整流电路输出直流电压平均值为（）（1分）A.

0.45U2B.

0.9U2C.U2D.

1.414U2【答案】B【解析】单相桥式整流输出电压平均值Vd=

0.9U

28.逆变器输出波形为正弦波时，通常采用（）（1分）A.单极性输出B.双极性输出C.三相输出D.单相输出【答案】B【解析】正弦波输出逆变器需采用双极性输出方式

9.整流电路中，二极管的主要作用是（）（1分）A.隔直通交B.整流变换C.限流降压D.隔交通直【答案】B【解析】二极管在整流电路中实现交流到直流的变换

10.电力电子器件的开关频率越高，则（）（1分）A.效率越低B.开关损耗越大C.效率越高D.控制越复杂【答案】B【解析】开关频率越高，开关损耗越大

二、多选题（每题4分，共20分）

1.以下属于电力电子器件的是（）（4分）A.晶体管B.晶闸管C.MOSFETD.二极管E.电阻【答案】A、B、C、D【解析】电力电子器件包括晶体管、晶闸管、MOSFET和二极管等半导体器件

2.整流电路的作用包括（）（4分）A.电压变换B.电流变换C.直流变换D.交流变换E.波形整形【答案】A、C、E【解析】整流电路主要实现电压变换、直流变换和波形整形

3.滤波电路中，电感的作用是（）（4分）A.滤除直流分量B.滤除交流低频分量C.滤除交流高频分量D.增大输出电流E.增大输出电压【答案】C、D【解析】电感对高频信号阻抗大，可滤除交流高频分量，同时具有储能作用

4.逆变器的工作模式包括（）（4分）A.单极性输出B.双极性输出C.工频输出D.中频输出E.高频输出【答案】A、B【解析】逆变器根据输出极性分为单极性和双极性两种工作模式

5.PWM控制中，影响输出电压的因素包括（）（4分）A.电压反馈B.频率反馈C.占空比D.频率E.开关频率【答案】C、D、E【解析】PWM控制通过调节占空比、频率和开关频率实现电压调节

三、填空题（每题2分，共16分）

1.电力电子技术是研究电能变换和控制的科学，主要包括______、______和______等环节（4分）【答案】整流、逆变、变频

2.单相桥式整流电路中，若变压器副边电压有效值为U2，则输出直流电压最大值为______（2分）【答案】sqrt2U

23.滤波电路中，电容对直流信号相当于______，对交流信号相当于______（4分）【答案】短路；容抗

4.晶闸管导通后，要维持导通状态，阳极电流需大于______（2分）【答案】维持电流

5.PWM控制中，占空比是指______与______的比值（4分）【答案】脉冲宽度；周期

6.逆变器输出波形为方波时，通常采用______驱动方式（2分）【答案】单极性

7.整流电路中，二极管反向击穿时，若未加限流措施，可能造成______损坏（2分）【答案】二极管

8.斩波电路中，常用的功率开关器件有______和______（4分）【答案】晶闸管；MOSFET

四、判断题（每题2分，共10分）

1.两个二极管并联可以提高整流电路的输出电流能力（）（2分）【答案】（×）【解析】二极管并联会导致电流分配不均，增加损坏风险

2.滤波电路中，电感和电容可以同时滤除直流和交流分量（）（2分）【答案】（×）【解析】电感滤除交流高频分量，电容滤除直流分量

3.晶闸管导通后，若立即撤销门极触发信号，晶闸管会立即关断（）（2分）【答案】（×）【解析】晶闸管关断需要阳极电流小于维持电流

4.PWM控制中，占空比越大，输出电压越高（）（2分）【答案】（×）【解析】占空比与输出电压成正比，但需考虑波形畸变

5.逆变器输出波形为正弦波时，开关频率越高，波形越接近正弦波（）（2分）【答案】（×）【解析】开关频率过高会导致谐波增加，波形畸变

五、简答题（每题4分，共20分）

1.简述单相桥式整流电路的工作原理（4分）【答案】单相桥式整流电路由四个二极管组成桥式结构，在交流电正半周，D

1、D3导通，电流从a点经D

1、负载、D3到b点；负半周，D

2、D4导通，电流从a点经D

2、负载、D4到b点输出为全波整流波形

2.滤波电路中，LC滤波电路和RC滤波电路各有什么特点？（4分）【答案】LC滤波电路输出电压高，滤波效果好，但体积大、成本高；RC滤波电路体积小、成本低，但滤波效果不如LC滤波电路

3.晶闸管导通和关断的条件是什么？（4分）【答案】导通条件阳极正偏、门极触发脉冲；关断条件阳极电流小于维持电流或阳极电压反向

4.PWM控制中有哪些常见的控制方法？（4分）【答案】常见的PWM控制方法包括电压模式控制、电流模式控制、磁链模式控制等

六、分析题（每题10分，共20分）

1.分析单相桥式整流电路中，若一个二极管开路或短路，电路会出现什么现象？（10分）【答案】若一个二极管开路，电路变为半波整流，输出电压降低，电流不连续；若一个二极管短路，电路可能因电流过大而损坏其他器件或变压器

2.分析PWM控制中，占空比和频率对输出电压的影响（10分）【答案】占空比越大，输出电压越高，但过高的占空比会导致波形畸变；频率越高，开关损耗越大，但输出波形越接近理想波形，谐波含量减少

七、综合应用题（每题25分，共25分）设计一个单相桥式整流滤波电路，要求输出直流电压为12V，负载电流为2A，试选择合适的变压器副边电压、二极管参数和滤波电容（25分）【答案】

1.变压器副边电压选择Vd=

0.9U2，U2=Vd/

0.9=12/

0.9≈

13.3V考虑压降，选U2=16V

2.二极管参数选择ID=Iload/2=2A/2=1AVRRM=2U2=2×16V=32V选择额定电流

1.5A、额定电压50V的二极管

3.滤波电容选择C=Iload/f×ΔiLΔiL=Iload/10=2A/10=

0.2Af=50HzC=

0.2A/50Hz×

0.2A=2F选择C=4700μF、耐压50V的电解电容完整标准答案

一、单选题

1.A

2.C

3.C

4.D

5.C

6.B

7.B

8.B

9.B

10.B

二、多选题

1.A、B、C、D

2.A、C、E

3.C、D

4.A、B

5.C、D、E

三、填空题

1.整流、逆变、变频

2.sqrt2U

23.短路；容抗

4.维持电流

5.脉冲宽度；周期

6.单极性

7.二极管

8.晶闸管；MOSFET

四、判断题

1.（×）

2.（×）

3.（×）

4.（×）

5.（×）

五、简答题

1.单相桥式整流电路由四个二极管组成桥式结构，在交流电正半周，D

1、D3导通，电流从a点经D

1、负载、D3到b点；负半周，D

2、D4导通，电流从a点经D

2、负载、D4到b点输出为全波整流波形

2.LC滤波电路输出电压高，滤波效果好，但体积大、成本高；RC滤波电路体积小、成本低，但滤波效果不如LC滤波电路

3.导通条件阳极正偏、门极触发脉冲；关断条件阳极电流小于维持电流或阳极电压反向

4.常见的PWM控制方法包括电压模式控制、电流模式控制、磁链模式控制等

六、分析题

1.若一个二极管开路，电路变为半波整流，输出电压降低，电流不连续；若一个二极管短路，电路可能因电流过大而损坏其他器件或变压器

2.占空比越大，输出电压越高，但过高的占空比会导致波形畸变；频率越高，开关损耗越大，但输出波形越接近理想波形，谐波含量减少

七、综合应用题

1.变压器副边电压选择Vd=

0.9U2，U2=Vd/

0.9=12/

0.9≈

13.3V，选U2=16V

2.二极管参数选择ID=Iload/2=2A/2=1A，VRRM=2U2=2×16V=32V，选额定电流

1.5A、额定电压50V的二极管

3.滤波电容选择C=Iload/f×ΔiL，ΔiL=Iload/10=2A/10=

0.2A，f=50Hz，C=

0.2A/50Hz×

0.2A=2F，选C=4700μF、耐压50V的电解电容。