第4章课后思考题参考答案
4-1按电力电子开关器件的可控性，电力电子器件可以分为哪几类？
按电力电子开关器件的可控性，电力电子器件可以分为不控型器件,半控型器件和全控型器件三类。
(1)不控型器件如电力二极管，它没有控制极，只有阳极和阴极两个端子，在阳极和阴极间施加正向电压时管子导通，施加反向电压时管子关断。
(2)半控型器件主要是具有闸流管特性的晶闸管系列器件(可关断晶闸管除外)，它的特点是可以通过控制极(门极)信号控制器件的开通，但是其关断却取决于器件承受的外部电压和电流情况，不受门极信号
控制。
(3)全控型器件是指可以通过控制极信号控制导通和关断的器件，这类器件发展最快，典型的全控型器件有电力晶体管、电力场效应管和IGBT等。
4-2试述今后电力电子技术的发展趋势。
大容量化、高效化、小型化、模块化、智能化和低成本化，是电力电子技术的发展趋势。
4-3电力电子技术的重要应用领域有哪些？
1.工业领域
(1)交直流电力拖动领域
(2)电解电化学领域
(3)电冶炼领域
2.交通运输领域
(1)电气化铁路
(2)电动汽车领域
(3)航空航海领域
3.电力系统领域
(1)直流输电领域
(2)无功补偿领域
(3)有源滤波领域
(4)变电所领域
4.电子设备电源
5.国防领域
6.可再生能源发电领域
7.家用电器领域
以上只是电力电子技术的几个重要应用领域。电力电子技术在其他方面还有着十分广泛的应用，几乎注入到了工业、农业、交通、国防、科技和社会生活的各个领域。
4-4为什么电力电子器件在变流电路中常简称为“开关”？
电力电子器件是建立在半导体原理基础上的，与其他半导体元件不同的是,它一般能承受较高的工作电压和较大的电流,并且主要工作在开关状态，因此在变流电路中也常简称为“开关”。
4-5电力电子变换器按电能输入、输出的变换形式来划分，有哪几种基本类型？
1.交流-直流(AC-DC)变换器
2.直流-交流(DC-AC)变换器
3.交流-交流(AC-AC)变换器
4.直流-直流(DC-DC)变换器
4-6什么是“软开关”技术？
通过开关变换技术的办法，减小开关过程中电流和电压波形的交叠成分，从而减小开关过程损耗的办法，称为软开关技术。
4-7电力电子技术的经济和社会意义是什么？
1.技术经济意义
为了满足一定的生产工艺要求，确保产品质量、提高劳动生产率、降低能源消耗、提高经济效益，供电电源的电压、频率、甚至波形都必须满足各种用电设备的不同要求。凡此种种，都要求将发电厂生产的单一频率和电压的电能变换为各个用电设备所需要的另一种特性和参数(频率、电压、相位和波形)的电能，以获得更好的技术特性和更大的经济效益。
2.节能降耗意义
通过现代电力电子技术进行电能变换可获得符合要求的输出，减少过程损耗，提高效率。
（1）我国电机传动系统降耗节能空间很大
（2）电厂发电总量的10%~15%消耗在电气照明上
（3）减少用电设备体积
（4）保护环境
4-8请联系实际生活，列举身边应用电力电子技术的实例。
1.?智能家居设备?
?无线传感器与开关?：部署在智能家居中的传感器（如温度、光线、人体感应）和无线开关通过电池供电，利用nA级超低功耗的DC/DC转换器实现高效电源管理，延长电池寿命?。
?LED智能照明?：采用高频软开关技术调节亮度和时间，降低能耗并提高可靠性?。
2.?便携式电子设备充电器?
?手机/电脑充电器?：通过整流和隔离降压技术将220V交流电转换为锂电池所需的低压直流电?。
?太阳能充电系统?：通过逆变器将太阳能板产生的直流电转换为家用交流电，并利用IGBT等器件提高转换效率?。
3.?家用电器?
?变频空调?：通过电力电子技术调节压缩机电机转速，实现节能和精准控温?。
?节能冰箱?：采用变频驱动技术优化压缩机运行效率，减少电能损耗?。
4.?不间断电源（UPS）?
?电脑/网络设备保护?：在市电异常时，通过逆变器将电池的直流电转换为交流电，保障设备持续运行，并具备过载保护和电压稳压功能?。
5.?新能源应用?
?家庭光伏系统?：太阳能电池输出的直流电通过逆变器接入电网或家庭用电系统?。
?电动汽车充电桩?：采用AC/DC和DC/DC变换技术，实现电网交流电与车载电池之间的高效能量转换?。
6.?公共交通系统?
?电动公交车/地铁?：通过电力电子变频器控制牵引电机转速，优化加速、减速和能量回收效率?。
7.?通信设备?
?路由器/基站电源?：采用分布式供电技术，通过多级DC/DC变换器为不同模块提供稳定电压，并集成功率因数校正（PFC）技术提高能效?。
以上实例覆盖了家居、通信、交通、能源等多个领域，展现了电力电子技术如何支撑现代生活的高效化和智能化?