第3章思考的題目與習(xí)的題目

1、實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案 第3章思考題與習(xí)題 3.1 開關(guān)器件的開關(guān)損耗大小同哪些因素有關(guān)？ 答：開關(guān)損耗與開關(guān)的頻率和變換電路的形態(tài)性能等因素有關(guān)。 3.2 試比較Buck電路和Boost電路的異同。 答；相同點(diǎn)：Buck電路和Boost電路多以主控型電力電子器件 （如GTO,GTR,VDMOS 和IGBT等）作為開關(guān)器件，其開關(guān)頻率高，變換效率也高。 不同點(diǎn)：Buck電路在T關(guān)斷時(shí)，只有電感 L儲(chǔ)存的能量提供給負(fù)載，實(shí)現(xiàn)降壓變換， 且輸入電流是脈動(dòng)的。而 Boost電路在T處于通態(tài)時(shí)，電源 Ud向電感L充電，同時(shí)電容 C 集結(jié)的能量提供給負(fù)載，而在T處于關(guān)斷狀態(tài)時(shí)，由 L與電源E同時(shí)向負(fù)載提供能量，從

2、 而實(shí)現(xiàn)了升壓，在連續(xù)工作狀態(tài)下輸入電流是連續(xù)的。 3.3 試簡(jiǎn)述Buck-Boost 電路同Cuk電路的異同。 答：這兩種電路都有升降壓變換功能， 其輸出電壓與輸入電壓極性相反， 而且兩種電路 的輸入、輸出關(guān)系式完全相同， Buck-Boost 電路是在關(guān)斷期內(nèi)電感 L給濾波電容C補(bǔ)充 能量，輸出電流脈動(dòng)很大，而 Cuk電路中接入了傳送能量的耦合電容 Ci，若使Ci足夠大， 輸入輸出電流都是平滑的，有效的降低了紋波，降低了對(duì)濾波電路的要求。 3.4試說明直流斬波器主要有哪幾種電路結(jié)構(gòu)？試分析它們各有什么特點(diǎn)？ 答：直流斬波電路主要有降壓斬波電路（E uck ）,升壓斬波電路（E oost ）

3、,升降壓斬 波電路（E uck -B oost ）和庫克（C ook ）斬波電路。 降壓斬波電路是：一種輸出電壓的平均值低于輸入直流電壓的變換電路。它主要用于直 流穩(wěn)壓電源和直流直流電機(jī)的調(diào)速。 升壓斬波電路是：輸出電壓的平均值高于輸入電壓的變換電路，它可用于直流穩(wěn)壓電源 和直流電機(jī)的再生制動(dòng)。 升降壓變換電路是輸出電壓平均值可以大于或小于輸入直流電壓，輸出電壓與輸入電壓 極性相反。主要用于要求輸出與輸入電壓反向，其值可大于或小于輸入電壓的直流穩(wěn)壓電源。 庫克電路也屬升降壓型直流變換電路，但輸入端電流紋波小，輸出直流電壓平穩(wěn)， 降低 了對(duì)濾波器的要求。 3.5試分析反激式和正激式變換器的工作原

4、理。 答：正激變換器：當(dāng)開關(guān)管T導(dǎo)通時(shí)，它在高頻變壓器初級(jí)繞組中儲(chǔ)存能量，同時(shí)將 能量傳遞到次級(jí)繞組，根據(jù)變壓器對(duì)應(yīng)端的感應(yīng)電壓極性，二極管Di導(dǎo)通，此時(shí)D2反向 截止，把能量?jī)?chǔ)存到電感L中，同時(shí)提供負(fù)載電流Io;當(dāng)開關(guān)管T截止時(shí)，變壓器次級(jí)繞 組中的電壓極性反轉(zhuǎn)過來，使得續(xù)流二極管D2導(dǎo)通（而此時(shí)Di反向截止），儲(chǔ)存在電感中 的能量繼續(xù)提供電流給負(fù)載。變換器的輸出電壓為: Uo 巴 DUd Ni 精彩文檔 反激變換器：當(dāng)開關(guān)管T導(dǎo)通，輸入電壓Ud便加到變壓器TR初級(jí)Ni上，變壓器儲(chǔ)存 能量。根據(jù)變壓器對(duì)應(yīng)端的極性， 可得次級(jí)N2中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為下正上負(fù)， 二極管D截止, 次級(jí)N2中沒有電流流

5、過。當(dāng) T截止時(shí)，N2中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)極性上正下負(fù)，二極管 D導(dǎo)通。 在T導(dǎo)通期間儲(chǔ)存在變壓器中的能量便通過二極管 D向負(fù)載釋放。在工作的過程中，變壓 器起儲(chǔ)能電感的作用。 輸出電壓為 3.6試分析全橋式變換器的工作原理。 答：當(dāng)Ugi和Ug4為高電平，Ug2和Ug3為低電平，開關(guān)管 Ti和T4導(dǎo)通，T2和T3關(guān)斷 時(shí)，變壓器建立磁化電流并向負(fù)載傳遞能量；當(dāng) Ugi和Ug4為低電平，ug2和Ug3為高電平, 開關(guān)管T2和T3導(dǎo)通，Ti和T4關(guān)斷，在此期間變壓器建立反向磁化電流，也向負(fù)載傳遞能 量，這時(shí)磁芯工作在 B H回線的另一側(cè)。在 Ti、T4導(dǎo)通期間（或T2和T3導(dǎo)通期間），施加 在初級(jí)繞組

6、 Np上的電壓約等于輸入電壓Ud。與半橋電路相比，初級(jí)繞組上的電壓增加了 一倍，而每個(gè)開關(guān)管的耐壓仍為輸入電壓。 3.7 有一開關(guān)頻率為50kHz 的Buck變換電路工作在電感電流連續(xù)的情況下, L=0.05mH ，輸入電壓 Ud=15V，輸出電壓 U=10V 求占空比D的大小; 求電感中電流的峰-峰值 I; 若允許輸出電壓的紋波厶Uo/Uo=5%，求濾波電容 C的最小值。 解: Ud 1 (1 ) U。 巴 100.667 Ud 15 (2) Il U(Ud U。) fLUd UdD(1 D) 15 0.6671 0.667 333A fL 33 50 1CT 0.05 103 （3）因?yàn)?

7、U。 U。 2 2(1 d）（” f 50kHz 0.05 訂D)* 0.05 2f 2 2(1 D) Cmin 1 0.667 50.05 80器(50 1 03)26.66 1 0 6 F 6.66訂 3.8 圖題3.8所示的電路工作在電感電流連續(xù)的情況下，器件 T的開關(guān)頻率為 100kHz ，電路輸入電壓為交流 220V，當(dāng)Rl兩端的電壓為400V時(shí): 求占空比的大小; 當(dāng)Rl=40 Q時(shí)，求維持電感電流連續(xù)時(shí)的臨界電感值; U。 解: (1)由題意可知： Ud 1 D (2) D Ud U0 U。 400 220 400=0.45 L尸匹 2I0K 0.01 10 3 220 10 4

8、9.5 H I 0K (其中 U。 R 400 40 10A ) (3) DTS RlC DTsU。 Rl U0 迢血11.25 F 40 0.01 3.9在Boost 變換電路中, 已知 Ud=50V , L值和C值較大，R=20 Q,若采用脈寬 調(diào)制方式，當(dāng)Ts=40陰，ton =20聲時(shí)，計(jì)算輸出電壓平均值U0和輸出電流平均值 |0。 tontoff U 0 解： toff Ud Ud =1 D 計(jì) 100V 由于L和C的值都比較大, I0也型5A R 20 3.10有一開關(guān)頻率為 50kHz的庫克變換電路，假設(shè)輸出端電容足夠大，使輸出電壓 保持恒定，并且元件的功率損耗可忽略，若輸入電壓 U d=10V，輸出電壓 Uo調(diào)節(jié)為5V不 變。試求： 占空比; 電容器C1兩端