第5章習(xí)題答案

1、WORD格式可編輯第 5章直流 -直流變流電路5-1 簡(jiǎn)述圖 5-1a 所示的降壓斬波電路的工作原理。專業(yè)知識(shí)整理分享答：降壓斬波器的原理是：在一個(gè)控制周期中，讓V 導(dǎo)通一段時(shí)間E向 L、R、 E供電，在此期間， u0E。然后使 V 關(guān)斷一段時(shí)間 m過二極管 VD向 R和t ，由電源ont ，此時(shí)電感 L 通 offtonE供電， u00。一個(gè)周期內(nèi)的平均電壓 0E。輸出tto nof電壓小于電源電壓，起到降壓的作用。EV5-2 在圖 5-1a 所示的降壓斬波電路中，已知 E=200V，R=10， L 值極大，采用脈寬調(diào)制控制方式，當(dāng)T=40 s， t =20 s時(shí)，計(jì)算輸出電壓的平均值 on

2、m20，U和0 輸出電流平均值I 。0解：由于 L 值極大，故負(fù)載電流連續(xù)，于是輸出電壓平均值為t20*200U on0EV輸出電流平均值為T40UE10020I 0m80 (A )R105-4 簡(jiǎn)述圖 5-2a 所示升壓斬波電路的基本原理。100(答：假設(shè)電路中電感 L 值很大，電容 C值也很大。當(dāng) V 處于通態(tài)時(shí)，感 L 充電，充電電流基本恒定為I ，同時(shí)電容 C 上的電壓向負(fù)載 R供電，因 C 值很大，1基本保持輸出電壓為恒值 Uo。設(shè) V 處于通態(tài)的時(shí)間為電源E向電t ，此階段電感 L 上積蓄的能 on量為 EI 。當(dāng) V 處于斷態(tài)時(shí) E和 L 共同向電容 C充電并向負(fù)載 R提供能量。

3、設(shè) V處于 1tEI 。當(dāng) V處于斷態(tài)時(shí) E和 L共同向電容 C充電并向負(fù)載 R提供能量。設(shè) V 處于 on斷態(tài)的時(shí)間為 t off ，則在此期間電感 L 釋放的能量為U。當(dāng)電路工作于穩(wěn)oEIt1off態(tài)時(shí)，一個(gè)周期 T 中電感 L 積蓄的能量與釋放的能量相等，即：EI 1tUEIt ono1化簡(jiǎn)得：tU oontTo ffE式中的 /1tto ffoffTt ，o輸ff出電壓高于電源電壓，故稱該電路為升壓斬波電路5-5 在圖 5-2a 所示的升壓斬波電路中，已知 E=50V，L 值和 C值極大， R=25，采用 脈寬調(diào)制控制方式，當(dāng) T=50 s， ton=20 s時(shí)，計(jì)算輸出電壓平均值 U

4、o，輸出電流 平均值 Io 。解：輸出電壓平均值為：T 50=83.3(VUo=E=50 )t5020off輸出電流平均值為：U 83I o= o=. =3.332(AR3 )255-6 試分別簡(jiǎn)述升降壓斬波電路和 Cuk 斬波電路的基本原理，并比較其異同點(diǎn)。 答：升降壓斬波電路的基本原理：當(dāng)可控開關(guān)V處于通態(tài)時(shí)，電源 E 經(jīng) V向電感 L 供電使其貯存能量。此后，使 V關(guān)斷，電感 L 中貯存的能量向負(fù)載釋放。負(fù) 載電壓極性為上負(fù)下正，與電源電壓極性相反。ton E ETt1ontU o on Et fo f改變導(dǎo)通比， 輸出電壓既可以比電源電壓高，也可以比電源電壓低。當(dāng) 0<<1

5、/2 時(shí) 為降壓，當(dāng) 1/2<<1 時(shí)為升壓，因此將該電路稱作升降壓斬波電路。Cuk斬波電路的基本原理：當(dāng) V處于通態(tài)時(shí)， EL1 V回路和 RL2C V回t on E t fo f路分別流過電流。當(dāng) V處于斷態(tài)時(shí)， EL1 C VD回路和 R L2 VD回路分別流過 電流。輸出電壓的極性與電源電壓極性相反。tonETt1on兩個(gè)電路實(shí)現(xiàn)的功能是一致的，均可方便的實(shí)現(xiàn)升降壓斬波。與升降壓斬波電 路相比， Cuk 斬波電路有一個(gè)明顯的優(yōu)點(diǎn)，其輸入電源電流和輸出負(fù)載電流都是連 續(xù)的，且脈動(dòng)很小，有利于對(duì)輸入、輸出進(jìn)行濾波。5-8 分析圖 5-7a 所示的電流可逆斬波電路，并結(jié)合圖 5-

6、7b 的波形，繪制出各個(gè)階段 電流流通的路徑并標(biāo)明電流方向。答：將一個(gè)周期分為 4 個(gè)區(qū)間。在0 ， t1 )區(qū)間，電流為負(fù)，電壓為正，則V2肯定是關(guān)斷的(若 V2開通則電壓為 0)，無論 V1 開通還是關(guān)斷，電流方向?yàn)椋弘娫?E的負(fù)端 - 電機(jī) M - 電阻 R - 電感 L- 二極管 VD2- 電源 E的正端，如圖 (b) 所示。在(t1 ，t2 區(qū)間，電流為正，電壓為正，則 V2肯定是關(guān)斷的(若 V2 開通則電壓為 0）， V1開通（因?yàn)殡娏魃仙?，電流方向?yàn)椋弘娫碋的正端 -開關(guān)管 V1- 電感L- 電阻 R-電機(jī) M- 電源負(fù) E的端，如圖 （c） 所示。在t2 ，t3） 區(qū)間，電流

7、為正，電壓為 0，則 V1 肯定是關(guān)斷的（若 V1開通則電壓為 正），無論 V2開通還是關(guān)斷，電流方向?yàn)椋弘姍C(jī)M負(fù)端- 二極管 VD1- 電感 L- 電阻 R- 電機(jī) M正端，如圖 （d） 所示。在（t3 ，t4） 區(qū)間，電流為負(fù)，電壓為 0，則 V1 肯定是關(guān)斷的（若 V1開通則電壓為 正），無論 V2開通（因?yàn)殡娏髫?fù)方向上升），電流方向?yàn)椋弘姍C(jī)M正端 -電阻 R-電感 L- 開關(guān)管 V2- 電機(jī)負(fù) M端，如圖 （f） 所示。DV題 5-8 圖 (a)題 5-8 圖 (b) 題 5-8 圖 (c)WORD格式可編輯題 5-8 圖 (d) 題 5-8 圖 (e)5-10 多相多重?cái)夭娐酚泻蝺?yōu)

8、點(diǎn)？ 答：多相多重?cái)夭娐芬蛟陔娫磁c負(fù)載間接入了多個(gè)結(jié)構(gòu)相同的基本斬波電路， 使得輸入電源電流和輸出負(fù)載電流的脈動(dòng)次數(shù)增加、脈動(dòng)幅度減小，對(duì)輸入和輸出 電流濾波更容易，濾波電感減小。此外，多相多重?cái)夭娐愤€具有備用功能，各斬 波單元之間互為備用，總體可靠性提高。5-11 試分析正激電路和反激電路中的開關(guān)和整流二極管在工作時(shí)承受的最大電壓， 輸入輸出電壓關(guān)系。1）正激電路開關(guān)在工作時(shí)承受的最大電壓uS(1)U整流二極管在工作時(shí)承受的最大電壓，電流連續(xù)時(shí)Nu 2VD1U（對(duì)于電流斷續(xù)時(shí)，iN3不做要求）。輸入輸出電壓關(guān)系電流連續(xù)模式 UUNto2on，在負(fù)載為零的極限情況下NTi1U oUi專業(yè)知

9、識(shí) 整理分享2）反激電路開關(guān)在工作時(shí)承受的最大電壓SUUi整流二極管在工作時(shí)承受的最大電壓u VDU0U。輸入輸出電壓關(guān)系Uo電流連續(xù)模式 oUNN2 tU oi2 on ，在負(fù)載為零的極限情況下1 tt fo f5-12 試分析全橋，半橋和推挽電路中的開關(guān)和整流二極管在工作時(shí)承受的最大電WORD格式可編輯壓，輸入輸出電壓關(guān)系1）全橋電路專業(yè)知識(shí)整理分享開關(guān)在工作時(shí)承受的最大電壓u SUi按書圖 5-18 的原理圖，整流二極管在工作時(shí)承受的最大電壓N u2。VDU輸入輸出電壓關(guān)系濾波電感電流連續(xù)時(shí)oN2t2 n ，在負(fù)載為零的極限情況下UoUii1NT2）半橋電路開關(guān)在工作時(shí)承受的最大電壓u SUi按書圖 5-16 的原理圖，整流二極管在工作時(shí)承受的最大電壓N u2。VDU輸入輸出電壓關(guān)系濾波電感電流連續(xù)時(shí)N U iU o