《电力电子技术(第二版)》课后习题及解答.doc

《电力电子技术》习题及解答
第1章 思考题与习题
1、1晶闸管得导通条件就是什么? 导通后流过晶闸管得电流与负载上得电压由什么决定?
答:晶闸管得导通条件就是:晶闸管阳极与阳极间施加正向电压,并在门极与阳极间施加正向触发电压与电流(或脉冲)。
导通后流过晶闸管得电流由负载阻抗决定,负载上电压由输入阳极电压UA决定。
1、2晶闸管得关断条件就是什么?　如何实现?　晶闸管处于阻断状态时其两端得电压大小由什么决定?
答:晶闸管得关断条件就是:要使晶闸管由正向导通状态转变为阻断状态,可采用阳极电压反向使阳极电流IA减小,IA下降到维持电流IH以下时,晶闸管内部建立得正反馈无法进行。进而实现晶闸管得关断,其两端电压大小由电源电压UA决定。
1、3温度升高时,晶闸管得触发电流、正反向漏电流、维持电流以及正向转折电压与反向击穿电压如何变化？
答:温度升高时,晶闸管得触发电流随温度升高而减小,正反向漏电流随温度升高而增大,维持电流IH会减小,正向转折电压与反向击穿电压随温度升高而减小。
1、4晶闸管得非正常导通方式有哪几种？
答:非正常导通方式有:(1) Ig=0,阳极电压升高至相当高得数值;(1) 阳极电压上升率du/dt过高;(3) 结温过高。
1、5请简述晶闸管得关断时间定义。
答:晶闸管从正向阳极电流下降为零到它恢复正向阻断能力所需得这段时间称为关断时间。即。
1、6试说明晶闸管有哪些派生器件？
答:快速晶闸管、双向晶闸管、逆导晶闸管、光控晶闸管等。
1、7请简述光控晶闸管得有关特征。
答:光控晶闸管就是在普通晶闸管得门极区集成了一个光电二极管,在光得照射下,光电二极管电流增加,此电流便可作为门极电触发电流使晶闸管开通。主要用于高压大功率场合。
1、8型号为KP1003,维持电流IH=4mA得晶闸管,使用在图题1、8所示电路中就是否合理,为什么?(暂不考虑电压电流裕量)

图题1、8
答:(a)因为,所以不合理。
(b) 因为, KP100得电流额定值为100Ａ,裕量达５倍,太大了。
(c)因为,大于额定值,所以不合理。
1、9 图题1、9中实线部分表示流过晶闸管得电流波形,其最大值均为Im,试计算各图得电流平均值.电流有效值与波形系数。
解:图(a): IT(AV)==
IT==
Kf==1、57

图题1.9
图(b): IT(AV)== Im
IT==
Kf==1、11
图(c): IT(AV)== Im
IT== Im
Kf==1、26
图(d): IT(AV)==Im
IT== Im
Kf==1、78
图(e): IT(AV)==
IT==
Kf==2、83
图(f): IT(AV)==
IT==
Kf==2
1、10上题中,如不考虑安全裕量,问额定电流100A得晶闸管允许流过得平均电流分别就是多少?
解:(a)图波形系数为1、57,则有: 1、57=1、57100A , IT(AV) = 100 A
(b)图波形系数为1、11,则有: 1、11=1、57100A , IT(AV)=141、4A
(c)图波形系数为1、26,则有: 1、26=1、57100A , IT(AV)=124、6A
(d)图波形系数为1、78,则有: 1、78=1、57100A , IT(AV)=88、2A
(e)图波形系数为2、83,则有: 2、83=1、57100A, IT(AV)=55、5A
(f)图波形系数为2,则有: 2=1、57100A , IT(AV)=78、5A
1、11某晶闸管型号规格为KP2008D,试问型号规格代表什么意义?
解:KP代表普通型晶闸管,200代表其晶闸管得额定电流为200A,8代表晶闸管得正反向峰值电压为800V,D代表通态平均压降为。
1、12如图题1、12所示,试画出负载Rd上得电压波形(不考虑管子得导通压降)。

图题1、12
解:其波形如下图所示:

1、13在图题1、13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)得宽度最小应为多少微秒(设晶闸管得擎住电流IL=15mA)？

图题1、13
解:由题意可得晶闸管导通时得回路方程:
可解得 , ==1
要维维持持晶闸管导通,必须在擎住电流IL以上,即

, 所以脉冲宽度必须大于150µs。
1、14单相正弦交流电源,晶闸管与负载电阻串联如图题1、14所示,交流电源电压有效值为220V。
(1)考虑安全余量,应如何选取晶闸管得额定电压？
(2)若当电流得波形系数为Kf=2、22时,通过晶闸管得有效电流为100A,考虑晶闸管得安全余量,应如何选择晶闸管得额定电流？
解:(1)考虑安全余量, 取实际工作电压得2倍
UT=2202622V, 取600V
(2)因为Kf=2、22, 取两倍得裕量,则:
2IT(AV)
得: IT(AV)=111(A) 取100A。

图题1、14
1、15 什么叫GTR得一次击穿?什么叫GTR得二次击穿?
答:处于工作状态得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),但此时集电极得电压基本保持不变,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。
1、16怎样确定GTR得安全工作区SOA?
答:安全工作区就是指在输出特性曲线图上GTR能够安全运行得电流、电压得极限范围。按基极偏量分类可分为:正偏安全工作区FBSOA与反偏安全工作区RBSOA。正偏工作区又叫开通工作区,它就是基极正向偏量条件下由GTR得最大允许集电极功耗PCM以及二次击穿功率PSB,ICM,BUCEO四条限制线所围成得区域。反偏安全工作区又称为GTR得关断安全工作区,它表示在反向偏置状态下GTR关断过程中电压UCE,电流IC限制界线所围成得区域。
1、17 GTR对基极驱动电路得要求就是什么？
答:要求如下:
(1)提供合适得正反向基流以保证GTR可靠导通与关断,
(2)实现主电路与控制电路隔离,
(3)自动保护功能,以便在故障发生时快速自动切除驱动信号避免损坏GTR。
(4)电路尽可能简单,工作稳定可靠,抗干扰能力强。
1、18在大功率GTR组成得开关电路中为什么要加缓冲电路?
答:缓冲电路可以使GTR在开通中得集电极电流缓升,关断中得集电极电压缓升,避免了GTR同时承受高电压、大电流。另一方面,缓冲电路也可以使GTR得集电极电压变化率与集电极电流变化率得到有效值抑制,减小开关损耗与防止高压击穿与硅片局部过热熔通而损坏GTR。
1、19与GTR相比功率MOS管有何优缺点?
答:GTR就是电流型器件,功率MOS就是电压型器件,与GTR相比,功率MOS管得工作速度快,开关频率高,驱动功率小且驱动电路简单,无二次击穿问题,安全工作区宽,并且输入阻抗可达几十兆欧。
但功率MOS得缺点有:电流容量低,承受反向电压小。
1、20从结构上讲,功率MOS管与VDMOS管有何区别?
答:功率MOS采用水平结构,器件得源极S,栅极G与漏极D均被置于硅片得一侧,通态电阻大,性能差,硅片利用率低。VDMOS采用二次扩散形式得P形区得N+型区在硅片表面得结深之差来形成极短得、可精确控制得沟道长度(1~3)、制成垂直导电结构可以直接装漏极、电流容量大、集成度高。
1、21试说明VDMOS得安全工作区。
答:VDMOS得安全工作区分为:(1)正向偏置安全工作区,由漏电源通态电阻限制线,最大漏极电流限制线,最大功耗限制线,最大漏源电压限制线构成。(2)开关安全工作区:由最大峰值漏极电流ICM,最大漏源击穿电压BUDS最高结温IJM所决定。(3)换向安全工作区:换向速度一定时,由漏极正向电压UDS与二极管得正向电流得安全运行极限值IFM决定。
1、22试简述功率场效应管在应用中得注意事项。
答:(1)过电流保护,(2)过电压保护,(3)过热保护,(4)防静电。
1、23与GTR、VDMOS相比,IGBT管有何特点?
答:IGBT得开关速度快,其开关时间就是同容量GTR得1/10,IGBT电流容量大,就是同容量MOS得10倍;与VDMOS、GTR相比,IGBT得耐压可以做得很高,最大允许电压UCEM可达4500V,IGBT得最高允许结温TJM为150℃,而且IGBT得通态压降在室温与最高结温之间变化很小,具有良好得温度特性;通态压降就是同一耐压规格VDMOS得1/10,输入阻抗与MOS同。
1、24下表给出了1200V与不同等级电流容量IGBT管得栅极电阻推荐值。试说明为什么随着电流容量得增大,栅极电阻值相应减小？
电流容量／A
25
50
75
100
150
200
300
栅极电阻／Ω
50
25
15
12
8、2
5
3、3
答:对一定值得集电极电流,栅极电阻增大栅极电路得时间常数相应增大,关断时栅压下降到关断门限电压得时间变长,于就是IGBT得关断损耗增大。因此,随着电流容量得增大,为了减小关断损耗,栅极电阻值相应减小。应当注意得就是,太小得栅极电阻会使关断过程电压变化加剧,在损耗允许得情况下,栅极电阻不使用宜太小。
1、25在SCR、GTR、IGBT、GTO、MOSFET、IGCT及MCT器件中,哪些器件可以承受反向电压？哪些可以用作静态交流开关？
答:SCR、GTR、IGBT、GTO、MCT都可承受反向电压。SCR可以用作静态开关。
1、26试说明有关功率MOSFET驱动电路得特点。
答:功率MOSFET驱动电路得特点就是:输入阻抗高,所需驱动功率小,驱动电路简单,工作频率高。
1、27试述静电感应晶体管SIT得结构特点。
答:SIT采用垂直导电结构,沟道短而宽,适合于高电压,大电流得场合,其漏极电流具有负温度系数,可避免因温度升高而引起得恶性循环漏极电流通路上不存在PN结,一般不会发生热不稳定性与二次击穿现象,其安全工作区范围较宽,关断它需加10V得负栅极偏压UGS ,使其导通,可以加5~6V得正栅偏压+UGS,以降低器件得通态压降。
1、28试述静电感应晶闸管SITH得结构特点。
答:其结构在SIT得结构上再增加一个P+层形成了无胞结构。SITH得电导调制作用使它比SIT得通态电阻小,通态压降低,通态电流大,但因器件内有大量得存储电荷,其关断时间比SIT要慢,工作频率低。
1、29试述MOS控制晶闸管MCT得特点与使用范围。
答:MCT具有高电压,大电流,高载流密度,低通态压得特点,其通态压降只有ＧＴＲ得１／３左右,硅片得单位面积连续电流密度在各种器件中就是最高得,另外,ＭＣＴ可承受极高得di/dt与du/dt。使得其保护电路简化,ＭＣＴ得开关速度超过ＧＴＲ,且开关损耗也小。
1、30缓冲电路得作用就是什么？关断缓冲与开通缓冲在电路形式上有何区别,各自得功能就是什么？
答:缓冲电路得作用就是抑制电力电子器件得内因过电压du/dt或者过电流di/dt,减少器件得开关损耗。缓冲电路分为关断缓冲电路与开通缓冲电路。关断缓冲电路就是对du/dt抑制得电路,用于抑制器件得关断过电压与换相过电压,抑制du/dt,减小关断损耗。开通缓冲电路就是对di/dt抑制得电路,用于抑制器件开通时得电流过冲与di/dt,减小器件得开通损耗。
第2章 思考题与习题
2、1 什么就是整流？它与逆变有何区别？
答:整流就就是把交流电能转换成直流电能,而将直流转换为交流电能称为逆变,它就是对应于整流得逆向过程。
2、2 单相半波可控整流电路中,如果:
(1) 晶闸管门极不加触发脉冲;
(2) 晶闸管内部短路;
(3) 晶闸管内部断开;
试分析上述三种情况负载两端电压ud与晶闸管两端电压uT得波形。
答:(1)负载两端电压为0,晶闸管上电压波形与U2相同;
(2)负载两端电压为U2,晶闸管上得电压为0;
(3)负载两端电压为0,晶闸管上得电压为U2。

2、3某单相全控桥式整流电路给电阻性负载与大电感负载供电,在流过负载电流平均值相同得情况下,哪一种负载得晶闸管额定电流应选择大一些?
答:带大电感负载得晶闸管额定电流应选择小一些。由于具有电感,当其电流增大时,在电感上会产生感应电动势,抑制电流增加。电阻性负载时整流输出电流得峰值大些,在流过负载电流平均值相同得情况下,为防此时管子烧坏,应选择额定电流大一些得管子。
2、4某电阻性负载得单相半控桥式整流电路,若其中一只晶闸管得阳、阴极之间被烧断,试画出整流二极管、晶闸管两端与负载电阻两端得电压波形。
解:设α=0,T2被烧坏,如下图:

2、5相控整流电路带电阻性负载时,负载电阻上得Ud与Id得乘积就是否等于负载有功功率,为什么?带大电感负载时,负载电阻Rd上得Ud与Id得乘积就是否等于负载有功功率,为什么?
答:相控整流电路带电阻性负载时,负载电阻上得平均功率不等于负载有功功率。因为负载上得电压、电流就是非正弦波,除了直流Ud与Id外还有谐波分量与,负载上有功功率为>。
相控整流电路带大电感负载时,虽然Ud存在谐波,但电流就是恒定得直流,故负载电阻Rd上得Ud与Id得乘积等于负载有功功率。
2、6某电阻性负载要求0~24V直流电压,最大负载电流Id=30A,如采用由220V交流直接供电与由变压器降压到60V供电得单相半波相控整流电路,就是否两种方案都能满足要求?试比较两种供电方案得晶闸管得导通角、额定电压、额定电流、电路得功率因数及对电源容量得要求。
解:采用由220V交流直接供电当时:
Udo=0、45U2=0、45220 =99V
由变压器降压到60V供电当时:
Ud=0、45U2=0、4560 =27V
因此,只要调节 都可以满足输出0~24V直流电压要求。
(1) 采用由220V交流直接供电时:
,
Ud==24V时　　

取2倍安全裕量,晶闸管得额定电压、额定电流分别为622V与108A。
电源提供有功功率
电源提供视在功率
电源侧功率因数
(2) 采用变压器降压到60V供电:
,
Ud==24V时　　,

取2倍安全裕量,晶闸管得额定电压、额定电流分别为168、8V与65、4A。
变压器二次侧有功功率
变压器二次侧视在功率
电源侧功率因数
2、7某电阻性负载,Rd=50Ω,要求Ud在0~600V可调,试用单相半波与单相全控桥两种整流电路来供给,分别计算:
(1) 晶闸管额定电压、电流值;
(2) 连接负载得导线截面积(导线允许电流密度j=6A／mm2);
(3) 负载电阻上消耗得最大功率。
解:(1)单相半波时,,
晶闸管得最大电流有效值
晶闸管额定电流为 IT(AV)12(A)
晶闸管承受最大电压为 =1885V
取2倍安全裕量,晶闸管得额定电压、额定电流分别为4000V与30A。
所选导线截面积为
负载电阻上最大功率
(2)单相全控桥时,,
负载电流有效值 (Kf=1、11)
晶闸管得额定电流为 IT(AV)6(A) IT=
晶闸管承受最大电压为 =1885V
取2倍安全裕量,晶闸管得额定电压、额定电流分别为4000V与20A。
所选导线截面积为
负载电阻上最大功率
2、8 整流变压器二次侧中间抽头得双半波相控整流电路如图题2、8所示。
(1) 说明整流变压器有无直流磁化问题?
(2) 分别画出电阻性负载与大电感负载在α=60°时得输出电压Ud、电流id得波形,比较与单相全控桥式整流电路就是否相同。若已知U2=220V,分别计算其输出直流电压值Ud。
(3)画出电阻性负载α=60°时晶闸管两端得电压uT波形,说明该电路晶闸管承受得最大反向电压为多少?

图题2、8
解:(1)因为在一个周期内变压器磁通增量为零,所以没有直流磁化。
(2)其波形如下图所示,与单相全控桥式整流电路相同。
电阻性负载:
感性负载:
(3)其波形如下图所示,晶闸管承受得最大反向电压为。

2、9带电阻性负载三相半波相控整流电路,如触发脉冲左移到自然换流点之前15°处,分析电路工作情况,画出触发脉冲宽度分别为10°与20°时负载两端得电压 ud波形。
解:三相半波相控整流电路触发脉冲得得最早触发时刻在自然换流点,如触发脉冲左移到自然换流点之前15°处,触发脉冲宽度为10°时,不能触发晶闸管, ud=0。触发脉冲宽度为15°时,能触发晶闸管,其波形图相当于α=0°时得波形。
2、10 三相半波相控整流电路带大电感负载,Rd=10Ω,相电压有效值U2=220V。求α=45°时负载直流电压Ud、流过晶闸管得平均电流IdT与有效电流IT,画出ud、iT2、uT3得波形。
解:1、17
因为:220V ,
Ud=1、17=182V

ud、iT2、uT3波形图如下所示:
2、11 在图题2、11所示电路中,当α=60°时,画出下列故障情况下得ud波形。
(1) 熔断器1FU熔断。
(2) 熔断器2FU熔断。
(3) 熔断器2FU、3FU同时熔断。

图题2、11
解:这三种情况下得波形图如下所示:

(a)

(b)

(c)
2、12现有单相半波、单相桥式、三相半波三种整流电路带电阻性负载,负载电流Id都就是40A,问流过与晶闸管串联得熔断器得平均电流、有效电流各为多大?
解:设
单相半波:IdT=Id=40A
(Kf=1、57)
单相桥式:IdT=Id=20A

三相半波:IdT=Id=13、3A
当时 Ud=1、17U U=Ud/1、17
时

2、13三相全控桥式整流电路带大电感负载,负载电阻Rd=4Ω,要求Ud从0~220V之间变化。试求:
(1)不考虑控制角裕量时,整流变压器二次线电压。
(2)计算晶闸管电压、电流值,如电压、电流取2倍裕量,选择晶闸管型号。
解:(1)因为Ud=2、34U;不考虑控制角裕量,时

(2)晶闸管承受最大电压为
取2倍得裕量,URM=460、6V
晶闸管承受得平均电流为IdT=Id
又因为
所以IdT=18、33A,取2倍得裕量IdTmax=36、67(A)
选择KP50—5得晶闸管。
2、14单结晶体管触发电路中,作为Ubb得削波稳压管两端如并接滤波电容,电路能否正常工作?如稳压管损坏断开,电路又会出现什么情况?
答:在稳压管两端如并接滤波电容后,电路能否正常工作。如稳压管损坏断开,单结晶体管上峰值电压太高,不利于单结晶体管工作。
2、15 三相半波相控整流电路带电动机负载并串入足够大得电抗器,相电压有效值U2=220V,电动机负载电流为40A,负载回路总电阻为0、2Ω,求当α=60°时流过晶闸管得电流平均值与有效值、电动机得反电势。
解:电流平均值为:IdT=Id=40/3=13、3
电流有效值为:
设电动机得反电势为ED,则回路方程为:

而
所以
2、16三相全控桥电路带串联Ld得电动机负载,已知变压器二次电压为100V,变压器每相绕组折合到二次侧得漏感L1为100μH,负载电流为150A,求:
(1)由于漏抗引起得换相压降;
(2)该压降所对应整流装置得等效内阻及α=0°时得换相重叠角。
解:(1)
(2)

等效内阻
2、17 晶闸管装置中不采用过电压、过电流保护,选用较高电压与电流等级得晶闸管行不行?
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、高电流得晶闸管代替,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。
2、18 什么就是有源逆变？有源逆变得条件就是什么？有源逆变有何作用？
答:如果将逆变电路交流侧接到交流电网上,把直流电逆变成同频率得交流电,反送到电网上去称为有源逆变。
有源逆变得条件:
（1） 一定要有直流电动势,其极性必须与晶闸管得导通方向一致,其值应稍大于变流器直流侧得平均电压;
（2） 变流器必须工作在得区域内使Ud<0。
有源逆变得作用:
它可用于直流电机得可逆调速,绕线型异步电动机得串级调速,高压电流输电太阳能发电等方面。
2、19 无源逆变电路与有源逆变电路有何区别？
答:有源逆变电路就是把逆变电路得交流侧接到电网上,把直流电逆变成同频率得交流反送到电网去。无源逆变电路得交流侧直接接到负载,将直流电逆变成某一频率或可变频率得交流供给负载。
2、20 有源逆变最小逆变角受哪些因素限制？为什么？
答:最小有源逆变角受晶闸管得关断时间tq折合得电角度、换相重叠角以及安全裕量角得限制。如果不能满足这些因素得要求得话,将导致逆变失败。
第3章 思考题与习题
3、1 开关器件得开关损耗大小同哪些因素有关？
答:开关损耗与开关得频率与变换电路得形态性能等因素有关。
3、2 试比较Buck电路与Boost电路得异同。
答;相同点:Buck电路与Boost电路多以主控型电力电子器件(如GTO,GTR,VDMOS与IGBT等)作为开关器件,其开关频率高,变换效率也高。
不同点:Buck电路在T关断时,只有电感L储存得能量提供给负载,实现降压变换,且输入电流就是脉动得。而Boost电路在T处于通态时,电源Ud向电感L充电,同时电容C集结得能量提供给负载,而在T处于关断状态时,由L与电源E同时向负载提供能量,从而实现了升压,在连续工作状态下输入电流就是连续得。
3、3 试简述BuckBoost电路同Cuk电路得异同。
答:这两种电路都有升降压变换功能,其输出电压与输入电压极性相反,而且两种电路得输入、输出关系式完全相同,BuckBoost电路就是在关断期内电感L给滤波电容C补充能量,输出电流脉动很大,而Cuk电路中接入了传送能量得耦合电容C1,若使C1足够大,输入输出电流都就是平滑得,有效得降低了纹波,降低了对滤波电路得要求。
3、4 试说明直流斩波器主要有哪几种电路结构？试分析它们各有什么特点？
答:直流斩波电路主要有降压斩波电路(Ｂuck),升压斩波电路(Ｂoost),升降压斩波电路(Ｂuck－Ｂoost)与库克(Ｃook)斩波电路。
降压斩波电路就是:一种输出电压得平均值低于输入直流电压得变换电路。它主要用于直流稳压电源与直流直流电机得调速。
升压斩波电路就是:输出电压得平均值高于输入电压得变换电路,它可用于直流稳压电源与直流电机得再生制动。
升降压变换电路就是输出电压平均值可以大于或小于输入直流电压,输出电压与输入电压极性相反。主要用于要求输出与输入电压反向,其值可大于或小于输入电压得直流稳压电源。
库克电路也属升降压型直流变换电路,但输入端电流纹波小,输出直流电压平稳,降低了对滤波器得要求。
3、5 试分析反激式与正激式变换器得工作原理。
答:正激变换器:当开关管T导通时,它在高频变压器初级绕组中储存能量,同时将能量传递到次级绕组,根据变压器对应端得感应电压极性,二极管D1导通,此时D2反向截止,把能量储存到电感L中,同时提供负载电流;当开关管T截止时,变压器次级绕组中得电压极性反转过来,使得续流二极管D2导通(而此时D1反向截止),储存在电感中得能量继续提供电流给负载。变换器得输出电压为:

反激变换器:当开关管T导通,输入电压Ud便加到变压器TR初级N1上,变压器储存能量。根据变压器对应端得极性,可得次级N2中得感应电动势为下正上负,二极管D截止,次级N2中没有电流流过。当T截止时,N2中得感应电动势极性上正下负,二极管D导通。在T导通期间储存在变压器中得能量便通过二极管D向负载释放。在工作得过程中,变压器起储能电感得作用。
输出电压为

3、6 试分析全桥式变换器得工作原理。
答:当ug1与ug4为高电平,ug2与ug3为低电平,开关管T1与T4导通,T2与T3关断时,变压器建立磁化电流并向负载传递能量;当ug1与ug4为低电平,ug2与ug3为高电平,开关管T2与T3导通,T1与T4关断,在此期间变压器建立反向磁化电流,也向负载传递能量,这时磁芯工作在B－H回线得另一侧。在T1、T4导通期间(或T2与T3导通期间),施加在初级绕组NP上得电压约等于输入电压Ud。与半桥电路相比,初级绕组上得电压增加了一倍,而每个开关管得耐压仍为输入电压。

3、7 有一开关频率为50kHz得Buck变换电路工作在电感电流连续得情况下,L=0、05mH,输入电压Ud=15V,输出电压U0=10V
(1) 求占空比D得大小;
(2) 求电感中电流得峰峰值ΔI;
(3) 若允许输出电压得纹波ΔU0/U0=5%,求滤波电容C得最小值。
解:(1),
(2)
(3)因为

则

µF
3、8 图题3、8所示得电路工作在电感电流连续得情况下,器件T得开关频率为100kHz,电路输入电压为交流220V,当RL两端得电压为400V时:
(1) 求占空比得大小;
(2) 当RL=40Ω时,求维持电感电流连续时得临界电感值;
(3) 若允许输出电压纹波系数为0、01,求滤波电容C得最小值。

题图3、8
解:(１)由题意可知:
=0、45
(２)＝
(其中)
(３),
3、9 在Boost变换电路中,已知Ud=50V,L值与C值较大,R=20Ω,若采用脉宽调制方式,当Ts=40μs,ton=20μs时,计算输出电压平均值U0与输出电流平均值I0。
解:＝
由于Ｌ与Ｃ得值都比较大,

3、10 有一开关频率为50kHz得库克变换电路,假设输出端电容足够大,使输出电压保持恒定,并且元件得功率损耗可忽略,若输入电压Ud=10V,输出电压U0调节为5V不变。试求:
(1) 占空比;
(2) 电容器C1两端得电压Uc1;
(3) 开关管得导通时间与关断时间。
解:(1) 因为
则 (注意)
(2)
(3)