【正文】 ，頻率升高時，可以減小N和S的參數(shù)，從而減小變壓器各繞組的匝數(shù)和鐵心的尺寸，使變壓器的體積減小，重量減輕。？怎樣才能實現(xiàn)完全無損耗的軟件關(guān)過程？答：如果開關(guān)器件在其端電壓不為零時開通則稱為硬件通，在其電流不為零時關(guān)斷則稱為硬關(guān)斷。硬開通、硬關(guān)斷統(tǒng)稱為硬開關(guān)。在硬開關(guān)過程中，開關(guān)器件在較高電壓下承載有較大電流，故產(chǎn)生很大的開關(guān)損耗。如果在電力電子變換電路中采取一些措施，如改變電路結(jié)構(gòu)和控制策略，使開關(guān)器件被施加驅(qū)動信號而開通過程中其端電壓為零，這種開通稱為零電壓開通；若使開關(guān)器件撤除其驅(qū)動信號后的關(guān)斷過程中其承載的電流為零，這種關(guān)斷稱為零電流關(guān)斷。零電壓開通和零電流關(guān)斷是最理想的軟開關(guān)，其開關(guān)過程中無開關(guān)損耗。如果開關(guān)器件在開通過程中端電壓很小，在關(guān)斷過程中其電流也很小，這種開關(guān)過程的功率損耗不大，稱之為軟開關(guān)。 ，即零電壓開通和零電流關(guān)斷的含義是什么？答：使開關(guān)開通前的兩端電壓為零，則開關(guān)導(dǎo)通過程中就不會產(chǎn)生損耗和噪聲，這種開通方式為零電壓開通；而使開關(guān)關(guān)斷時其電流為零，也不會產(chǎn)生損耗和噪聲，稱為零電流關(guān)斷。？其典型拓撲分別是什么樣的？各有什么特點？答：準諧振變換電路、零開關(guān)PWM變換電路和零轉(zhuǎn)換PWM變換電路。見教材 ？與恒頻PWM變換器相比較，在變頻下工作的變換器有哪些缺點？答：對于零電壓開通準諧振變換器ZVS QRC，在一個開關(guān)周期中，僅在期間電源不輸出能量，而這段時間段的長短與 、的諧振周期有關(guān)。當、的值一定時，降低開關(guān)頻率（即增大）將使輸出電壓、輸出功率增大。因此，零電壓開通準諧振變換電路只適宜于改變變換電路的開關(guān)頻率來調(diào)控輸出電壓和輸出功率。對于零電流關(guān)斷準諧振變換器ZCS QRC，因為在一個開關(guān)周期中，僅在期間電源輸出功率，期間向電源回饋能量。而當、的值一定時諧振周期是不變的，變換電路的開關(guān)頻率越高，就越小，的相對導(dǎo)通時間（電源輸出功率的時間）增長，將使輸出電壓、輸出功率增大，需要改變開關(guān)頻率來調(diào)控輸出電壓和輸出功率。因此適宜于變頻方式工作。恒頻PWM變換器當輸人電壓和負載在一個很大的范圍內(nèi)變化時．又可像常規(guī)PWM那樣通過恒頻PWM調(diào)節(jié)其輸出電壓，從而給電路中變壓器、電感器和濾波器的最優(yōu)化設(shè)計創(chuàng)造了良好的條件，克服了QRC變換電路中變頻控制帶來的諸多問題。在 QRC電路中，一旦電路參數(shù)固定后，電路的諧振過程也就確定下來了，這使得電路唯一可以控制的量是諧振過程完成后到下一次開關(guān)周期開始前的一段間隔，這實際上使得電路只能通過改變開關(guān)周期來改變輸出電壓，即采用調(diào)頻方式。這就給系統(tǒng)功率變換的高頻變壓器、濾波器等參數(shù)設(shè)計帶來了巨大的困難，使ZCS QRC和ZVS QRC的應(yīng)用受到限制。 PWM的含義是什么？答：恒頻PWM變換器當輸人電壓和負載在一個很大的范圍內(nèi)變化時．又可像常規(guī)PWM那樣通過恒頻PWM調(diào)節(jié)其輸出電壓，從而給電路中變壓器、電感器和濾波器的最優(yōu)化設(shè)計創(chuàng)造了良好的條件。 PWM與 ZCT PWM這兩種變換方式的優(yōu)缺點。答：ZCT PWM電路主開關(guān)管在零電流下關(guān)斷，降低了類似IGBT這種具有很大電流拖尾的大功率電力電子器件的關(guān)斷損耗，并且沒有明顯增加主功率開關(guān)管及二極管的電壓、電流應(yīng)力。同時，諧振網(wǎng)絡(luò)可以自適應(yīng)地根據(jù)輸入電壓與負載的變化調(diào)整自己的環(huán)流能力。更重要的是它的軟開關(guān)條件與輸入、輸出無關(guān)，這就意味著它可在很寬的輸入電壓和輸出負載變化范圍內(nèi)有效地實現(xiàn)軟開關(guān)操作過程，并且用于保證ZVS條件所需的環(huán)流能量也不大。ZCT PWM電路變換器的開通是典型的硬開關(guān)方式，ZCS—PWM變換電路的輸入電壓和負載在一個很大范圍內(nèi)變化時，可像常規(guī)的PWM變換電路那樣通過恒定頻率PWM控制調(diào)節(jié)輸出電壓，且主開關(guān)管電壓應(yīng)力小。其主要特點與ZCS QRS電路是一樣的，即主開關(guān)管電流應(yīng)力大，續(xù)流二極管電壓應(yīng)力大。由于諧振電感仍保持在主功率能量的傳遞通路上．因此，實現(xiàn) ZCS的條件與電網(wǎng)電壓、負載變化有很大的關(guān)系，這就制約了它在這些場合的作用?？梢韵馫RC電路一樣通過諧振為主功率開關(guān)管創(chuàng)造零電壓或零電流開關(guān)條件，又可以使電路像常規(guī)PWM電路一樣，通過恒頻占空比調(diào)制來調(diào)節(jié)輸出電壓。 PWM與ZVT PWM這兩種變換方式的優(yōu)缺點。答：ZVS PWM變換電路既有主開關(guān)零電壓導(dǎo)通的優(yōu)點，同時，當輸入電壓和負載在一個很大的范圍內(nèi)變化時．又可像常規(guī)PWM那樣通過恒頻PWM調(diào)節(jié)其輸出電壓，從而給電路中變壓器、電感器和濾波器的最優(yōu)化設(shè)計創(chuàng)造了良好的條件，克服了QRC變換電路中變頻控制帶來的諸多問題。但其主要缺點是保持了原QRC變換電路中固有的電壓應(yīng)力較大且與負載變化有關(guān)的缺陷。另外，諧振電感串聯(lián)在主電路中，因此主開關(guān)管的ZVS條件與電源電壓及負載有關(guān)。ZVT PWM電路主功率管在零電壓下完成導(dǎo)通和關(guān)斷，有效地消除了主功率二極管的反向恢復(fù)特性的影響，同時又不過多的增加主功率開關(guān)管與主功率二極管的電壓和電流應(yīng)力ZVT PWM變換器中的輔助開關(guān)是在高電壓、大電流下關(guān)斷，這就使輔助開關(guān)的開關(guān)損耗增加，從而影響整個電路的效率。然而，無論是ZCT PWM還是ZVT PWM的缺點都可以通過電路拓撲結(jié)構(gòu)的改進來加以克服。 QRC在電路結(jié)構(gòu)上有什么區(qū)別？特性上有哪些改進？答：ZCS PWM變換電路是在 ZCS QRC電路的諧振電容上并聯(lián)一個輔助開關(guān)管和其并聯(lián)的組成的。ZCS—PWM變換電路保持了ZCS—QRC電路中主開關(guān)管零電流關(guān)斷的優(yōu)點；同時，當輸入電壓和負載在一個很大范圍內(nèi)變化時，又可像常規(guī)的PWM變換電路那樣通過恒定頻率PWM控制調(diào)節(jié)輸出電壓，且主開關(guān)管電壓應(yīng)力小。其主要特點與ZCS QRS電路是一樣的，即主開關(guān)管電流應(yīng)力大，續(xù)流二極管電壓應(yīng)力大。 QRC在電路結(jié)構(gòu)上有什么區(qū)別？特性上有哪些改進？答：ZVS PWM變換電路是在 ZVS QRC電路的諧振電感上并聯(lián)一個輔助開關(guān)管和組成的。ZVS PWM變換電路既有主開關(guān)零電壓導(dǎo)通的優(yōu)點，同時，當輸入電壓和負載在一個很大的范圍內(nèi)變化時，又可像常規(guī)PWM那樣，通過恒頻PWM調(diào)節(jié)其輸出電壓，從而給電路中變壓器、電感器和濾波器的最優(yōu)化設(shè)計創(chuàng)造了良好的條件，克服了QRC變換電路中變頻控制帶來的諸多問題。第7章 思考題與習題 開關(guān)電源與線性穩(wěn)壓電源相比有何優(yōu)缺點？答：（1）功耗小、效率高。開關(guān)管中的開關(guān)器件交替地工作在導(dǎo)通—截止和截止導(dǎo)通的開關(guān)狀態(tài)，轉(zhuǎn)換速度快，這使得開關(guān)管的功耗很小，電源的效率可以大幅度提高，可達90%～95%。 （2）體積小、重量輕。 ① 開關(guān)電源效率高，損耗小，則可以省去較大體積的散熱器； ② 隔離變壓用的高頻變壓器取代工頻變壓器，可大大減小體積，降低重量； ③ 因為開關(guān)頻率高，輸出濾波電容的容量和體積可大為減小。 （3）穩(wěn)壓范圍寬。開關(guān)電源的輸出電壓是由占空比來調(diào)節(jié)，輸入電壓的變化可以通過調(diào)節(jié)占空比的大小來補償，這樣在工頻電網(wǎng)電壓變化較大時，它仍能保證有較穩(wěn)定的輸出電壓。 （4）電路形式靈活多樣，設(shè)計者可以發(fā)揮各種類型電路的特長，設(shè)計出能滿足不同應(yīng)用場合的開關(guān)電源。缺點為：存在開關(guān)噪聲干擾。 功率因數(shù)校正電路的作用是什么？有哪些校正方法？其基本原理是什么？答：功率因數(shù)校正電路的作用是抑制由交流輸入電流嚴重畸變而產(chǎn)生的諧波注入電網(wǎng)。校正方法有：無源校正和有源校正。無源校正的基本原理是：在主電路中串入無源LC濾波器。有源校正的基本原理是：在傳統(tǒng)的整流電路中加入有源開關(guān)，通過控制有源開關(guān)的通斷來強迫輸入電流跟隨輸入電壓的變化，從而獲得接近正弦波的輸入電流和接近1的功率因數(shù)。 UPS有何作用？它由幾部分組成，各部分的功能是什么？答：UPS電源裝置在保證不間斷供電的同時，還能提供穩(wěn)壓，穩(wěn)頻和波形失真度極小的高質(zhì)量正弦波電源。后備式UPS由充電器﹑蓄電池、逆變器、交流穩(wěn)壓器、轉(zhuǎn)換開關(guān)等部分組成。各部分的功能：當市電存在時，逆變器不工作，市電經(jīng)交流穩(wěn)壓器穩(wěn)壓后，通過轉(zhuǎn)換開關(guān)向負載供電，同時充電器工作，對蓄電池組浮充電。市電掉電時，逆變器工作，將蓄電池供給的直流電壓變換成穩(wěn)壓，穩(wěn)頻的交流電壓。轉(zhuǎn)換開關(guān)同時斷開市電通路，持通逆變器，繼續(xù)向負載供電。在線式UPS由整流器、逆變器、蓄電池組、靜態(tài)轉(zhuǎn)換開關(guān)等部分組成。各部分功能：正常工作時，市電經(jīng)整流器變換成直流，在經(jīng)逆變器變換成穩(wěn)壓、穩(wěn)頻的正弦波交流電壓供給負載。當市電掉電時，由蓄電池組向逆變器供電，以保證負載不間斷供電，如果逆變器發(fā)生故障，則UPS通過靜態(tài)開關(guān)切換到旁路，直接由市電供電。 什么是TCR？什么是TSC？什么是SVG？它們各有何區(qū)別？答：TCR為晶閘管控制電抗器；TSC為晶閘管投切電容器；SVG為靜止無功發(fā)生器。其中TCR和TSC是采用晶閘管開關(guān)的靜止無功補償裝置；而SVG是采用自換相變流器的靜止無功補償裝置。32