電力電子技術(shù)(第二版)課后習(xí)題及解答-資料下載頁
2025-03-25 06:06本頁面
【正文】 TR，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。 試簡(jiǎn)述BuckBoost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，BuckBoost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C1，若使C1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。 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（Ｂuck），升壓斬波電路（Ｂoost），升降壓斬波電路（Ｂuck－Ｂoost）和庫(kù)克（Ｃook）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(kù)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。 試分析反激式和正激式變換器的工作原理。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D1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；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)D1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： 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)N1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 試分析全橋式變換器的工作原理。答：當(dāng)ug1和ug4為高電平，ug2和ug3為低電平，開關(guān)管T1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)ug1和ug4為低電平，ug2和ug3為高電平，開關(guān)管T2和T3導(dǎo)通，T1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TT4導(dǎo)通期間(或T2和T3導(dǎo)通期間)，施加在初級(jí)繞組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。 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=，輸入電壓Ud=15V，輸出電壓U0=10V(1) 求占空比D的大小；(2) 求電感中電流的峰峰值ΔI；(3) 若允許輸出電壓的紋波ΔU0/U0=5%，求濾波電容C的最小值。解：（1）， （2） (3)因?yàn)? 則 181。F ，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)：(1) 求占空比的大?。? (2) 當(dāng)RL=40Ω時(shí)，求維持電感電流連續(xù)時(shí)的臨界電感值； (3) ，求濾波電容C的最小值。 解:（１）由題意可知： =（２）＝ （其中）（３）, 在Boost變換電路中，已知Ud=50V，L值和C值較大，R=20Ω，若采用脈寬調(diào)制方式，當(dāng)Ts=40μs，ton=20μs時(shí)，計(jì)算輸出電壓平均值U0和輸出電流平均值I0。解：＝由于Ｌ和Ｃ的值都比較大， 有一開關(guān)頻率為50kHz的庫(kù)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Ud=10V，輸出電壓U0調(diào)節(jié)為5V不變。試求:(1) 占空比；(2) 電容器C1兩端的電壓Uc1；(3) 開關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間和關(guān)斷時(shí)間。解：(1) 因?yàn)? 則 (注意)(2) (3) 28
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