发布时间 : 星期二 文章《电力电子技术》习题解答(1)更新完毕开始阅读
状态下输入电流是连续的。
3.3 试简述Buck-Boost电路同Cuk电路的异同。
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，而且两种电路的输入、输出关系式完全相同，Buck-Boost电路是在关断期内电感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的耦合电容C1，若使C1足够大，输入输出电流都是平滑的，有效的降低了纹波，降低了对滤波电路的要求。
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）和库克（Ｃook）斩波电路。
降压斩波电路是：一种输出电压的平均值低于输入直流电压的变换电路。它主要用于直流稳压电源和直流直流电机的调速。
升压斩波电路是：输出电压的平均值高于输入电压的变换电路，它可用于直流稳压电源和直流电机的再生制动。
升降压变换电路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的直流稳压电源。
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，降低了对滤波器的要求。
3.5 试分析反激式和正激式变换器的工作原理。
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，根据变压器对应端的感应电压极性，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IO；当开关管T截止时，变压器次级绕组中的电压极性反转过来，使得续流二极管D2导通（而此时D1反向截止），储存在电感中的能量继续提供电流给负载。变换器的输出电压为： UO?N2DUd N1
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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。根据变压器对应端的极性，可得次级N2中的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中的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的能量便通过二极管D向负载释放。在工作的过程中，变压器起储能电感的作用。
输出电压为 UO?N2D?Ud N11?D
3.6 试分析全桥式变换器的工作原理。
答：当ug1和ug4为高电平，ug2和ug3为低电平，开关管T1和T4导通，T2和T3关断时，变压器建立磁化电流并向负载传递能量；当ug1和ug4为低电平，ug2和ug3为高电平，开关管T2和T3导通，T1和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回线的另一侧。在T1、T4导通期间(或T2和T3导通期间)，施加在初级绕组NP上的电压约等于输入电压Ud。与半桥电路相比，初级绕组上的电压增加了一倍，而每个开关管的耐压仍为输入电压。
3.7 有一开关频率为50kHz的Buck变换电路工作在电感电流连续的情况下，L=0.05mH，输入电压Ud=15V，输出电压U0=10V
(1) 求占空比D的大小； (2) 求电感中电流的峰-峰值ΔI；
(3) 若允许输出电压的纹波ΔU0/U0=5%，求滤波电容C的最小值。 解：（1）
UdU110?， D?0??0.667 U0DUd1521
（2）?IL?UO(Ud?UO)UdD(1?D)15?0.667(1?0.667)???1.333A 3?3fLUdfL50?10?0.05?10?U0?2t(3)因为 ?(1?D)(c)2
U02ff?50kHz fc?12?LC
则 0.05??22(1?D)(fc2) f0.05?2f2 f?2?(1?D)2cCmin?1?D0.05?8Lf2?1?0.667?6.66?10?6F?6.66μF ?3320.05?8?0.05?10?(50?10)3.8 图题3.8所示的电路工作在电感电流连续的情况下，器件T的开关频率为100kHz，电路输入电压为交流220V，当RL两端的电压为400V时：
(1) 求占空比的大小；
(2) 当RL=40Ω时，求维持电感电流连续时的临界电感值； (3) 若允许输出电压纹波系数为0.01，求滤波电容C的最小值。
题图3.8 解:（１）由题意可知： U0?Ud 1?DD??Ud?U0400?220?=0.45
U0400DTS0.45?0.01?10?3?220Ud?（２）L0＝＝49.5?H 2I0K2?10（其中I0K?
U0400??10A） R4022
DTsU00.45?10?U0DTS（３）, C???11.25?F ?U0RLCRL?U040?0.013.9 在Boost变换电路中，已知Ud=50V，L值和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和输出电流平均值I0。
解：U0??5ton?tofftoff?Ud＝
Ud50??100V 1?D0.5由于Ｌ和Ｃ的值都比较大，
?I0?U0100??5A R203.10 有一开关频率为50kHz的库克变换电路，假设输出端电容足够大，使输出电压保持恒定，并且元件的功率损耗可忽略，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C1两端的电压Uc1； (3) 开关管的导通时间和关断时间。 解：(1) 因为
U0?－DUd 1?D则 D?UO?51?? (注意Uo??5V)
UO?Ud?5?1031Ud?1?D111?3?10?15V
(2) UC1?(3) ton?DT?toff
11??6.67?s 3350?1021?(1?D)T???13.34?s
350?10?3第4章 思考题与习题
4.1 什么是电压型和电流型逆变电路？各有何特点？
答：按照逆变电路直流侧电源性质分类，直流侧为电压源的逆变电路称为电压型逆变电路，直流侧为电流源的逆变电路称为电流型逆变电路。
电压型逆变电路的主要特点是：
（1） 直流侧为电压源，或并联有大电容，相当于电压源。直流电压基本无脉动，直流回路呈现
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