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1、实用标准文案第 3 章思考题与习题3.1开关器件的开关损耗大小同哪些因素有关？答：开关损耗与开关的频率和变换电路的形态性能等因素有关。3.2试比较 Buck电路和 Boost电路的异同。答；相同点：Buck 电路和 Boost电路多以主控型电力电子器件（如 GTO ，GTR，VDMOS和 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 储存的能量提供给负载，实现降压变换，且输入电流是脉动的。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集结的能量提供给负载，而在T 处于关断状态时，由L 与电源 E 同时向负
2、载提供能量，从而实现了升压，在连续工作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（uck ），升压斩波电路（oost ），升降压斩
3、波电路（ uck oost ）和库克（ook ）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，降低精彩文档实用标准文案了对滤波器的要求。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
4、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I O ；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D 2 导通（而此时 D 1反向截止），储存在电感中U ON 2 DU d的能量继续提供电流给负载。变换器的输出电压为：N1反激变换器： 当开关管 T 导通，输入电压 U d 便加到变压器 TR 初级 N 1上，变压器储存能量。根据变压器对应端的极性，可得次级 N 2 中的感应电动势为下正上负，二极管 D 截止，次级 N 2 中没
5、有电流流过。当 T 截止时， N 2 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。U ON 2DN1U d输出电压为1 D3.6试分析全桥式变换器的工作原理。答：当 u g1 和 u g4 为高电平， u g2 和 ug3 为低电平，开关管T1 和 T4 导通， T2 和 T3 关断精彩文档实用标准文案时，变压器建立磁化电流并向负载传递能量；当u g1 和 u g4 为低电平， u g2 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
6、流，也向负载传递能量，这时磁芯工作在BH 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N P 上的电压约等于输入电压U d 。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U d =15V ，输出电压U 0=10V(1) 求占空比 D 的大小；(2) 求电感中电流的峰 - 峰值 I ；(3) 若允许输出电压的纹波U 0 /U 0 =5% ，求滤波电容 C 的最小值。U d1U 010解：（1） U 0D0.667D
7、，U d15UO (UdUO )U d D(1 D)150.667(1 0.667)I LfLUdfL5030.05 103 1.333A（ 2 ）10U 02D)( tc ) 2(1(3) 因为U 02ff c1f50kHzLC22D )( fc ) 20.05(1则2ff c20.052 f 22 (1D )精彩文档实用标准文案Cmin1D0.0510.667(50 103 )26.66 10 6 F 6.660.058Lf 28 0.0510 3F3.8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
8、为 400V时：(1) 求占空比的大小；(2) 当 RL=40 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 3.8U d解 :（）由题意可知：U 01 DU d U 0400 220DU 0400=0.45DTSU d0.450.01 10 3220L0 49.5 H（）2I 0K210I0 KU 040010 AR40（其中）U 0DT SCDTsU 00.4510 5（） U0RLC ,11.25 FRL U040 0.013.9 在 Boost变换电路中，已知 U d =50V， L 值和 C 值较大， R=20 ，若
9、采用脉宽调制方式，当T s=40 s，t on =20 s 时，计算输出电压平均值U 0 和输出电流平均值 I0 。U 0t ontoffU dU d50100V解：t off 1D0.5由于和的值都比较大，精彩文档实用标准文案IU 01000R5A203.10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U d =10V ，输出电压U 0 调节为 5V 不变。试求 :(1) 占空比；(2) 电容器 C1 两端的电压 U c1 ；(3) 开关管的导通时间和关断时间。解： (1)U 0 DU d因为1DDU O51U OU d5103U o5V则(注意)U C 1111015VU d11 D1(2)3ton116.67s(3)DT501033toff(1D)T2113.34 s35010 3精彩文档