电力电子技术-晶体管电路习题课

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,1,晶体管功率电路,习题课,2,9-1.,降压式变换器电路如图，输入电压为,27V10%,，输出电压为,15V,，最大输出功率为,120W,，最小输出功率为,10W,。若工作频率为,30kHz,，求,（,1,）占空比变化范围,（,2,）保证整个工作范围电感电流连续时电感值,（,3,）当输出纹波电压,U,0,=100mV,时滤波电容值,（,4,）电感临界连续电流为,4A,时电感量，及最小输出时的占空度,题 一,3,9-1.,降压式变换器电路如图，输入电压为,27V10%,，输出电压为,15V,，最大输出功率为,120W,，最小输出功率为,10W,。若工作频率为,30kHz,，求,（,1,）占空比变化范围,？好像条件不足啊！,假定负载电流是连续的,4,9-1.,降压式变换器电路如图，输入电压为,27V10%,，输出电压为,15V,，最大输出功率为,120W,，最小输出功率为,10W,。若工作频率为,30kHz,，求,（,2,）保证整个工作范围电感电流连续时电感值,5,6,9-1.,降压式变换器电路如图，输入电压为,27V10%,，输出电压为,15V,，最大输出功率为,120W,，最小输出功率为,10W,。若工作频率为,30kHz,，求,（,3,）当输出纹波电压,U,0,=100mV,时滤波电容值,7,，,（,3,）,电容按所有工作条件的最大可能计算选取,同时有两个变量，消去一个,8,9-1.,降压式变换器电路如图，输入电压为,27V10%,，输出电压为,15V,，最大输出功率为,120W,，最小输出功率为,10W,。若工作频率为,30kHz,，求,（,4,）电感临界连续电流为,4A,时电感量，及最小输出时的占空度,9,（,4,）,，,，,最小电流从,0.67A,变化到,4A,，电感量从,0.19mH,变化到,0.031mH,，电感减小！,10,1.,注意连续和继续时占空比变化！,2.,断续时占空比更小,3.,最小占空比出现在最小负载电流和最大输入电压条件,11,理想,BOOST,变换器如图，输入电压,u,i,=120V20%,，输出电压为,270V,，输出功率为,30W300W,，工作频率为,150kHz,，电感电流连续。求：（,1,）占空比变化范围（,2,）最小电感值,L,（,3,）如果变换器负载突然开路，会发生什么情况？,题 二,12,理想,BOOST,变换器如图，输入电压,u,i,=120V20%,，输出电压为,270V,，输出功率为,30W300W,，工作频率为,150kHz,，电感电流连续。求：（,1,）占空比变化范围,题 二,13,理想,BOOST,变换器如图，输入电压,u,i,=120V20%,，输出电压为,270V,，输出功率为,30W300W,，工作频率为,150kHz,，电感电流连续。求： （,2,）最小电感值,L,题 二,14,理想,BOOST,变换器如图，输入电压,u,i,=120V20%,，输出电压为,270V,，输出功率为,30W300W,，工作频率为,150kHz,，电感电流连续。求： （,2,）最小电感值,L,题 二,15,理想,BOOST,变换器如图，输入电压,u,i,=120V20%,，输出电压为,270V,，输出功率为,30W300W,，工作频率为,150kHz,，电感电流连续。求： （,3,）如果变换器负载突然开路，会发生什么情况？,题 二,开路时，输出电压会一直增加，损坏电路,16,理想,BOOST,变换器如图，输入电压,u,i,=120V20%,，输出电压为,270V,，输出功率为,30W300W,，工作频率为,150kHz,，电感电流连续。,题 二,其他问题：,电感磁芯工作在什么状态？应选用何种材料磁芯？,功率管的关断缓冲电路？,17,9-2.,升压式变换器另外两种接法如图,9-2(a),，晶体管工作在开关状态，电感电流连续，占空度为,D,，求 。,题 三,18,Q,导通时，,Q,关断时，,19,i,1max,N,1,=i,2max,(N,1,+N,2,) i,1min,N,1,=i,2min,(N,1,+N,2,),20,21,9-2.,升压式变换器另外两种接法如图,9-2(b),，晶体管工作在开关状态，电感电流连续，占空度为,D,，求 。,22,Q,导通时，,Q,关断时，,i,1max,(N,1,+N,2,)=i,2max,N,1,i,1min,(N,1,+N,2,)=i,2min,N,1,23,24,如图所示为,单端正激,DC/DC,变换电路,，开关管工作在开关状态，设输出电容足够大输出电压为一平直的直流电压，,N1,：,N2,：,N3=14,：,1,：,14,。,（,1,）在图中画出原边开关管,Q,、,D1,管、,D2,管和,D3,管的电压波形，并标注电压大小,(,用,U,i,变量表示,),；,（,2,）变换器允许的最大占空比是多少,?,（,3,）若输入直流为,250V,350V,，输出直流电压为,8V,，晶体管开关频率为,150KHZ, Q,应选用什么类型的开关管？,D2,应选用什么类型的二极管？,D1,和,D3,应选用什么二极管？,图？,25,(1),画出原边开关管,Q,、,D1,管、,D2,管和,D3,管的电压波形,26,(2),变换器允许的最大占空比是多少,?,27,Q,应选用,MOSFET,D2,应选用快恢复极管,D1,和,D3,应选用肖特基二极管,(3),若输入直流为,250V,350V,，输出直流电压为,8V,，晶体管开关频率为,150KHZ, Q,应选用什么类型的开关管？,D2,应选用什么类型的二极管？,D1,和,D3,应选用什么二极管？,28,题,9-7,推挽电路输出接桥式整流成为一个,DC/DC,变换器，,电源电压为,60V,，,如要求输出为,24V,，负载电阻为,0.4,欧，晶体管和二极管通态压降分别为,1.2V,和,1V,，匝比,n=N2/N1=0.5,。忽略变压器损耗和其他非理想因素,求,:,(1),平均输入电流；,（,2,）效率；,（,3,）晶体管平均电流；,（,4,）晶体管有效值电流,（,5,）晶体管承受的峰值电压,推挽,DC/DC,变换器,电路,29,题,9-7,推挽电路输出接桥式整流成为一个,DC/DC,变换器，,电源电压为,60V,，,如要求输出为,24V,，负载电阻为,0.4,欧，晶体管和二极管通态压降分别为,1.2V,和,1V,，匝比,n=N2/N1=0.5,。忽略变压器损耗和其他非理想因素,求,:,(1),平均输入电流；,如何下手？,波形分析！,变压器副边矩形波电流幅值,I,2m,=24/0.4=60,原边矩形波幅值,I,1m,=nI,2m,=30,平均输入电流？,D,？,I,i,=2D*I,1m,=26.28A,30,题,9-7,推挽电路输出接桥式整流成为一个,DC/DC,变换器，,电源电压为,60V,，,如要求输出为,24V,，负载电阻为,0.4,欧，晶体管和二极管通态压降分别为,1.2V,和,1V,，匝比,n=N2/N1=0.5,。忽略变压器损耗和其他非理想因素,求,(,2,）效率；,1440/1576.8=91.3%,输出功率：,24V*60A=1440W,平均输入功率：,60V*26.28A=1576.8W,31,题,9-7,推挽电路输出接桥式整流成为一个,DC/DC,变换器，,电源电压为,60V,，,如要求输出为,24V,，负载电阻为,0.4,欧，晶体管和二极管通态压降分别为,1.2V,和,1V,，匝比,n=N2/N1=0.5,。忽略变压器损耗和其他非理想因素,求,（,3,）晶体管平均电流；,（,4,）晶体管有效值电流,（,5,）晶体管承受的峰值电压,思考,ing,？,32,题,9-5,双管反激电路,与单管反激的异同？,工作原理？,有没有区别？,没有？,D0.5,？,D0.5 U,o,=nU,i,（,D0.5),33,题,9-5,双管正激电路,与单管正激的异同？,工作原理？,有没有区别？,除功率管承受电压外,没有区别，相当于,N3=N1,D0.5,？,D,必须小于,0.5,34,课堂练习,BUCK,电路,当电感电流连续时，画出,u,A,、,u,L,、,u,Q,、,u,D,、,i,L,、,i,C,的波形,35,电流连续时波形分析,u,Q,u,i,-u,A,u,D,=0- u,A,36,课堂练习,BUCK,电路,当电感电流断续时，画出,u,A,、,u,L,、,u,Q,、,u,D,、,i,L,、,i,C,的波形,37,电流断续时波形分析,u,Q,u,i,-u,A,u,D,=0- u,A,38,反激课堂习题：,工作条件：电流连续,根据,Q,的开关控制波形做出,i,1,i,2,u,Q,u,D,波形,39,单端反激式变换器,(Flyback),(A),电流连续,:,完整的波形分析,40,反激课堂习题：,工作条件：电流断续,根据,Q,的开关控制波形做出,i,1,i,2,u,Q,u,D,波形,41,单端反激式变换器,(Flyback),(b),电流断续,:,波形分析,42,正激课堂习题：,工作条件：电流连续,根据,Q,的开关控制波形做出磁通, u,Q,u,D1,u,D2,u,D3,波形,设,U,i,=100V, N,1:,N,2:,N,3,=10:1:10,标注各数值大小,43,课堂习题答案：,工作条件：电流连续,根据,Q,的开关控制波形做出磁通, u,Q,u,D1,u,D2,u,D3,波形,设,U,i,=100V, N,1:,N,2:,N,3,=10:1:10,标注各的数值大小,44,习题,1,：请画出降压式，升压式，单端反激式电路电感电流连续和断续工作下,u,Q,u,D,i,D,i,Q,波形，原副边绕组电压电流波形。,习题,2,：单端反激式电路，,(1)D=0.4,F=100KHz,Ui=100v,N1:N2=2:1,RL=10,欧，,iL,工作在连续状态。定量画出,L1=100,微亨,时,u,Q,u,D,i,Q,i,D,波形,求,u,o;,(2)N1:N2=1:2,D=0.4,L1=100,微亨，,F=100KHZ,Ui=60v,求临界连续负载电流,I,G,及电阻,R,LG;,(3),推导,iL,连续及断续下,uo/ui,关系式,