第二章思考题与习题.pdf

第二章 直流 直流变换电路 第二章 直流 直流变换电路 1 1 Buck 电路如图电路如图 2 1 所示 设输入电压为所示 设输入电压为 200V 电感 电感 L 是是 100 H 电容 电容 C 无 穷大 输出接 无 穷大 输出接 10 的电阻 电路工作频率的电阻 电路工作频率 50kHz MOSFET 的导通占空比为的导通占空比为 0 5 求 1 输出直流电压 求 1 输出直流电压 Uo 输出直流电流 输出直流电流 Io 2 流过 2 流过 MOSFET 的峰值电流 的峰值电流 3 如要将 如要将 MOSFET 的峰值电流减小为输出直流电流的的峰值电流减小为输出直流电流的 110 应改变什 么参数 他的值是多少 应改变什 么参数 他的值是多少 解 1 V100 o d DUUA10 oo RUI 2 MOSFET导通时 有 VTL ii 由于 o tititi CL 两边取平均值得到 o IIL 因此 A15 1 2 1 2 1 oomVTm fL DDU IIIII d LL 3 增加L可以使I 下降 A11 110 0VTm II A11011 2 1 I A1 1 2 1 fL DDUd L 500 H 2 Boost 电路如图电路如图 2 7 所示 设输入电压为所示 设输入电压为 100V 电感 电感 L 是是 1000 H 电容 电容 C 无穷大 输出接无穷大 输出接 10 的电阻 电路工作频率的电阻 电路工作频率 50kHz MOSFET 的导通占空比为的导通占空比为 0 5 求 1 输出直流电压 求 1 输出直流电压 Uo 输出直流电流 输出直流电流 Io 2 电感电流平均值 2 电感电流平均值 IL 3 MOSFET 阻断时的电压 阻断时的电压 解 1 V200 1 d o D U U A20 oo RUI 2 A40 1 o D I II inL 3 V200 oVTm UU 1 3 设有两组蓄电池 设有两组蓄电池 A 组电压为组电压为 100V B 组电压为组电压为 200V 用 用 Buck 电路和电路和 Boost 电路组合设计一种电路 以完成既能由电路组合设计一种电路 以完成既能由 A 组蓄电池向组蓄电池向 B 组蓄电池充电 又能由组蓄电池充电 又能由 B 组蓄电池向组蓄电池向 A 组蓄电池充电的功能 组蓄电池充电的功能 EBEA VT1 L1 VD1 C1 C2 VD2 VT2 L2 S1 1S1 2 R1 R2 4 为什么当直流变换电路输入输出电压差别很大时 常常采用正激和反激电路 而不用 为什么当直流变换电路输入输出电压差别很大时 常常采用正激和反激电路 而不用 Buck 电路或电路或 Boost 电路 电路 解 可以利用变压器的变比改变输出电压大小 避免控制过程的占空比过小或过 大 提高控制精度 同时有利于减轻输出电路中电力电子器件的耐压要求 2 7 升压式 升压式 DC DC 变换器电路 输入电压为变换器电路 输入电压为 27V 10 输出电压为 输出电压为 45V 输 出功率为 输 出功率为 750W 效率为 效率为 95 若等效电阻为 若等效电阻为 R 0 05 求最大占空比求最大占空比 如果要求输出如果要求输出 60V 是否可能 为什么 是否可能 为什么 解 1 i i iiii U P I U RIU D D RIU U o o o 1 1 o ioio U URPUU D 5 0 45 9027 95 0 75005 0 902745 minmin max o ioio U URPUU D 2 要求输出电压为60V 此时占空比应为 62 0 60 3 2495 0 750 05 03 2460 min min max o i o io U U P RUU D 可以输出60V 8 已知一个降压变换器 其工作电压为 已知一个降压变换器 其工作电压为 10V Us 20V 输出电压为 输出电压为 5V 纹波 电压为输出电压的 纹波 电压为输出电压的 0 5 负载电阻将在 负载电阻将在 1 R 1010 变化 求工作频率为 10kHz 50kHz 下所需的临界电感值 电容值和 变化 求工作频率为 10kHz 50kHz 下所需的临界电感值 电容值和 MOS 管峰值电流 管峰值电流 解 1 占空比范围 dmin o dmax o U U D U U 得 5 025 0 D 2 电感电流临界连续时 有 A2 0 10 5 2 1 omin L II 开关关断期间 有 TD I U TD I U L L 1 2 1 omin oo 3 当输入电压最高时 占空比最小 电路所需求的临界电感值达到最大 当 时 临界电感 kHz10 f s100 T H5 937 1 2 min omin o TD I U L 当 时 临界电感 kHz50 f s20 T H5 187 1 2 min omin o TD I U L 4 3 考虑到纹波电压为输出电压的0 5 则mV25 C U mV25 I U L 有 8fC C f IL 2 0 C 由于TD L U IL 1 o L I 对于特定的电感值 Ud最大时 达到最大 当 时 kHz10 f H5 937 LA4 0 max L I F200 2 0 f IL