电力电子技术-晶体管电路习题课

1、1第九章第九章 晶体管功率电路晶体管功率电路习题课习题课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U0=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iUUD0%7 .61%5 .50:%5 .501

2、 . 12715%7 .61%902715max0minmin0max的范围DUUDUUDii？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00IUP 00UPIAUPIAUPI67.03215108151200minmin00maxmax0 50 min0 min0 min(1)2(1)(1)22iOoU TDDLIUDDUDDfIfImin0min3(1)215 1 0.5050.18562230 103oU

3、DImH 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U0=100mV时滤波电容值7CiULfDDUC28)1 (CiiiULfUUUUU20081%11027maxiiUU 取FmF6 .550556. 0101001030101856. 08%11027151153623，（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

4、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）AIG4)1 (2DDLTUIiGGiIDTDUL2)1 ( max0miniUUDD取mH031. 030421 . 12715115， ， 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！102max00411DIIUUGi0max0024UUIUIDiG0003348215 30 100.031 10329.729.7 1520.0426iiI UU TUUL0.206D 时AIWP32,1000max27 1.129.7iU1.注意连续和继续时占空比变化！2.断续时

5、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ui=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ui=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1ioiooUUUUDDU题 二0minmax00maxmin0270 120 80%64.4%270270 120 120%4

6、6.7%270:46.7%64.4%iiUUDUUUDUD13 理想BOOST变换器如图，输入电压ui=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max0max0min0min03001.11270300.11270PIAUPIAU00UPI00IUP 14 理想BOOST变换器如图，输入电压ui=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)1(2DDLTUIiG220min(1)270*0.467*(1 0.467

7、)22*150*1000*0.111.085oU DDfImH200min0min(1)(1)22iU TDDU DDLIfI15 理想BOOST变换器如图，输入电压ui=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ui=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？1

8、7 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 。 10UU题 三18ONLiTiLtiLU1111dd11LTUiONiQ导通时， OFFLiTiLtiLUU20ddOFFiTLUUi02Q关断时， i i1 1m ma ax xi i1 1m mi in ni i2 2m ma ax xi i2 2m mi in nt ti iL L221211NNNLL19i i1 1m ma ax xi i1 1m mi in ni i2 2m ma ax xi i2 2m mi in nt ti iL L11LTUiONi OFFiTLUU

9、i02 i1maxN1=i2max(N1+N2) i1minN1=i2min(N1+N2)12121NNNii221211NNNLLDDNNDNDDNNDDNNNUUi111)1 (111212112102021 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 。 10UU22ONLTiLtiLUi1111dd11LUiTiONOFFLTiLtiLUiUdd0OFFTLUiUi02221( 12)21LNNLN11121oiUNDUNNDQ导通时，Q关断时，i1max(N1+N2)=i2maxN1 i1min(N1+N2)=i2minN12

10、324 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Ui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250V350V，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？_ _+ +UiUoQ1D3DRL+ +_ _2D3N1N2NLCtOtQ驱动UiuQ图？25 (1)画出原边开关管Q、D1管、D2管和D3管的电压波

11、形_ _+ +UiUoQ1D3DRL+ +_ _2D3N1N2NLC26 (2)变换器允许的最大占空比是多少?_ _+ +UiUoQ1D3DRL+ +_ _2D3N1N2NLC27 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250V350V，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？_ _+ +UiUoQ1D3DRL+ +_ _2D3N1N2NLC28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

12、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； 0.43827.4/12D242D)2U2(4 .295 . 08 .58U2U2n)2 .

13、 1(U1如何下手？ 波形分析！变压器副边矩形波电流幅值I2m=24/0.4=60原边矩形波幅值I1m=nI2m=30平均输入电流？D？Ii=2D*I1m=26.28A30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=1576.8W31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？ionUD1DU工作原理？有没有区别？没有？D0.5？ D0.5 Uo=nUi（D0.5) 33题 9-5双管正激电路与单管正激的异同？ioDnUU 工作原理？有没有区别？除功率管承受电压外没有区