电力电子技术学习指导

1、第一章电力电子器件重点和难点：一、电力二极管特性 静态特性主要是指其伏安特性，而动态特性是由于结电容的存在，电力二 极管在零偏置、 正向偏置和反向偏置者三种状态之间转换的时候， 必然要要经历 一个过渡过程，在这些过渡过程中， PN 结的一些区域是需要一定的时间来调整 其带电的状态， 因而其电压电流特性不能用通常所说的伏安特性来描述， 而是 随时间变化的； 电力二极管的正向平均电流是指其长期运行时， 在指定的管壳温 度和散热条件下其允许流过的最大公频正旋半波电流的平均值； 电力二极管的正 向压降是指在指定的温度下，流过某一指定的稳定正向电流时对应的正向压降。二、晶闸管的工作原理参见教材P16,当

2、对晶闸管施以正向电压且门极有电流注入则导通，当对其 施以反相电压时晶闸管截止， 而把正向电压改为反向电压或使的流过晶闸管的电 流降低到接近与零的某一个数值时晶闸管关断。三、MOSFETIGBT的工作原理1、电力MOSFE的工作原理（1）截止：漏源极间加正电源，栅源极间电压为零。 P基区与N漂移区之 间形成的PN结J1反偏，漏源 极之间无电流流过。（2）导电：在栅源极间加正电压UGS当 UGS大于UT时，P型半导体反型成N型而成为反型层，该反型层形成 N沟道而使PN结J1消失，漏极和源极导电。2、IGBT的结构和工作原理（1）三端器件：栅极G集电极C和发射极E（2）驱动原理与电力MOSFE基本相

3、同，场控器件，通断由栅射极电压 uGE决定。导通：uGE大于开启电压 4 GE（th）时，MOSFE内形成沟道，为晶体管 提供基极电流，IGBT导通。通态压降：电导调制 效应使电阻RN减小，使通态 压降减小。关断：栅射极间施加反压或不加信号时，MOSFE內的沟道消失，晶体管的基极电流被切断，IGBT关断。四、电力二极管工作原理 电力二极管工作原理与信息电子电路中的二极管的工作原理时一样的， 都是以半导体PN结为基础的，电力二极管实际上是由一个面积较大的 PN结和两端引 线以及封装组成的。例题一、如何用万用表判别普通晶闸管的极性？如何用万用表判别双向晶闸管的 极性？答：1、选用RX100档，当黑

4、笔接某一电极，红笔依次碰触另外两个电极，若有一次阻值很小，另一次阻值很大，则黑笔接的是门极，在阻值小时红笔接的是 阴极，在阻值大时红笔接的是阳极。2a、根据T2与G相距较近，正反向电阻仅为几十 门，而Ti-T2、Ti-G为巴 选用RX 10档判断T1;2b、假设T2、G，用I +、川方式判别、验证。例题二、如图1.1所示，阴影部分为晶闸管处于通态区间的电流波形，各波形的电流最大值均为Im ,试计算各波形的电流平均值Id1、Id2、Id3与电流有效值丨1、1 二Im . 24 Im sin(，t)(1) ： 0.27171m解：a)Id1=2"2 二 2J 叮(Imsint)2d(wt

5、)+ 丄 7.4767ImJ.2二 4'2 142二b)1 "Im 丿 2Im sin td(wt) (1) = 0.54341mId2 J 422-(Imsin t)2d(wt) = 2Im31： 0.67411m42. 42二c)1 二Id3=£ 02Imd("丄Im4二1.2Im2dC't-Im|3= - 2二02第二章整流电路重点和难点: 、单相桥式全控整流电路波形分析及参数定量计算1、带电阻负载的工作情况(1)电路结构如图2.1所示1图2.1(2)工作原理及波形分析如图2.2所示VT1和VT4组成一对桥臂,在u2正半周承受电压u2,得到触

6、发脉冲即导通，当u2过零时关断。VT2和VT3组成另一对桥臂，在u2正半周承受电压-u2，得到触发脉冲即导通，当u2过零时关断。图2.2(3) 数量关系2. 2U2 1 cos：Tt2= 0.9U21 cos：22、带阻感负载的工作情况(1)电路结构如图2.3所示图2.3(2) 工作原理及波形分析如图2.4所示u2过零变负时，晶闸管 VT1和VT4并不关断。至31= n +a时刻，晶 闸管VT1和VT4关断，VT2和VT3两管导通。VT2和VT3导通后，VT1和 VT4承受反压关断，流过VT1和VT4的电流迅速转移到VT2和VT3上,此过 程称换相，亦称换流。图2.4(3) 数量关系1兀七厂2

7、2Ud2U2Sin td( t)cos： =0.9cos：Jl CtHT1R1例题一、已知全波整流电路由一只晶闸管 和一只二极管组成，U2=220伏，：=60， 求：(1)Ud表达式Ud、id波形UVT、UVD波形解：波形如图2.5所示Ud jre0-JLa.严耳h/I、2U2UVTUVD丄2、2U22. 2U2图2.5一3 cost、2U2 sin，td，t =0.45U2 一Ud 2U 2 sin td t 2二： 2例题二、具有中点二极管的单相半控 桥式整流电路如图所示。求：=90时的UdUd表达式Ud max、 UdminUVT1、UVD3波形解：设在:的期间，VT1、VT2未 触发导

8、通，电路正半周时，下面一组 变压器二次电压U2工作，VD3和VD2导通；负半周时，上面一组变压器电压 U2工作，VD3和VDi导通。当在某时刻触发VD1、VD2使之导通时，电路恢复为单桥相式半控整流电路，Ud的波形如图所 示。、：=90时的Ud如图2. 6所示。U d 、 : 0Ud1 1 - 2U 2 sin ，td2 2U 2 sin -td tn a-U2（3 cos：）兀、4庞：=0 时UdmaxU2a图2.62、2例题三、单相桥式全控整流电路，大电感负载,U2 =220VRd =40当:=60时，输出电流电压的平均值。如负载端并接续流管，其中，试计算、Id又为多少？并求流过晶闸管和续

9、流管的电流平均值、有效值。1+COSa解：接续流管 Ud"9Ur-48.5V二 148.54 =37.125AI d 二it -aIdTId =12.375 A2兀ItId =21.4A1 dD= 12.375A2： I2二1 d= 21.4A未接续流管:Ud =0.9U2COS： = 0.9 220 丄-99V2-24.8AId例题四、某电阻负载要求0 24V直流电压，最大负载电流Idma30A，如用220V交流直接供电与用变压器降压到 60V供电，都采用单相半波相控整流电路，能否满足要求？试比较两种供电方案的晶闸管的导通角、额定电压、电流值、变压器二次侧的功率因数以及对电源要求的

10、容量。解：220V直供：1 +cosaU 一 =0.45U2-22 24 cos1 - -0.50.45x220=120贝U导通角 v -二- -60Kf=2.778.二 sin2二 >2二(二-)一 2(1 cos-：)UTe = (2 3) 2U2 = (2 3) 2 220 = 622V 933/It(av)=30>(2.77%57 =53AS=IU2=220 2.78 30=18.35KVAsin 2： 二-.4 二2 :-0.31360V直供:2 74 cos1 二 0.780.4560> -39贝q- 二-:-141UTe = (2 3),2U =169.7V 2

11、54.6V卡兀sin2a +2兀(兀一a)Kf1.71312(1 +cos)S=IU2=Kf 30 60 -3.08KVAIt(av1.713.532.7Acos 二 0.685例题五、某电阻负载，R=50Q,要求U在0600V可调，试用单相半波与单相全 波二种整流电路，分别计算：晶闸管额定电压、电流值；连接负载的导线截 面（导线允许电流密度j=6A/mm）;负载电阻上消耗的最大的功率。解：单相半波二 0.45U 2当：=0时Udmax最大U 2 = 60021333V0.45 2考虑安全系数UTe =2一25 = 3769-7V匹.竺=12A负载电流Rd50负载电流有效值1二Kfld &qu

12、ot;57 12"8.84A,c 1.5712|t（av）亠 224AT（）1.57取 30A S > l/j=18.84/6=3.14mm 2 p=| Rd=18.842 X 50=17.75KW单相全波1 +cosa Ud =0.9U2-2600 U2 =667V 当a =0时 0.9晶闸管承受的最大反压UrM 2U2贝U UTe=2URM1厂仏=型“2a负载电流Rd 50Rd负载电流有效值1二Kfld =1.11 113.32A1.57 贝 U流过晶闸管的平均值IdT二了 = 6A 由于流过晶闸管的电流波形系数为-I T（AV） - 2I dT - 12A取20 S &g

13、t; l/j=13.32/6=2.22mm 22 P=| Rd=13.322 X 50=8.87KW例题六、阻感性负载，电感极大，电阻Rd=5，电路为具有续流二极管的单相半控桥电路，输入电压U2=220V,当控制角=260°时，求流过晶闸管平均电流 值IdT有效值It，流过续流二极管电流平均值lDd有效值Id。解：整流平均电压“CO於=0.220COS6=149VU=0.9U222负载平均电流：I匸RdUd 理 30A5Ji -a流过晶闸管电流平均值IdT=2二“心0 30 “0A360一2Id电流有效值I T= 2二= 17.3A流过续流二极管电流平均值I Dld-60 30=10

14、A1802I d有效值I Dd=二樓0 汉 30 = 17.3A.180例题七、单相半控桥式整流电路带电阻性负载，已知Ui=220V, Rd=4，要求整流电路的直流输出电流Id在025A之间变化，求(1) 变压器的电压比；(2) 若导线允许电流密度J=5A，求连接负载导线的截面积；(3) 若考虑晶闸管电压、电流取2倍裕量，选择晶闸管额定值；(4) 忽略变压器励磁功率，求变压器的容量；(5) 计算负载电阻Rd的功率；(6) 计算=0°电路的功率因素。解：U d max =丨 d max Rd = 25= 100VUdU1 一 22 0. 2U2=111VK j -1 1 20.9U2

15、1111 = Kfld =1.11ld =1.11 25 =27.75A2S5.6mmJ 5ItI dIt（AV）=2 而=2 7 =25A（1 分）Un=2 2U2i =314VPd = I 2Rd 二 27.7524 =3.08KwS2 =U2I2 =111 27.753.08KV *A例题八、单相桥式半控整流电路接电阻性负载，要求输出整流电压0-100V连续可调，30V以上时要求负载电流达到20A。采用220V变压器降压供电，最小控 制角Cfmin=30° °试求：(1) 交流侧电流有效值及变压器容量;(2) 选择晶闸管的型号。对应的的整流输出解：单相桥式半控整流电路

16、接电阻性负载当控制角为最小时, 电压为最大值U22Ud max2 100119V0.9 1 COSJmin0.9 1 COS30当Ud=30V时，所对应的控制角:。cos:-二仁_10.440.9 1190.9U2:-116当:=116°时，要保证整流电路输出电流为 20A，所需变压器一，二次侧电流有效值为最大，变压器二次侧电流有效为30=1.5-Id 20U 1 sin2：-： R119. 1 sin232 180 一116 =38A1.5 . 2二180变压器一次侧U2I2Ui119 3820.55A220S1 =U1I 220 20.55 =4.5KVA选择晶闸管时，也应以最大

17、a角考虑，即a=116°流过晶闸管电流有效值ItU21sin2：一1 丨2 -26.87A.2晶闸管承受最大电压为Um=2*ii9=168.3V 例题九、单相桥式半控整流电路。由 220V经变压器供电，负载为大电感性并接 有续流二极管。要求输出整流电压 2080V连续可调，最大负载电流为20A，最 小控制角«min=30°o试计算晶闸管、整流管、续流二极管的额定值以及变压器容单0解:(1)当输出电压Ud=80V时，对应的控制角为最小min=30°,2U d max2F0U 295.3V0.9 1 cos ： min0.9 1 cos30当输出电压Ud=2

18、0V时，对应控制角:为最大，其值为COSmax2Ud0.9U2亠 2 20_10.530.9 95.3-：MAX =122.3考虑最严重的工作状态是在:min=30。时。晶闸管电流有效值为:It180 -3020 =13A360晶闸管通态平均电流It(AV)为I T(AV)It1.57= 8.3A因为整流二极管电流波形与晶闸管一样,所以其电流有效值和通态平均电流与晶闸管相等。(2)考虑最严重的工作状态a max=122.3 °续流二极管VD的有效值和通态 平均电流Z 20 FAI VD(AV)-考虑最严重的工作状态，在:min=30°时，变压器二次侧电流有效值I2最大。12

19、兀-aI180_3020 二 18.3A180S 二U2I2 =95.3 18.3 =1744VA例题十、单相全控桥，反电动势阻感负载，R=V1，L=：，E=40V，U2=100V，LB=0.5mH，当=60时，求Ud、Id与 的数值。解:考虑Lb时Ud =0.9U2COS： - Ud2XbIqJIUd -E解方程组得:=44.55V：R 0.9U2cos： 2XbE 兀R +2XbU d = 0.455VId =4.55A/ 八运IdXBcos;c o s( )-U2cos(60 + )=0.4798换相重叠角61.33 -60U.33例题十一、单相半波可控整流电路中，脉冲间隔 二()，晶闸

20、管最大导通角日max=()，晶闸管承受的日max=()，晶闸管可以承受的最大电压Udm=()，整流电压的脉动次数 m=()。)，晶闸管最大导通日max =)，整流电压脉冲次数答：2 二，二，.2U2，1 例题十二、单相桥式电路中脉冲间隔=()，晶闸管承受的最大电压Udm=(m=() o答：二，二，2U2，2例题十三、电阻性负载：单相桥式电路，脉冲移相范围：=()，电流开始断续时dk =() o答：单相桥式0二，0o、三相半波可控整流电路波形分析及参数定量计算1、电阻负载(1) 电路结构如图2.7所示图2.7(2) 工作原理及波形分析如图2.8所示：=0°时的工作原理分析变压器二次侧a

21、相绕组和晶闸管VT1的电流波形，变压器二次绕组电流有直流分量。晶闸管的电压波形，由3段组成i a =0*RI/b).A.xFxc)巾hn h -1iS?-Z1Xit1觀e)*rt I*:Jrv11t皿f)叫k 11+!a0/图2.8(3) 数量关系:V 30°时负载电流连续Ud 13 62U2 sin td ( t) U2cos： =1.17U2cos-：6 ：2 二3:30°时负载电流断续Ud 1i3/2iiR亠 J2U 2 sin 沁俾t) = 2 1 +cos) =0.675 |1 + cos(二 +a)訂2 二 IL 6_632、阻感负载(1) 电路结构如图2.9所

22、示图2.97?(2) 工作原理及波形分析：V 30°时：整流电压波形与电阻负载时相同。:>30°时(如：=60°时的波形如图2.10所示)。u2过零时，VT1不关断，直到VT2的脉冲到来，才换流，ud波形中出 现负的部分。id波形有一定的脉动，但为简化分析及定量计算，可将id近似为一条水平线图 2.10（3）数量关系U d = 1.17U 2 cos 二三、三相桥式全控整流电路波形分析及参数定量计算1、电阻负载（1）电路结构如图2.11所示¥1¥7八耳叫VT4VT(VT;d,图 2.11（2）工作原理及波形分析如图2.12所示当：<

23、 60°时，ud波形均连续，对于电阻负载，id波形与ud波形形 状一样，也连续；当:>60°时，ud波形每60°中有一段为零，ud波形不能出现负值；带电阻负载时三相桥式全控整流电路 :角的移相范围是120°(3) 数量关系： 60°时负载电流连续1罟妆厂Ud ： 60°时负载电流断续3 兀 j-IUd6U 2 si n，td(，t) =2.34U2 1 cos( )二,IL3. 6U 2 sin td ( t) = 2.34U 2 cos：时段ImIVVVI 1共阴极组中导通 的晶闸管VT】VTvt3VTjVT,vt5共阳极组中

24、导通 的晶闸管vt2vt4vt4vt6整流输出电压叫町玄 %叫地叫%2、阻感负载（1）电路结构（2）工作原理及波形分析：<60°时ud波形连续，工作情况与带电阻负载时十分相似。区别在 于：得到的负载电流id波形不同。当电感足够大的时候，id的波形可近似 为一条水平线。:>60°时阻感负载时的工作情况与电阻负载时不同。电阻负载时， ud 波形不会出现负的部分。阻感负载时，ud波形会出现负的部分。带阻感负载时，三相桥式全控整流电路的:角移相范围为90°。（3）数量关系Ud 二-3®2Sin td （，t） = 2.34U 2 cos：3四、可控整

25、流电路有源逆变的工作条件和工作原理产生逆变的条件（1）有直流电动势，其极性和晶闸管导通方向一致， 其值大于变流器 直流侧平均电压。（2） 晶闸管的控制角n /2，使Ud为负值。五、踞齿波触发电路原理同步信号为踞齿波触发电路大致需要以下几个步骤：a.脉冲形成环节；b.锯齿波的形成和脉冲移相环节；c.同步环节；d.双窄脉冲形成环节。VT1VD1例题一、如图为二相零式可控整流电路， 直接由三相交流电源供电，试求：=60时的u波形Ud表达式晶闸管的移相范围Ud max、 Udmin解：（l）：v 120 以及 120 <： < 150 时的0Ud波形如图所示了、c "、J0 K

26、120时15 二U 2 二'| F J2U 2 sincotdt + ：J2U2 sincctdcot 帳飞一22 :120 < : < 150 时1arU 0 32 囂 IL0' 2U 2 (2、3 - . 3sin(： -§)、2U2(1.3 cos：)竺江1<2U2sintdcot + $ 72U 2sincotdt + ：&2U2 sinotdta622 二晶闸管的移相范围150：=0 时 Udmax=184.8 伏：=150 时 Udmin=99 伏例题二、如图所示的二相式可控整流电路，直接由三相电源供电，试求:TO1VTkAkbV

27、D2B_KL_H(1) a =90°时Ud的波形(2) 推导Ud的计算公式(3) 晶闸管的移相范围 Ud max、Udmin解：(1)2t5;:TUd =丄、2U2sin，td，t 亠 i “2U2sin(，t-f )d t a丘362 U 2 13 cos j2 二b. 150°w：w 3000-. 1 J 72u 2 sin cotdcot 空也T 61Ud2兀La-<(4)2 二2Udmax =PU2(2+®'3L0.84U2 当:=0时2二当用=5 二/3 时 U d min = 0U 2 1 * cosg例题三、三相半波可控整流电路，电压极

28、大，电阻Rd=2,】,U2=220V,当二=60 , 求出接续流二极管和不接续流二极管两种电路结构下的整流电压， 整流电流并选 择晶闸管。解：接续流二极管U2 1Ud=0.675-TOO=0.6751 cos( ) =135VIL 63山=135 =67.5Ald= Rd21501厂 15°一6067X33.75AIT|T=360 d 36031 42晶闸管：In>(1.52) 1.57AUn>( 23).6U 2 =7OOiooov不接续流二极管Ud=1.17U2COs60 -117VId= RdUd 117 -58.5A2lT=；3Id、158.5=33.75A3晶闸

29、管：In >( 1.52)丄 311.5742AUn >( 23).6U2 = 7501000VUt -2 230 =460V取 500V 选择 KP50-5例题四、三相全控桥式整流电路，Ld=0.2H, Rd=41,要求U从0220V之间变化 试求：不考虑控制角裕量时，整流变压器二次相电压。计算晶闸管电压、电流值，并选择晶闸管型号。（安全裕量取2倍）。变压器二次电流有效值丨2。计算变压器二次侧容量Seo：=0时电路功率因数cos o当触发脉冲距对应的二次侧相电压波形原点多少电角度时，U已为零解： U d 2.34U 2 cos当 <=0 时 Udmax=220VIdUd22

30、02.34= 94V2204=55 AldT 二丄ld =18.3A2兀 3流过晶闸管的电流有效值流过晶闸管的电流平均值l d 1It(av)-2 d40.4A<357取 50A最大反向电压为6U2 =230V12 =122二.22 二2 二1d 3 儿3身8A S2 = 3U 212 3 44.8 94 二 12.66KVA Pd 二 ldUd=55 220 =12.1KVAP121cos0.956S212.66当触发脉冲距对应的二次侧相电压波形原点120电角度时，U为零。例题五、某晶闸管可逆供电装置为三相半波接线，变压器二次相电压有效值为230V，R=0.3，电动机从220V、20A

31、稳定的电动状态下进行发电机再生制动, 要求制动初始电流为40A，试求初始逆变角应多大？解：U =E ldRE =220-20 0.3 = 214VE =1.17U2COS 1 IdRR 214407.3cos0.751.17730=41.40例题六、三相半波可控整流电路，反电动势阻感负载，U2=100V，R=V1 , LB=lmH， 求当=30时、E=50V时Ud、Id、的值。解：考虑Lb时Ud =1.17U2COS - UdUd3XbIq2 二Ud -ER解方程组得：2 二R 1.17U2COS： 3XbE2 兀R+3Xb：Ud -6.7VI d = 44.63A心、2IdXBC OS -c

32、 o S(+)=<6U2 cos(30 +)=0.752换相重叠角= 41.28 30 =11.28例题七、三相全控桥式整流电路，整流变压器为 /Y-7连接，触发电路为 NPN型锯齿波移相(电路要求工作在整流和逆变状态)，考虑锯齿波起始端的非线性， 留出60°裕量。此外，同步变压器TS二次电压Us经阻容滤波后为Us'再接到触发 电路，Us'滞后Us 30°，试求：(1) 要求锯齿波底宽多少？(2) 同步信号Usa与对应晶闸管阳极电压Ua的相位关系；(3) 画出矢量图、确定同步变压器的钟点数。解：(1)踞齿波底宽240°(2) 信号Usa滞后对

33、应晶闸管阳极电压 Ua 1500，同步信号Usa滞后对应 晶闸管阳极电压Ua 1200(3) 共阴极组： /Y-11、共阳极组： /Y-5例题八、三相全控桥式整流电路，整流变压器为Y/Y-6连接，触发电路为PNP型 锯齿波移相(电路要求工作在整流和逆变状态)，考虑锯齿波终止端的非线性，留 出600裕量。此外，同步变压器TS二次电压Us经阻容滤波后为Us'再接到触发电 路，Us'滞后Us300，试求：(1) 要求锯齿波底宽多少？(2) 同步信号Usa与对应晶闸管阳极电压Ua的相位关系；(3) 画出矢量图、确定同步变压器的钟点数。解:(1) 踞齿波底宽2400(2) 信号Us a滞

34、后对应晶闸管阳极电压 Ua 300,同步信号Usa与对应 晶闸管阳极电压Ua同相(3) 共阴极组：Y/Y-6、共阳极组：Y/Y-12Uaibi例题九、三相半波可控整流电路对直流电动机供电，当 :=60，理想空载转速 no=1OOOrpm,在： =30时，理想空载转速 noi=()； >2 = 9。时，理想空载转速 no2=()，3=120 ， no3=()。答：1000rpm，866rpm，500rpm例题十一、三相三线制交流调压电路，电阻负载，开通角);其中当电路处于三个晶闸管导通和两个晶闸管导通交替状态的时，"=()，每个晶闸管导通时间日1=();当电路处于任一时刻都是两个

35、晶闸管导通时"2=()，晶闸管的导通时间02 =()；当电路处于两个晶闸管导通的和无晶闸管导通的交替状态时>3=()，晶闸管的导通时间升=( )答案：° 150 ； 0 60，180 ； 60 90，120 ； 90 150，)，日xm =( )，300 - 2例题十二、三相桥式可控整流电路中的=(Udm=()， m=()。答:3，6U2)，电流开始断续时k =)，电流开始断续时:'k例题十三、三相半波电路脉冲移相范围:=()；三相桥式电路脉冲移相范围=(=( 答：三相半波0150，30 ;三相桥式0120，60第三章直流斩波电路重点和难点：buck、boos

36、t斩波电路拓扑结构、工作原理以及电压、电流数量关系，直流 斩波电路的功能是将直流电变为另一固定或可调电压的直流电，也称为直流一直流变换器。直流斩波电路的种类很多，包括6种基本斩波电路：降压斩波电路、升压斩波电路、升降压斩波电路、CUK斩波电路、Sepic斩波电路和Zeta斩波电 路，下面将主要介绍降压斩波电路(Buck Chopper)和升压斩波电路(BoostChopper)电路、工作原理和电压电流数量关系。例题一、降压斩波电路，如图所示，VT的开关周期是T=300 s，导通时间3，E=100V L=50mH R=1。，求：负载 U0, I 0，流过 UT和 VD的电流 I dT、I dD

37、;输 入功率和负载功率Pi、Pro解:X= LId= RETon 1四=33.3V3Ud333.33.3A1Ud= T1 £I护Tdt IdT= I1 T t I Ddt IdD= T 31 T二 * =11.1A3Pi=T03EiTdt*3iTdt®100 “ggPR=UdIa=33.333.3=1.11KW1004例题二、直流斩波器带电阻性负载，已知导通比：=1/4，fcH=125Hz, E=100V，R=ri，试求：(1)输出电压的平均值Ud和有效值u ；2)电源输出功率P和电阻消耗功率Pr ;(3)斩波效率Pr/PoTon解:-25VR1P = IE = 50 10

38、0= 5KwPr = IU =50 50=2.5KwPr5025=2例题三、已知如图所示的 DC-DC变换器，如要求输出电压为 24V，负载电阻 R=0.4，晶体管和二极管通态压降分别为1.2V，占空比D = 0.5 ,匝比晶体管有效电流；晶体管承受的峰值电压。n=N2/N1=0.5，求：平均输入电流I;效率；晶体管平均电流、晶体管峰 值电流、60-60 ATrtN,N(a)解：（1）丄 2460AR 0.4IiI2 =0.512 =30AN1Ui二U1.2U1N2U1二吐 U 2 i=2 26 =52VN2(2)Ui =U11.2 = 53.2VPi =Uili =53.2 30 =1 5

39、9WP 二 U=24 60 = 14 4W/所求效率为P1440100%100% =90%Pi1596(3)晶体管平均电流为1IdT =7 "5A2晶体管峰值电流为I尸 30A晶体管有效值电流为(2)如果要求输出电压60V，此时占空比D为例题四、升压式DC-DC变换器电路如图所示，输入电压为27V± 10%,输出电压 为45V，输出功率为750W，效率为95%，若等效电阻为R=0.05。求最大占空比；如要求输出60V是否可能？为什么？解：输入电流的平均值为,Ui -RIi U 1 -DU -UiRi nUi=27 -27 10% =24.3VU minD min丄75045

40、 -24.30.050.9524.3 c 匚0.545D maxUZ 计6化,0.6260理论上说明电路是可以输出 60V电压第四章交流电力控制电路和交交变频电路重点和难点：一、单相交流调压电路工作原理交流调压电路把两个晶闸管反并联后串联在交流电路中， 通过对晶闸管的控 制就可以控制交流电力。这种电路不改变交流电的频率，称为交流电力控制电路。 在每半个周波内通过对晶闸管开通相位的控制， 可以方便的调节输出电压的有效 值，这种电路就称为交流调压电路。交流调压电路分为单相交流调压电路和三相 交流调压电路，其中单相交流调压电路是基础，下面简要介绍单相交流调压电路 的工作原理，根据负载的情况分为：1、

41、电阻负载2、组感负载二、单相交交变频电路的构成本节所讲的交交变频电路采用的是晶闸管， 这种电路也称为周波变流器，交 交变频电路是把电网频率的交流电直接变换成可调频率的交流电的变流电路。 由 于没有中间直流环节，因此属于直接变频电路。单相交交变频电路由P组和N组反并联的晶闸管变流电路构成，和直流电机可逆调速用的四象限变流电路完全 相同。例题一、单相交流调压电阻负载，移相角 ?1=()，电阻感负载，移相范围 ：2=( )。答：0二，'二例题二、单相交流调压，阻感负载，UF=220V L=5.5mH, R=，求：移相角。 二？最大负载电流有效值 匸？最大输出功率Pmax=功率因数Cos

42、74;=?解：( 1)所以(2)"'时,U1仏©L二 arcta narcta nR250 5.5 10160 ： 180电流连续，电流最大220J3=60110A1= Z 12二 50 5.5 10 “(3) p=UU cos U1|2cos，220 110 cos60、12.1KW例题三、什么是过零触发？某单相反并联调功电路，采用过零触发。U2=220V，负载电阻R=1，在设定的周期Tc内，控制晶闸管导通0.3S、断开0.2S,试计 算送到电阻负载上的电压、功率与晶闸管一直导通时送出的功率。解：过零触发是在设定的时间间隔内，改变晶闸管导通的周波数来实现电压或功率

43、的控制0.30.60.5U222P = 0.6 220 =29040WRU 汉沁 U 2 “ 0.6220 T70.4V电源直通2=2202 -48400W第五章逆变电路重点和难点：一、逆变电路的基本工作、换流方式将直流电转变成交流电称为逆变，其基本工作原理如教材P132,换流方式有 四种分别为（1）器件换流（2）电网换流（3）负载换流（4）强迫换流。电流型逆变电路是指直流电源为电流源的逆变电路， 实际中理想直流电源并 不多见，一般是在逆变电路直流侧中串联一个大电感， 其工作原理分单相和三相 分别来描述。二、多重逆变电路和多电平逆变电路多重逆变电路是指将若干个逆变电路的输出按一定的相位差组合起

44、来， 使它 们所含的某些主要谐波分量相互抵消， 来得到较为理想的接近正弦波的波形， 从 电路的合成方式来看，多重逆变电路有串联多重和并联多重两种方式。串联多重 是将几个电路的输出串联起来，电压型逆变电路多用串联多重方式； 并联多重是 将几个逆变电路的输出并联起来，电流型逆变电路多用并联多重方式。多电平逆变电路是指能使逆变电路的相电压输出多个电平，目的是其波形更接近正弦波波形。例题一、单相桥式电流型并联谐振式逆变电路，如图5- 12,逆变器输出功率P=100KWV逆变频率f=1000HZ,直流电压 Ud=500V电流ld=250A,电流变化率 di/dt=200A/ J s, cos 1 = 0.8 ;请选择晶闸管VT,晶闸管可以触发引前时间t 解:(1)晶闸管的选择兀500兀700V负载电压有效值U0=Ud2、2 0.8则 LT>(2 3)、2U 0 =(5 -2) .2 700取 UT=2000V4Id一d-