知识点3直流斩波器和脉宽调制变换器习题作业（11）

1、直流斩波器和脉宽调制变换器习题作业1 简述图1a所示的降压斩波电路工作原理。 2在图1a所示的降压斩波电路中，已知E=200V，R=10，L值极大，EM=30V，T=50s,ton=20s,计算输出电压平均值Uo，输出电流平均值Io。 3在图1a所示的降压斩波电路中，E=100V， L=1mH，R=0.5，EM=10V，采用脉宽调制控制方式，T=20s，当ton=5s时，计算输出电压平均值Uo，输出电流平均值Io，计算输出电流的最大和最小值瞬时值并判断负载电流是否连续。当ton=3s时，重新进行上述计算。 4简述图2a所示升压斩波电路的基本工作原理。 5在图2a所示的升压斩波电路中，已知E=5

2、0V，L值和C值极大，R=20，采用脉宽调制控制方式，当T=40s，ton=25s时，计算输出电压平均值Uo，输出电流平均值Io。试分析有制动通路的不可逆PWM变换器电动机电动运行时，两个VT是如何工作的。试分析有制动通路的不可逆PWM变换器电动机进行制动时，两个VT是如何工作的。试分析有制动通路的不可逆PWM变换器电动机轻载电动运行时时，两个VT是如何工作的。在双极性PWM变换器中，同一边上下两个电力晶体管在导通和关断的转换环过程中，为什么要设置先关后开的死区时间？在制动电路中如何实现？不可逆脉宽调制电路中非受限式和受限式两种方式比较各有什么优缺点？非受限式方式在产生反向电流时，对电机转速的

3、影响会有多大？是否会影响电机正常使用？试述单极性工作制和双极性工作制的不同特点。习题作业解答2 简述图1a所示的降压斩波电路工作原理。答：降压斩波器的原理是：在一个控制周期中，让V导通一段时间ton，由电源E向L、R、M供电，在此期间，uoE。然后使V关断一段时间toff，此时电感L通过二极管VD向R和M供电，uo0。一个周期内的平均电压Uo。输出电压小于电源电压，起到降压的作用。 2在图1a所示的降压斩波电路中，已知E=200V，R=10，L值极大，EM=30V，T=50s,ton=20s,计算输出电压平均值Uo，输出电流平均值Io。解：由于L值极大，故负载电流连续，于是输出电压平均值为Uo

4、=80(V)输出电流平均值为Io =5(A) 3在图1a所示的降压斩波电路中，E=100V， L=1mH，R=0.5，EM=10V，采用脉宽调制控制方式，T=20s，当ton=5s时，计算输出电压平均值Uo，输出电流平均值Io，计算输出电流的最大和最小值瞬时值并判断负载电流是否连续。当ton=3s时，重新进行上述计算。解：由题目已知条件可得：m=0.1=0.002 当ton=5s时，有=0.01ar=0.0025 由于=0.249m所以输出电流连续。 此时输出平均电压为Uo =25(V) 输出平均电流为Io =30(A) 输出电流的最大和最小值瞬时值分别为Imax=30.19(A)Imin=2

5、9.81(A)当ton=3s时，采用同样的方法可以得出：=0.0015 由于=0.149m所以输出电流仍然连续。 此时输出电压、电流的平均值以及输出电流最大、最小瞬时值分别为：Uo =15(V)Io =10(A)Imax=10.13(A)Imin=9.873(A) 4简述图2a所示升压斩波电路的基本工作原理。答：假设电路中电感L值很大，电容C值也很大。当V处于通态时，电源E向电感L充电，充电电流基本恒定为I1，同时电容C上的电压向负载R供电，因C值很大，基本保持输出电压为恒值Uo。设V处于通态的时间为ton，此阶段电感L上积蓄的能量为。当V处于断态时E和L共同向电容C充电并向负载R提供能量。设

6、V处于断态的时间为toff，则在此期间电感L释放的能量为。当电路工作于稳态时，一个周期T中电感L积蓄的能量与释放的能量相等，即：化简得：式中的，输出电压高于电源电压，故称该电路为升压斩波电路。 5在图2a所示的升压斩波电路中，已知E=50V，L值和C值极大，R=20，采用脉宽调制控制方式，当T=40s，ton=25s时，计算输出电压平均值Uo，输出电流平均值Io。解：输出电压平均值为：Uo =133.3(V)输出电流平均值为：Io =6.667(A)试分析有制动通路的不可逆PWM变换器电动机电动运行时，两个VT是如何工作的。答：和交替导通，和截止。试分析有制动通路的不可逆PWM变换器电动机进行

7、制动时，两个VT是如何工作的。答：和交替导通，和截止。试分析有制动通路的不可逆PWM变换器电动机轻载电动运行时时，两个VT是如何工作的。答：轮流到同。在双极性PWM变换器中，同一边上下两个电力晶体管在导通和关断的转换环过程中，为什么要设置先关后开的死区时间？在制动电路中如何实现？答：为了防止上下两个电力晶体管同时导通而出现的电源短路情况。通过延时电路（由硬件或软件编程实现。不可逆脉宽调制电路中非受限式和受限式两种方式比较各有什么优缺点？非受限式方式在产生反向电流时，对电机转速的影响会有多大？是否会影响电机正常使用？答：受限式电路中只使用一个晶体管，由电感释放能量进行续流，电流只能是单方向的，在负载电流小，开关频率不够高时，容易产生电流断续现象。非受限式电路中增加了一个晶体营，在电流变为零时由电动机产生反向电流，这样就保证了电流在任何情况下都能连续。由于脉宽调制电路中开关频率较高，所以非受限式方式在产生反向电流时，对电机转速的影响不会很大，不影响电机正常使用。试述单极性工作制和双极性工作制的不同特点。答：单极性脉宽调制电路是两组不可逆脉宽调制