电力电子技术第五版课后习题答案4

第四章直流直流变换器习题解答

4-1降压型斩波电路，直流电压为 80V ，负载电阻为10Q ，斩波频率为50kHz ，导通比为0.5

(1)画出各电流波形。

⑵ 求输出电压和电流的平均值。

说"

5 U 0 =0.5U d =0.5 80 =40V

U 0 10

4-2在降压变换器中，认为所有的元件都是理想的。通过控制占空比 D 保持输出电压不变，U °=5V ，输入电压为10~40V ，P 。〉 5W ，f s =50kHz ，为保证变换器工作在电流连续模式，计算要求的最小电感量。

1

解：f s =50kHz,T s

20 f s

.在该变换器中，u 0 =U 0 =5V 不变,

P 0 = U Q I o - 5 即 I o — =1A U o 20七 50kHz

要求在电流连续模式下的最小电感，电感电流在电流临界情况下。

当输入电压为10~40V时，D=0.5?0.125 在输出电压不变时，由|LB二竺（1-D）得,

2L

T s U o20 10" 5

=25 ~ 43.75」H

s o(1—D)=―—(1 — D)

21 LB

当D=0.125~0.5变化时，保持连续的电感的取值如上式，所以保持在整个工作范围内连续的最小电感是43.75 g H

4-3在降压变换器中，认为所有的元件都是理想的，假设输出电压U°=5V，f s=20kHz，L=1mH , C=470 口F,当输入电压为12.6V，I o=200mA，计算输出电压的纹波。

解:

因为T s=1/f s=1/20=0.05ms

假设电路工作在电路连续的模式下，

所以有：D =U O/U d =5/12.6=0.397

电路在临界状态下时，有

I OB=DT s（U d -U o）/2L = 0.397 0.05 10’（12.6-5）/2 10^ -75.4mA

由于I OB:: I O，所以电路工作在电流连续模式下，

电压纹波为

U o二TsU^(1 —D)二(50 10)』(1 一0.379) = 2.065mV

8LC 8 汉470 00

输出电压的纹波2.065mV

4.4 (略)

4-5在升压型斩波器电路中，直流电压为 100V , R. =50Q , t on =80 g s t off =20 g s 设电感和电容的值足够大。

(1)画出％、i C 的波形。

⑵计算输出电压U o 。

解：(1)：

(2)因为在此升压斩波电路中，电感和电容的值足够大 ，所以电路在连续状态下工作

1 1

.U 0 U d 100=500V

1-D 1-0.8 .输出电压u 0为500V.

4-6在升压变换器中，认为所有的元件都是理想的。输入电压为 8~16V ，输出电压U °=24V , f s =20kHz , C=470g F , 为保证变换器工作在电流连续模式，计算要求的最小电感量。

解：因为 T s = 1 f $ =0.02饰 ，

在保证U 0不变的情况下，P = U 010亠5W

t on t on -t off 80

80 20 = 0.8

P o > 5W ，

5

即：I 当U d =8~16V 变化时，

1 2

占空比D ~ 变化

3 3

要是电路工作在电流连续模式下，应使负载电流

I o > I oB 由临界连续状态下l °B 为，

T S U

2

1 OB D (1 - D) 2L

在整个工作范围内保证连续的最小电感是 170.67 gHo I o =500mA ，计算输出电压的纹波。

解：因为 所有元件都是理想的，假设电路工作在电流连续模式下, U d 1 -D 12

所以, D=0.5 又因为 在D=0.5，电路工作在临界状态时,

1 OB T s U 。

2

D(1 _D) 2L °.°5 24 叮 0.5 0.5^ 500mA 2 150 10 ,T s U 。 L = 21

OB D(1 _ D)2 由书中图4-13（b ）可知，D 在0.33~0.67内电流临界连续最小值与 D 是单调变化的，电感的取值为

L 二 2 10 _ 24 D (1 - 5 2 24

2

D) =85~ 170.67」H 4-7在升压变换器中，认为所有的元件都是理想的，输出电压

U °=24V ，输入电压为 12V ，f s =20kHz ，L=150 g H ，C=470^F ,

则有

U 。 24

所以，此时电路工作在电流临界连续模式下,

纹波电压U o旦2£J65 3=106.4mV

U d Cf s 12 470 10 20 10

输出电压的纹波106.4mV

4-8 （略）

4-9 （略）

4-10在降压-升压变换器中，认为所有的元件都是理想的。输入电压为8~40V，输出电压U o=15V , f s=20kHz , C=470 g F, P。> 2W,为保证变换器工作在电流连续模式，计算要求的最小电感量。

解：T s-1/ f s =1/20=0.05ms

在u 0不变的情况下，要保证电路工作在电流连续模式下,

且保持P0 =U°I°X5W

即I。一z

15

又因为在电流连续模式下，

U0 D 15

U d 1-D _8~40

所以，D取值区间为15 3 -- ---- 23

1 1

由书中图4-20 （b）可知，在整个工作范围内，电流临界连续值与D是单调变化的，电感的取值为

T s U。2I0 (1-D)2

5 10° 15

2 2/15

(1 - D)2=0.34 ~ 1.49mH

在整个工作范围内保证连续的最小电感是 1.49mH

4-11在降压-升压变换器中，认为所有的元件都是理想的，输出电压 U °=15V ，输入电压为12V , f s =20kHz , L=150 g H , C=470 g F ， I o =500mA ，计算输出电压的纹波。 解：元件都是理想元件，假设工作在连续模式下，

D

U 0 15 由 — = --- 1 - D U d

12 得

D=5/9

当D=5/9时，在临界状态下有:|oB

T s U o 2L 1-D 50 15 ---------- x 2 150 5、2 1 0.49A 9 I oB I O

，电路工作在电流连续模式下 可以得,

l o DT s

C

3 5 3 500 10 - 0.05 10 9 470 10》 = 29.5mV

输出电压的纹波29.5mV 4-12 （略）

4-13

（略

4-14 （略）

钟子期听懂了俞伯牙的琴音一一’巍巍乎若高山，荡荡乎若流水”俞伯牙视其为知音。钟子期死后，面对江边一抔黄土，俞伯牙发出’此曲终兮不复弹，三尺瑶琴为君死”的感慨，摔琴而去，从此，高山流水，知音难觅。

红楼里，宝钗与黛玉皆爱宝玉，宝钗看重功名，常拿一些伦理纲常来压制他的不羁与顽劣，黛玉却从未提及这些，因她懂得他的心性，她说“你既为我之知己，自然我亦是你之知己”造化弄人，木石前缘虽是虚空一场，却怀金悼玉，梦萦千古，今日读来依然荡气回肠！

不是所有的相遇都可以相知，不是所有的相知都可以永恒。生命里，我们只愿结交那些心性相宜的人，统一的语言，相同的志趣，将彼此的心灵拉近，一份懂得，不言不语，却在默契里

滋生。

懂得，是两颗心的对望，潜生一种心灵感应，不发一言，便可知会。一声懂得，没有千言万语，却可以令人眸中含泪，心中蕴暖。

这世间太多人情薄凉，你是否觉得，有一个真正懂你的人，是一种幸福与慰藉呢？茫茫人海，你不孤单，有人愿与你同运命，共风雨，如此，多好！

风懂云的情怀，它，轻轻的吹送，云姿更加漫妙；雪懂梅的寒傲，它，悄悄的绽放，梅骨愈加清奇；泉懂山的伟岸，它，静静的流淌，山林更为葱茂；雨懂花的心思，它，无声的洒落，花香尤为清绝……

杏花疏影小楼边，一腔笛韵委婉悠扬；山亭古寺四月间，深涧桃花兀自娇娆；暗香疏影黄昏后，东篱素菊暗香盈袖；柴门冬雪夜归人，红泥火炉绿蚁新醅……若懂得，景与物，也相宜。

彷徨失意时，一句懂得，是严冬的一场花开春暖，茫然无助时，一句懂得, 是酷暑的一阵清凉细雨，心与心的贴近，皆因一个懂得”而欣慰，美好。

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