电力电子技术课后答案第五版王兆安

学科课件

第7章 PWM控制技术一 PWM的基本原理二 PWM控制方式(1)计算法 (2)调制法

结合

三 PWM在逆变电路中的应用(电压型) 四 PWM调制方式

学科课件

7.1 PWM的基本理论理论基础

冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有 惯性的环节上时，其效果基本相同。

冲量指窄脉冲的面积 指环节的输出响应波形基本相同

学科课件

思考：利用上理论，如何用一系列方波等效一个正弦波？

学科课件

思考：若要改变等效输出正弦波幅值，可采用什么措施？

按同一比例改变各脉冲宽度即可。

学科课件

u

O若 等 效 为 正 弦 波

> ω tPWM波形

SPWM波形

当然，SPWM波形远不止这一种。

学科课件

直流斩波电路 等幅PWM波： 输入电源是恒定直流 PWM逆变电路 不等幅PWM形： 输入电源是交流或不是恒定的直流

u

o

ωt基于面积等效原理进行控制，本质是相同的

学科课件

PWM波形可等效为各种波形：面积等效原理 –直流斩波电路–SPWM波20V

直流波形 正弦波形

–等效成其他所需波形，如:

0V

-20V

0s

5ms

10ms

15ms

20ms

25ms

30ms

黄色：

所需波形

红色：等效的PWM波

学科课件

7.2 PWM的控制方式及逆变实现 ★ 控制方式：

一 计算法

根据正弦波频率、幅值和半周期脉

学科课件

第7章 PWM控制技术一 PWM的基本原理二 PWM控制方式(1)计算法 (2)调制法

结合

三 PWM在逆变电路中的应用(电压型) 四 PWM调制方式

学科课件

7.1 PWM的基本理论理论基础

冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有 惯性的环节上时，其效果基本相同。

冲量指窄脉冲的面积 指环节的输出响应波形基本相同

学科课件

思考：利用上理论，如何用一系列方波等效一个正弦波？

学科课件

思考：若要改变等效输出正弦波幅值，可采用什么措施？

按同一比例改变各脉冲宽度即可。

学科课件

u

O若 等 效 为 正 弦 波

> ω tPWM波形

SPWM波形

当然，SPWM波形远不止这一种。

学科课件

直流斩波电路 等幅PWM波： 输入电源是恒定直流 PWM逆变电路 不等幅PWM形： 输入电源是交流或不是恒定的直流

u

o

ωt基于面积等效原理进行控制，本质是相同的

学科课件

PWM波形可等效为各种波形：面积等效原理 –直流斩波电路–SPWM波20V

直流波形 正弦波形

–等效成其他所需波形，如:

0V

-20V

0s

5ms

10ms

15ms

20ms

25ms

30ms

黄色：

所需波形

红色：等效的PWM波

学科课件

7.2 PWM的控制方式及逆变实现 ★ 控制方式：

一 计算法

根据正弦波频率、幅值和半周期脉

第一章 电力电子器件

1.1 使晶闸管导通的条件是什么？

答：使晶闸管导通的条件是：晶闸管承受正相阳极电压，并在门极施加触发电流（脉冲）。或者UAK >0且UGK>0

1.2 维持晶闸管导通的条件是什么？怎样才能使晶闸管由导通变为关断？

答：维持晶闸管导通的条件是使晶闸管的电流大于能保持晶闸管导通的最小电流，即维持电流。

1.3 图1－43中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I1，I2，I

3

解:a) Id1=

Im21Π

ωt=+1)≈0.2717Im (Imsin()42Π22ΠΠ

1ΠIm312

I1=(Imsin)() tdwt=+≈0.4767Im Π

2Π4242Π

b) Id2=

1ΠIm2

tdwt=+1)=0.5434Im (Imsin()ΠΠ422

1Π2Im312

I2=(Imsin)() tdwt=+≈0.6741Im Π

Π4242Π

121

dtIm()ω=Im c) Id3=

2Π∫041221

Im()dωt=Im

第1章 电力电子器件

1. 使晶闸管导通的条件是什么？ uAK>0且uGK>0。

2. 维持晶闸管导通的条件是什么？怎样才能使晶闸管由导通变为关断？

答：使晶闸管导通的条件是：晶闸管承受正向阳极电压，并在门极施加触发电流（脉冲）。或：

答：维持晶闸管导通的条件是使晶闸管的电流大于能保持晶闸管导通的最小电流，即维持电流。 于零的某一数值以下，即降到维持电流以下，便可使导通的晶闸管关断。 计算各波形的电流平均值Id1、Id2、Id3与电流有效值I1、I2、I3。

要使晶闸管由导通变为关断，可利用外加电压和外电路的作用使流过晶闸管的电流降到接近

3. 图1-43中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

0?4?a)2?0?4?5?4b)2?0?2c)2?

图1-43 图1-43 晶闸管导电波形

1解：a) Id1=

2πI1=

???4Imsin?td(?t)=

??42Im?1)?0.2717 Im (

2π212??(Imsin?t)2d(?t)=

Im231??0.4767 Im 42?1b) Id2 =

πI2 =

???4Imsin?td(?t)=

?2Im?1)?0.543

第1章 电力电子器件

1. 使晶闸管导通的条件是什么？ uAK>0且uGK>0。

2. 维持晶闸管导通的条件是什么？怎样才能使晶闸管由导通变为关断？

答：使晶闸管导通的条件是：晶闸管承受正向阳极电压，并在门极施加触发电流（脉冲）。或：

答：维持晶闸管导通的条件是使晶闸管的电流大于能保持晶闸管导通的最小电流，即维持电流。 于零的某一数值以下，即降到维持电流以下，便可使导通的晶闸管关断。 计算各波形的电流平均值Id1、Id2、Id3与电流有效值I1、I2、I3。

要使晶闸管由导通变为关断，可利用外加电压和外电路的作用使流过晶闸管的电流降到接近

3. 图1-43中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

0?4?a)2?0?4?5?4b)2?0?2c)2?

图1-43 图1-43 晶闸管导电波形

1解：a) Id1=

2πI1=

???4Imsin?td(?t)=

??42Im?1)?0.2717 Im (

2π212??(Imsin?t)2d(?t)=

Im231??0.4767 Im 42?1b) Id2 =

πI2 =

???4Imsin?td(?t)=

?2Im?1)?0.543

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

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

第二章电力电子器件 ..................................................................................... 1 第三章整流电路 ............................................................................................ 5 第四章 逆变电路 ......................................................................................... 19 第七章 PWM控制技术 ............................................................................... 21 第九章电力电子器件应用的共性问题 ........................................................... 25

第二章电力电子器件

2-1与信息电子电路中的二极管相比，电力二极管具有怎样的结构特点才使得它具有耐受高

目 录 第1章

第2章

第3章

第4章

第5章

第6章

第7章

第8章

电力电子器件 ·························································································· 1 整流电路 ·································································································· 4 直流斩波电路 ························································································ 20 交流电力控制电路和交交变频电路 ···················································· 26 逆变电路 ································································································ 31 PWM控制技术

电子电力课后习题答案（全）

第一章 电力电子器件

1.1 使晶闸管导通的条件是什么？

答：使晶闸管导通的条件是：晶闸管承受正相阳极电压，并在门极施加触发电流（脉冲）。或者UAK >0且UGK>0

1.2 维持晶闸管导通的条件是什么？怎样才能使晶闸管由导通变为关断？

答：维持晶闸管导通的条件是使晶闸管的电流大于能保持晶闸管导通的最小电流，即维持电流。

1.3 图1－43中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I1、I2、I3。

1解：a) Id1=2????4?4Imsin(?t)?Im2(?1)?0.2717Im2?2

I1=

12?2??(Imsin?t)d(wt)?Im31??0.4767Im242?

1 b) Id2=?1???4Imsin?td(wt)?Im2(?1)?0.5434Im22

I2=?2(Imsin?t)d(wt)???4?2Im31??0.6741Im242??

1 c) Id3=2?1