电力电子技术第八章第九章部分课后习题答案(南航)(2)

2019-03-10 11:18

y?P0120??90.4%

P0?P损120?0.2?82

9-2升压式变换器另外两种接法如图9-2(a),晶体管工作在工关状态,电感电流连续,占空度为D,求U0U1。

iLi1maxi2maxi1mini2mint

解:Q导通时,Ui?L1diL1?i?L11 dtTONUiTON L1diL?i?L dtTOFF

?i1?

Q关断时,Ui?U0?L

?i2?Ui?U0TOFF L i1max×N1=i2max×(N1+N2) I1min×N1=i2×(N1+N2)

?i1N1?N2? ?i2N1

LN1又 1?

L?N1?N2?22可得:

U0N1?N2DN1?N2D1N2D??1???? UiN11?D(1?D)N11?DN11?D

解法2: (磁通平衡,伏秒面积相等) Qon时, ??on??0Ton0U1Uidt?iDT N1N1U?Ui1(Uo?Ui)dt?o(1?D)T

N1?N2N1?N2Qoff时,??off??Toff???on???off

UiU?UiDT?o(1?D)T N1N1?N2Uo?Ui(N1?N2)D?UiN1(1?D)UN?N2D?o?1UiN1?N1D度为D,求U0U1。

解:Q导通时,Ui?L1

升压式变换器另外两种接法如图9-2(b),晶体管工作在工关状态,电感电流连续,占空

diL1?i?L11 dtTONUiTON L1diL?i?L dtTOFF

?i1?

Q关断时,Ui?U0?L

?i2?Ui?U0TOFF L i1max×(N1+N2)=i2max×N1 i1×(N1+N2)=i2×N1

L1(L1?L2)2? 且 2L2L1即得:

UoN1D???1 UiN1?N21?D

9-3升压式变换器等效电路如图9-13,输入电压27V±10%,输出电压45V,输出功率750W,假定效率95%,若电感和晶体管导附加等效电阻0.05Ω,(1)求最大占空度;(2)如要求输出60V,是否可能?为什么?

解:Uimax?27?2.7?29.7V

Uimin?27?0.9?24.3V

Ii?P0750??32.5A

?Uimin95%?24.3Dmax对应Uimin,U0?的情况:

Ui?RIi

1?DUi?RIi24.3?0.05?32.5? U0451?Dmax?

Dmax?0.496

U0?60V时,1?D?

∴可能输出60V

Ui?RIi24.3?0.05?32.5 ?6060D?0.622?62.2%?1

9-5单端反激变换器采用如图9-5所示电路,两个晶体管同时开关。问该电路与图9-15有何异同,比较两个电路的特点。如果题图9-5所示电路为正激式,如果输出电容改为图9-22(a)的滤波电路,请与图9-22电路比较各有什么异同。

答:与图9-15相比 相同点:均能输出稳定电压U0,均可作开压变换器。 不同点:图9-15通过增加Ii,使Pi增大,补偿输入功率稳定U0,而9-5则通过大电感变压器稳定U0。

与图9-22(a)相比 相同点:Q1Q2开通时工作情况与图9-22(a)Q通时工作情况相同。 不同点:9-22(a)通过复位线圈N3使磁通复位,而9-5通过D将能量返回电源使磁通复位。

9-7 推挽电路(9-23(a))输出接桥式整流成为一个直流-直流变换器,如要求输出电压24V,负载电阻为R=0.4Ω,晶体管和二极管通态压降分别为1.2V和1V,匝比n=N1/N2=0.5。

求:(1)平均输入电流Ii (2)效率;

(3)晶体管平均电流; (4)晶体管峰值电流; (5)晶体管有效值电流;

(6)晶体管承受的峰值电压,忽略变压器损耗。

图9-23 推挽功率电路

解:(1)输出电流:I0?24?60A 0.424Ii?nI0?0.5??30A

0.4

(2)U2?Uo?2UD?24?2*1?26V

U1?N11U2??26V?52V N20.5Ui?U1?UQ?52V?1.2V?53.2V

UO242??1440W 输出功率:PO?R0.4输入功率:Pi?UiIi?53.2*30?1596W

2??

Po1440?100%??90.23% Pi1596

(3)IQ?11Ii??30?15A 22(4)IQP?30A (5)IQ有效值?

11Ii??30?21.2A 22

(6)Uce?Ui?U1?Ui?(Ui?UQ)?2Ui?UQ?2*53.2?1.2?105.2V

补充题:

理想BOOST变换器如图,输入电压ui=120V±20%,输出电压为270V,输出功率为30W~300W,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? 解:解:(1)?Uo?Ui1?D?D?Uo?Ui UoDmax?Dmin?U0?Uimin270?120?80%??64.4%U0270U0?Uimax270?120?120%??46.7%U0270D:46.7%~64.4%

(2)P?U0I0,I0?P U0I0max?

Pmax300??1.11AU0270Pmin30??0.11AU0270

I0min?

IG?

UiTD(1?D) 2LUTD(1?D)L?i2I0minU0D(1?D)2fI0min2

?

2UoD(1?D2)270*0.467?*(10.467)??1.08mH5 ?2fI0min2*150*1000*0.11(3)开路时,输出电压会一直增加,损坏电路。


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