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文档简介

.,1,晶体管功率电路习题课,.,2,9-1.降压式变换器电路如图,输入电压为27V10%,输出电压为15V,最大输出功率为120W,最小输出功率为10W。若工作频率为30kHz,求(1)占空比变化范围(2)保证整个工作范围电感电流连续时电感值(3)当输出纹波电压U0=100mV时滤波电容值(4)电感临界连续电流为4A时电感量,及最小输出时的占空度,题一,.,3,9-1.降压式变换器电路如图,输入电压为27V10%,输出电压为15V,最大输出功率为120W,最小输出功率为10W。若工作频率为30kHz,求(1)占空比变化范围,?好像条件不足啊!,假定负载电流是连续的,.,4,9-1.降压式变换器电路如图,输入电压为27V10%,输出电压为15V,最大输出功率为120W,最小输出功率为10W。若工作频率为30kHz,求(2)保证整个工作范围电感电流连续时电感值,.,5,.,6,9-1.降压式变换器电路如图,输入电压为27V10%,输出电压为15V,最大输出功率为120W,最小输出功率为10W。若工作频率为30kHz,求(3)当输出纹波电压U0=100mV时滤波电容值,.,7,,,(3),电容按所有工作条件的最大可能计算选取,同时有两个变量,消去一个,.,8,9-1.降压式变换器电路如图,输入电压为27V10%,输出电压为15V,最大输出功率为120W,最小输出功率为10W。若工作频率为30kHz,求(4)电感临界连续电流为4A时电感量,及最小输出时的占空度,.,9,(4),,,,,最小电流从0.67A变化到4A,电感量从0.19mH变化到0.031mH,电感减小!,.,10,1.注意连续和继续时占空比变化!2.断续时占空比更小3.最小占空比出现在最小负载电流和最大输入电压条件,.,11,理想BOOST变换器如图,输入电压ui=120V20%,输出电压为270V,输出功率为30W300W,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?,题二,.,12,理想BOOST变换器如图,输入电压ui=120V20%,输出电压为270V,输出功率为30W300W,工作频率为150kHz,电感电流连续。求:(1)占空比变化范围,题二,.,13,理想BOOST变换器如图,输入电压ui=120V20%,输出电压为270V,输出功率为30W300W,工作频率为150kHz,电感电流连续。求:(2)最小电感值L,题二,.,14,理想BOOST变换器如图,输入电压ui=120V20%,输出电压为270V,输出功率为30W300W,工作频率为150kHz,电感电流连续。求:(2)最小电感值L,题二,.,15,理想BOOST变换器如图,输入电压ui=120V20%,输出电压为270V,输出功率为30W300W,工作频率为150kHz,电感电流连续。求:(3)如果变换器负载突然开路,会发生什么情况?,题二,开路时,输出电压会一直增加,损坏电路,.,16,理想BOOST变换器如图,输入电压ui=120V20%,输出电压为270V,输出功率为30W300W,工作频率为150kHz,电感电流连续。,题二,其他问题:电感磁芯工作在什么状态?应选用何种材料磁芯?功率管的关断缓冲电路?,.,17,9-2.升压式变换器另外两种接法如图9-2(a),晶体管工作在开关状态,电感电流连续,占空度为D,求。,题三,.,18,Q导通时,,Q关断时,,.,19,i1maxN1=i2max(N1+N2)i1minN1=i2min(N1+N2),.,20,.,21,9-2.升压式变换器另外两种接法如图9-2(b),晶体管工作在开关状态,电感电流连续,占空度为D,求。,.,22,Q导通时,,Q关断时,,i1max(N1+N2)=i2maxN1i1min(N1+N2)=i2minN1,.,23,.,24,如图所示为单端正激DC/DC变换电路,开关管工作在开关状态,设输出电容足够大输出电压为一平直的直流电压,N1:N2:N3=14:1:14。(1)在图中画出原边开关管Q、D1管、D2管和D3管的电压波形,并标注电压大小(用Ui变量表示);(2)变换器允许的最大占空比是多少?(3)若输入直流为250V350V,输出直流电压为8V,晶体管开关频率为150KHZ,Q应选用什么类型的开关管?D2应选用什么类型的二极管?D1和D3应选用什么二极管?,图?,.,25,(1)画出原边开关管Q、D1管、D2管和D3管的电压波形,.,26,(2)变换器允许的最大占空比是多少?,.,27,Q应选用MOSFETD2应选用快恢复极管D1和D3应选用肖特基二极管,(3)若输入直流为250V350V,输出直流电压为8V,晶体管开关频率为150KHZ,Q应选用什么类型的开关管?D2应选用什么类型的二极管?D1和D3应选用什么二极管?,.,28,题9-7,推挽电路输出接桥式整流成为一个DC/DC变换器,电源电压为60V,如要求输出为24V,负载电阻为0.4欧,晶体管和二极管通态压降分别为1.2V和1V,匝比n=N2/N1=0.5。忽略变压器损耗和其他非理想因素求:(1)平均输入电流;(2)效率;(3)晶体管平均电流;(4)晶体管有效值电流(5)晶体管承受的峰值电压,推挽DC/DC变换器电路,.,29,题9-7,推挽电路输出接桥式整流成为一个DC/DC变换器,电源电压为60V,如要求输出为24V,负载电阻为0.4欧,晶体管和二极管通态压降分别为1.2V和1V,匝比n=N2/N1=0.5。忽略变压器损耗和其他非理想因素求:(1)平均输入电流;,如何下手?,波形分析!,变压器副边矩形波电流幅值I2m=24/0.4=60原边矩形波幅值I1m=nI2m=30,平均输入电流?,D?,Ii=2D*I1m=26.28A,.,30,题9-7,推挽电路输出接桥式整流成为一个DC/DC变换器,电源电压为60V,如要求输出为24V,负载电阻为0.4欧,晶体管和二极管通态压降分别为1.2V和1V,匝比n=N2/N1=0.5。忽略变压器损耗和其他非理想因素求(2)效率;1440/1576.8=91.3%,输出功率:24V*60A=1440W,平均输入功率:60V*26.28A=1576.8W,.,31,题9-7,推挽电路输出接桥式整流成为一个DC/DC变换器,电源电压为60V,如要求输出为24V,负载电阻为0.4欧,晶体管和二极管通态压降分别为1.2V和1V,匝比n=N2/N1=0.5。忽略变压器损耗和其他非理想因素求(3)晶体管平均电流;(4)晶体管有效值电流(5)晶体管承受的峰值电压,思考ing?,.,32,题9-5,双管反激电路,与单管反激的异同?,工作原理?,有没有区别?,没有?,D0.5?,D0.5Uo=nUi,(D0.5),.,33,题9-5,双管正激电路,与单管正激的异同?,工作原理?,有没有区别?,除功率管承受电压外没有区别,相当于N3=N1,D0.5?,D必须小于0.5,.,34,课堂练习BUCK电路,当电感电流连续时,画出uA、uL、uQ、uD、iL、iC的波形,.,35,电流连续时波形分析,uQui-uAuD=0-uA,.,36,课堂练习BUCK电路,当电感电流断续时,画出uA、uL、uQ、uD、iL、iC的波形,.,37,电流断续时波形分析,uQui-uAuD=0-uA,.,38,反激课堂习题:,工作条件:电流连续根据Q的开关控制波形做出i1,i2,uQ,uD波形,.,39,单端反激式变换器(Flyback),(A)电流连续:完整的波形分析,.,40,反激课堂习题:,工作条件:电流断续根据Q的开关控制波形做出i1,i2,uQ,uD波形,.,41,单端反激式变换器(Flyback),(b)电流断续:波形分析,.,42,正激课堂习题:,工作条件:电流连续根据Q的开关控制波形做出磁通,uQ,uD1,uD2,uD3波形设Ui=100V,N1:N2:N3=10:1:10,标注各数值大小,.,43,课堂习题答案:,工作条件:电流连续根据Q的开关控制波形做出磁通,uQ,uD1,uD2,uD3波形设Ui=100V,N1:N2:N3=10:1:10,标注各的数值大小,.,44,习题1:请画出降压式,升压式,单端反激式电路电感电流连续和断续工作下uQ,uD,iD,iQ波形,原副边绕组电压电流

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