电力电子装置复习题（2013版）

1、第五章 电力电子装置的设计知识1、 电力电子装置的设计概念、设计流程、设计依据。2、 用电流互感器和霍尔传感器进行电流信号检测各有什么特点。3、 对输入瞬态电压可采取什么措施进行抑制？4、 可采取何措施对电压控制型功率晶体管进行控制极保护？5、 试说明电磁兼容的概念，其包含哪些内容？6、 试说明差模干扰、共模干扰概念；常用的差模干扰、共模干扰滤波电路，试说明其原理；7、 说明热学的欧姆定律；如何设计功率半导体器件的散热器？8、 缓冲电路有哪些类型？试说明RCD缓冲电路工作原理及各元器件的作用及其参数确定。9、如何对电力电子装置进行过流保护？第二章 PWM直流电源装置1、直流电源装置有哪些类型？

2、 AC/DC DC/DC DC/AC/DC2、AC/DC变换器中输入源电流谐波与输出电压波纹的含义是什么。输入源电流谐波是指输入源电流除了基波外还有高次谐波，输出电压文波是指输出直流电压中含有的工频交流成分。3、 为什么SCR整流电路不能用大电容滤波电路；对于二极管整流电路，在采用大电容滤波电路时，必须在电路上采取什么措施，为什么？晶闸管采用相控方式，由于大电容阻碍电压变化，所以不能用大电容滤波电路：二极管整流电路，在采用大电容滤波会产生启动冲击电流问题，因此要在电路中采用启动限流电路，会产生高脉冲电流峰值，谐波电流大，污染电网，降低功率因数，因此要加功率因数校正电路。二极管整流的缺陷及措施输

3、出中交流分量高 滤波（大L C 大L,C） 启动时浪涌电流 带 NTC（负温度系数热敏电阻）输入电流呈窄脉冲状，谐波含量高，PF低4、简述AC/DC整流器功率因数校正的意义与校正原理。传统的整流器为什么会使电网电流产生畸变？进行APFC的必要条件是什么？可采用哪些DC/DC变换器电路进行APFC？AC侧虽然输入交流电压是正玄的，但输入的交流电流的波形却严重畸变，由于谐波电流的存在，使整流电路输入端功率因数下降，负载课得到的实际功率减少，在电网中产生畸变的电流，其谐波电流对电网有危害作用。 有源功率因数校正控制技术原理 有源功率因数校正技术主要采用一个变换器串入整流滤波与变换器之间, 通过特殊的

4、控制, 一方面强迫输人电流跟随输人电压, 从而实现单位功率因数,另一方面反馈输出电压使之稳定, 从而使变换器的输人实现预稳。传统的整流方式通常采用二极管整流或相控整流方式。采用二极管整流方式的整流器存在电网吸取畸变电流，造成电网的谐波污染。采用相控的整流器也存在深度相控下交流侧功率因数很低，因换流引起电网电压波形畸变。 APFC的必要条件一、能高频离散化处理输入电流脉冲二、使输入电流强迫工作在正弦波包络线内三、内部具有滤波、储能（低通）功能，使波形重组。 APFC的工作模式：CCM、DCM、CRMAPFC的控制方法 电压型控制：适用于DCM模式 电流型控制：平均电流控制、峰值电流控制、滞环电流

5、控制 5、 对于理想条件下的电力电子装置，输出即使是接纯电阻性负载，为什么装置的功率因数也可能不为1？ 虽然理想状态下，电力电子装置都处于开关状态，但由于分布电容和输入电流存在一定的畸变波形，所以接纯电阻性负载，装置的功率因数也可能不为16、 试述制作高精度直流稳压电源要采取的主要技术措施是什么。高精准稳压电源Uref 高增益负反馈增益放大器 合适的Pi调节器7、 要将开关型直流稳压电源改为直流稳流电源应在电路上做怎样改动，试画图说明。并联大电容改为串联大电感 图8 在理想条件下，单相半桥式DC/DC变换器电路的输入电压为300V，最大输出功率为1200W，各开关管的开关占空比为0.4，如变压

6、器二次绕组后的整流电路采用全波整流电路，（1）求主开关管的耐压为多少，电流最大值为多少。（2）画出两个主控开关管、变压器二次绕组后的整流二极管的电压波形、电流波形。9在理想条件下，单相全桥式DC/DC 变换器电路的输入电压为300V，最大输出功率为1200W，若各开关管的开关占空比为0.4，如变压器二次绕组后的整流电路采用全桥整流电路，（1）求主开关管的耐压为多少，电流最大值为多少。（2）画出任一并联于输入端的一组两个开关管及变压器二次绕组后的整流二极管的电压波形、电流波形。 10、在理想条件下，单相推挽式DC/DC 变换器电路的输入电压为300V，最大输出功率为1200W，若各开关管的开关占

7、空比为0.4，开关频率如为100KHZ，（1）求主开关管的耐压为多少，电流最大值为多少。（2）画出两个主控开关管的电压波形、电流波形。（3）主控开关管、整流二极管的类型。10假定电路条件为:一个用于48V蓄电池组的DC/DC PWM型高频整流充电器,其输入为300V，输出负载为48V蓄电池组，工作频率为200kHz；最大输出功率为58V,20A,此时控制开关管的占空比为0.4；当蓄电池组充足电时,输出电流小于2.0A,此时充电器应能自动将输出电压调低，下降为52V；电力电子开关器件的耐压为不大于500V，要使输出与输入实现电隔离，在理想情况下做出：（1）试设计并画出满足上述条件的该整流充电器的

8、任一个主电路；（2）假使有满足主电路控制要求的控制电路集成电路，请画出该集成电路的原理框图；（3）在最大输出功率条件下，画出主电路电力电子器件电压电流波形（同类器件只要画任一个），并标明相应电压、电流量值；（4）求出：a、用于原边与次边隔离的高频变压器的原边线圈与次边线圈的匝数比，b、保证电感电流连续的电感器的最小电感量；11、对某一隔离型开关变换器的主控开关管电压波形的测试结果是（除去噪声分量）：幅值为540V，导通时间为2.4S，周期为5.4S，已知变换器输入电压为300VDC，输出电压为12VDC，负载电流为30A；（1）在理想条件下，设计出符合上述条件的电路图，标出变压器匝数比，（2）

9、绘出稳态下的变压器各绕组电压波形。12、假定电路条件为:一个DC/DC PWM型高频变换器,其输入为300V，工作频率为200kHz；最大输出功率为58V,20A,电力电子开关器件的耐压均为不大于500V，要使输出与 输入实现电隔离，在理想情况下做出： （1）试设计出满足上述条件的该整流充电器的一个合理可行的主电路并简要说明设计理由；（2）假使有满足主电路控制要求的控制电路集成电路，请画出该集成电路的原理框图。13、在多路开关电源中，主路用PWM闭环反馈调整，可以获得高稳定度的直流电压；为什么副路可以得到输入电压变化时也能稳定的输出直流电压，试证明。对于多路输出电源使用电压型控制，对于多路输出

10、电源它们之间的交互调节效应较好，对输出的负载变化有较好的响应调节，当任何一路发生变化同时影响主路，所以控制主电路即可。14、丘克变换器的电路拓扑、工作原理及CCM模式下的输出电压和输入电压关系式的推导。15、绘出开关变换器的等效电路和对偶电路，并能说出对偶电路中的对偶关系。16、推导反激式变换器在CCM模式下输出电压和输入电压关系式。17、推导反激式变换器在DCM模式下输出电压和输入电压关系式，说明DCM工作模式的应用。18、推导正激式（半桥、全桥、推挽）变换器在CCM模式下输出电压和输入电压关系式。19、二极管整流电路会出现什么缺陷问题？用何方式解决？20、试绘出电压型控制的原理框图及各部分

11、作用、特点。21、试绘出双闭环电流型控制的原理框图及各部分作用，如何抑制电流型控制的次谐波振荡。22、软开关有哪些类型？其有什么作用？ 软开关分为零电压开关和零电流开关。零电压开关开通前两端电压为0，开通时不会产生损耗和噪声，零电流开关；使开关关断前电流为0，开关关断时不会产生损耗和噪声。 23、什么是APFC？其实质是什么？24、传统的整流器为什么会使电网电流产生畸变？进行APFC的必要条件是什么？可采用哪些DC/DC变换器电路进行APFC？25、反激变换器和正激变换器中的变压器有何不同？设计时有何区别 正激变换器同名端相同，且常设计磁心复位电路，反激变换器同名端相反，不需要磁心复位，正激变

12、压器的变压器只做隔离、变压作用，反激变换器的变压器做储能电感的作用，反激变压器的磁心需要气县，降低磁心的磁导率，防止负载电流较大时磁心饱和。26.试述反激变压器设计步骤27试述正激（全桥、半桥、推挽）变换器中变压器设计步骤28. 反激式变换器中，Ui=150V，变压器LM=1mH，原边绕组匝数为60，RL=25欧，使其工作时晶体管ton=toff，并使得ton期间储存的能量在toff期间正好放完，为使输出电压Uo为50V，试计算工作频率及变压器副边绕组匝数为多少合适？；（电路各种损耗忽略不计）29有一降压变换器输入电压范围Ui=10-20V，输出电压Uo=5V，纹波电压为输出电压的0.5%，负

13、载电阻变化范围1欧-10欧，求工作频率为100KHZ和500KHZ时所需临界电感值、电容值和开关管电流峰值。30推导CUK电路中MOSFET的峰值电压和峰值电流表达式31. 变压器漏感会有何影响？在设计变压器时如何减小漏感？漏感：使功率开关关断时的电应力增大，影响功率器件工作的可靠性及引起关断时电压尖峰。 带来EMI. 减小漏感的措施：选择铁心结构及绕组绕制时尽可能减少漏感 32、 变压器绕制时如何减小漏感？漏感与匝数平方成正比，所以应尽可能减少匝数。从绕组结构来说，增加绕组高度，减少绕组厚度，特别是减少两绕组间绝缘厚度，可减小漏感。也可在绕组方式方法上采取措施来减小漏感，关键是使原副边绕组尽

14、可能紧密耦合。常采用原副边分层交叉绕法，也就是原副边夹绕，此时漏感为不交叉绕法的1/4。并绕。另外，漏感与铁心形状有关，罐形及环形铁心的漏感较小。33、DC/DC变换器常用的隔离、驱动电路34、试述趋肤效应的原理。在绕组的设计时如何减小趋肤效应的影响？35、试说明开关电源在输入电压变化、负载变化时的稳压过程。36、某一输入为单相50周工频的开关式整流器,开关工作频率为100千周,问:在正常工作下,输出直流电压含有什么交流分量?又,若 电路出现自激振荡,那么在此种状态下, 输出直流电压还能含有什么交流分量?37、在电路上，处理电力信号与处理无线电信号的要求各有什么不同；用高频化处理电工技术问题可

15、能会出现什么技术问题38、试述多路输出DC/DC变换器中，如何提高副路的输出电压稳定度？如采用耦合电感器会产生什么不良电路问题？39、列表比较正激式、反激式、半桥、全桥、推挽等变换器的异同（从器件耐压、承受电流、输入输出关系式、输出功率、变压器磁芯工作状态等方面比较） 提高精度 小电流输出，后置LM78*，LM79* 大电流输出，后接DC/DC电路，滤波L共磁心。40、 如果不采取散热措施，对于电力电子装置有什么危害？41、缓冲电路不一定都能够减小开关过程装置的损耗，这种缓冲电路还有意义吗？42、电力电子装置一般应该设置哪些保护？43、电流信号的检测有哪些方法？44、说明自激型单端反激电源的自

16、激和稳压原理。45、分析由UC3842组成的开关电源的工作原理。46、研究直流不平衡有什么意义，并说明解决的方法47、在电路测试工程中，若出现开关管管压降峰值过高，可以采取哪些措施解决？1、 评价逆变器的指标主要有哪些？谐波系数，最低阶次谐波，波形畸变率，功率，输入，输出，输出电压波动，输出频率波动，2、 开关器件的换流方式有哪些？器件换流，电网换流，负载换流，强迫换流。3、 说明在高频DC/AC中的交流电压，可以利用高频脉冲电压实现用SPWM方式控制的原理。4、 某一个DC/AC隔离型应急灯，已知输入电源为12V蓄电池，输出电压为220VAC，输出负载为功率为100W的电灯，开关工作频率为2

17、00kHz，请画出符合此条件最合适的主电路与控制电路（控制电路可画框图），指出主开关管的选用要求与变压器的设计参数。5、 单极性SPWM和双极性SPWM各有什么特点？各适用于哪种电路拓扑？6、 载波比和电压调制比的概念、什么是同步调制、什么是异步调制。载波fc、调制波fr幅度调制比Mv=urm/ucm载波比（频率调制比）Mf=fc/fr 要改变输出电压的频率，可通过改变输入调制波（参考波、信号波、基准波）的频率，即改变Mf（载波不变时）；要改变输出电压的幅度，可改变调制比Mv（Mv=1）7、 对方波逆变器、正弦波逆变器可通过什么方式改变交流输出基波电压的幅值和频率。调节输入电压，逆变桥间的移相

18、，控制信号移相。8、 SPWM波优化的目标是什么？可采取哪些措施进行SPWM波的优化？1、 谐波含量少2、直流电压利用率高3、开关次数少 将正玄调制波改为梯形波。9、 绘出半桥串联谐振式逆变电路的电路图，说明其工作原理和采用半桥串联谐振式逆变电路的关键作用。如改为半桥并联谐振式逆变电路，绘出其电路图。10、 电压源型和电流源型逆变电路有何不同？它们使用的可控开关有何不同？11、 带阻感负载的逆变电路中和主控开关并联的二极管起什么作用？在一个周期中二极管和开关管导电时间由什么因素决定？半桥和全桥逆变电路中如果Ud都是300V，断态时开关器件两端最高电压是多大？ 二极管是负载向直流侧反馈能量的通道，又起着使负载电流连续的作用，所以它既是反馈二极管又是续流二极管，导电时间由负载电流的大小和方向决定，移相调压是由导通角来决定，半桥时Ud=300V，全桥时Ud/2=150V12、在载波电压幅值和频率恒定不变时，改变调制波电压幅值和频率为什么能改变逆变电路交流输出基波电压的大小和基波频率？13、既然SPWM控制能使逆变电路输出畸变系数很小的正弦波，为什么有时又要将调制参考波改为梯形波，或取附加三次谐波分量的调制波？目的是优化SPWM波，优化SPWM波可以使谐波含量减少，直流电压利用率高，开关次数减少。14.试参照SPWM逆变器输出电压瞬时值单环反馈控