第5章习题答案

1、第5章 直流-直流变流电路5-1简述图5-1a所示的降压斩波电路的工作原理。答：降压斩波器的原理是：在一个控制周期中，让V导通一段时间ton，由电源E向L、R、Em供电，在此期间，Uo E。然后使V关断一段时间toff，此时电感L通 过二极管VD向R和Em供电，uo 0。一个周期内的平均电压Uo 乞 E。输出 ton tof电压小于电源电压，起到降压的作用。5-2在图5-1a所示的降压斩波电路中， 采用脉宽调制控制方式，当T=40卩s, 出电流平均值I。解：由于L值极大，E=200V，R=10Q, L值极大，Em 20V，ton =20卩S时，计算输出电压的平均值U 0和输故负载电流连续，于是

2、输出电压平均值为 ton eTU。20* 200矿 100(V)输出电流平均值为U。EmR100 208(A)5-4简述图5-2a所示升压斩波电路的根本原理。答：假设电路中电感L值很大，电容C值也很大。当V处于通态时，电源E向电 感L充电，充电电流根本恒定为Ii，同时电容C上的电压向负载R供电，因C值很大, 根本保持输出电压为恒值U0。设V处于通态的时间为ton，此阶段电感L上积蓄的能 量为Eliton。当V处于断态时E和L共同向电容C充电并向负载R提供能量。设V处于 断态的时间为toff，那么在此期间电感L释放的能量为Uo E litoff。当电路工作于稳 态时，一个周期T中电感L积蓄的能量

3、与释放的能量相等，即：El 1ton U o E 1 1toff化简得：toffTtoff式中的T /toff 1，输出电压高于电源电压，故称该电路为升压斩波电路5-5在图5-2a所示的升压斩波电路中，E=50V , L值和C值极大，R=25Q，采用 脉宽调制控制方式，当T=50卩s, ton=20卩s时，计算输出电压平均值Uo，输出电流 平均值Io。解：输出电压平均值为：Uo = T E =5050 =83.3(V)toff50 20输出电流平均值为：Io =Uo=833=(A) R 255-6试分别简述升降压斩波电路和 Cuk斩波电路的根本原理，并比拟其异同点。答：升降压斩波电路的根本原理

4、：当可控开关V处于通态时，电源E经V向电感L供电使其贮存能量。此后，使V关断，电感L中贮存的能量向负载释放。负 载电压极性为上负下正，与电源电压极性相反。Uot on etont offETton改变导通比，输出电压既可以比电源电压高，也可以比电源电压低。当0 1/2时为降压，当1/2 1时为升压，因此将该电路称作升降压斩波电路。Cuk斩波电路的根本原理：当 V处于通态时，E L1 V回路和R L2 C V回 路分别流过电流。当V处于断态时，EL1 CVD回路和RL2VD回路分别流过 电流。输出电压的极性与电源电压极性相反。Uot on etontoffE Tton两个电路实现的功能是一致的，

5、均可方便的实现升降压斩波。与升降压斩波电 路相比，Cuk斩波电路有一个明显的优点，其输入电源电流和输出负载电流都是连 续的，且脉动很小，有利于对输入、输出进行滤波。5-8分析图5-7a所示的电流可逆斩波电路，并结合图5-7b的波形，绘制出各个阶段电流流通的路径并标明电流方向。答：将一个周期分为4个区间。在0，t1丨区间，电流为负，电压为正，贝U V2肯定是关断的假设V2开通那么电 压为0，无论V1开通还是关断，电流方向为：电源 E的负端一-电机M-电阻R- 电感L-二极管VD2-电源E的正端，如图b所示。在t1，t2区间，电流为正，电压为正，贝U V2肯定是关断的假设V2开通那么电 压为0，V

6、1开通因为电流上升，电流方向为：电源 E的正端-开关管V1-电感L-电阻R-电机M -电源负E的端，如图c所示。在t2 , t3区间，电流为正，电压为0,那么V1肯定是关断的假设V1开通那么电压 为正，无论V2开通还是关断，电流方向为：电机 M负端-二极管VD -电感L- 电阻R-电机M正端，如图d所示。在t3，t4区间，电流为负，电压为0,那么V1肯定是关断的假设V1开通那么电压 为正，无论V2开通因为电流负方向上升，电流方向为：电机ME端-电阻R- 电感L-开关管V2-电机负M端如图所示。题 5-8 图(a)题 5-8 图(b)题 5-8 图(c)题 5-8 图(e)题 5-8 图(d)5

7、-10多相多重斩波电路有何优点？答：多相多重斩波电路因在电源与负载间接入了多个结构相同的根本斩波电路, 使得输入电源电流和输出负载电流的脉动次数增加、脉动幅度减小，对输入和输出 电流滤波更容易，滤波电感减小。此外，多相多重斩波电路还具有备用功能，各斩 波单元之间互为备用，总体可靠性提高。5-11试分析正激电路和反激电路中的开关和整流二极管在工作时承受的最大电压, 输入输出电压关系。1正激电路开关在工作时承受的最大电压us (1卫N3整流二极管在工作时承受的最大电压，电流连续时UVD1 巴5对于电流断续时,N3不做要求。输入输出电压关系N2 ton电流连续模式业 彳泡，在负载为零的极限情况下Ui

8、N1 T2反激电路Uo开关在工作时承受的最大电压u sN15屮整流二极管在工作时承受的最大电压UVD U 0输入输出电压关系电流连续模式Ui，在负载为零的极限情况下Uo5-12试分析全桥，半桥和推挽电路中的开关和整流二极管在工作时承受的最大电 压，输入输出电压关系。1丨全桥电路按书图5-18的原理图,整流二极管在工作时承受的最大电压UVDN22Ui。N3输入输出电压关系滤波电感电流连续时U：N2 2；，在负载为零的极限情况下UoN2UNi2半桥电路开关在工作时承受的最大电压Us Ui按书图5-16的原理图,整流二极管在工作时承受的最大电压UVDn22Ui。N3输入输出电压关系滤波电感电流连续时Jn2；，在负载为