电源技术例题

1、1零电流开关准谐振零电流开关准谐振Buck变换器变换器例题例题1 例例 下图所示的零电流开关准谐振下图所示的零电流开关准谐振Buck变换器，变换器，输入输入电压为电压为12V，谐振电感，谐振电感Lr和谐振电容和谐振电容Cr的值分别为的值分别为2H和和79nF,平均平均输出电压为输出电压为9V，负载电阻为负载电阻为9。输出电输出电感和输出电容分别为感和输出电容分别为10mH和和100uF。求解。求解：（1）开关频率）开关频率fs；（2）谐振电感充电的时间长度；）谐振电感充电的时间长度；（3）谐振电感中的峰值电流；）谐振电感中的峰值电流；（4）谐振电容峰值电压。）谐振电容峰值电压。2n691111

2、Hz400 kHz222 1079 10fLC0sn9400kHz=300 kHz12iVffV开关频率开关频率 fs 为：为：解解：（：（1）谐振频率为：）谐振频率为：009A=1A9VIR（2）平均输出电流为：）平均输出电流为： 谐振电感充电的时间长度为：谐振电感充电的时间长度为：601S2 101=0.167s12rL ITVS,max0nrr1213.385 A/rLVIIZLC r6Srr1 cos12 1 cos(2.516 10 )CtVVtLC （3）谐振电感中峰值电流为：）谐振电感中峰值电流为：（4）谐振电容上电压的表达式为：）谐振电容上电压的表达式为：谐振电容峰值电压为：谐

3、振电容峰值电压为：r,max12 (1 1) V = 24VCV零电流开关准谐振零电流开关准谐振Boost变换器变换器例题例题1 例例 下图所示的零电流开关准谐振下图所示的零电流开关准谐振Boost变换器，变换器，输入电输入电压为压为12V，谐振电感，谐振电感 Lr 和谐振电容和谐振电容 Cr 的值分别为的值分别为2H和和79nF,平均平均输出电压为输出电压为15V，负载电阻为，负载电阻为10。输出电感。输出电感和输出电容分别为和输出电容分别为10mH和和100uF。求解。求解：(1) 开关频率开关频率fs； (2) 谐振电感被充电时间；谐振电感被充电时间；(3) 谐振电感中峰值电流；谐振电感

4、中峰值电流； (4) 谐振电容中峰值电压。谐振电容中峰值电压。5SSna12(1)400kHz80 kHz15(1)VffV6S102 101.875=0.25s15rL ITV解解：（：（1）开关频率为：）开关频率为：0015A=1.5A10VIR（2）平均输出电流为：）平均输出电流为： 假定变压器无损耗，输入电流假定变压器无损耗，输入电流 IS 为：为：00SS15 1.5A=1.875 A12V IIV 谐振电感被充电的时间为：谐振电感被充电的时间为：0,m6axSn9151.8754.86 A2 10/79 10rLVIIZ （3）谐振电感中峰值电流为：）谐振电感中峰值电流为：（4）谐

5、振电容中峰值电压为：）谐振电容中峰值电压为：r,maxa15VCVV零电压开关准谐振零电压开关准谐振Buck变换器变换器例题例题1 例例 下图所示的下图所示的 ZVS 准谐振准谐振Buck变换器，输入电压为变换器，输入电压为12V，负载电阻为，负载电阻为2。谐振电感。谐振电感Lr和谐振电容和谐振电容Cr的值的值分别为分别为2H和和79nF。开关频率为。开关频率为200 kHz。输出电感和。输出电感和输出电容分别为输出电容分别为10mH和和100uF。求解。求解：(1) 平均输出电压平均输出电压Va； (2) 谐振电容被充电的时间；谐振电容被充电的时间；(3) 谐振电容上峰值电压；谐振电容上峰值

6、电压； (4) 谐振电感电流的表达式。谐振电感电流的表达式。8r,maxSn06arS9r62 10(12)V = 27.1V279 10CVLVRCVVZ I109S79 1012=0.316s3rC VTIan33SS200 10(1) 12 V=6 V400(1)10fVVf解解：（：（1）平均输出电压为：）平均输出电压为：a06A=3A2VIR（2）平均输出电流为：）平均输出电流为： 谐振电容被充电的时间为：谐振电容被充电的时间为： （3）谐振电容的峰值电压为：）谐振电容的峰值电压为：（4）谐振电感上电流的表达式为：）谐振电感上电流的表达式为：r6rnr03cos()=3cos(2.5

7、16 1cos0() ALttLCiIt零电零电压压开关准谐振开关准谐振Boost变换器变换器例题例题1 例例 下图所示的下图所示的 ZVS 准谐振准谐振Boost变换器，输入电压为变换器，输入电压为12 V，输出电压为，输出电压为24 V，负载电阻为，负载电阻为6。谐振电感。谐振电感Lr和和谐振电容谐振电容Cr的值分别为的值分别为2H和和79nF。求解。求解：(1) 开关频率开关频率fs； (2) 谐振电容被充电时间；谐振电容被充电时间；(3) 谐振电感峰值电流；谐振电感峰值电流； (4) 谐振电容峰值电压。谐振电容峰值电压。10nSSa12400kHz200 kHz24VffV901S24

8、(79 10 )=237 ns8rC VTI解解：（：（1）谐振电容频率：）谐振电容频率：fn = 400 kHza024A=4A6VIR（2）平均输出电流为：）平均输出电流为： 假定变换器无损耗，则平均输入电流假定变换器无损耗，则平均输入电流 IS 为：为：00SS24 4A=8 A12V IIU 谐振电容被充电的时间为：谐振电容被充电的时间为：开关频率为：开关频率为：,maxS1 ( 1)8 216 ArLII （3）谐振电感中峰值电流为：）谐振电感中峰值电流为：（4）谐振电容峰值电压为：）谐振电容峰值电压为：r,marxSr0n(248) V=64.25VCCVILVZ 13boostb

9、oost变换器变换器Boost变换器变换器例题例题1Boost变换器变换器例题例题2Boost变换器变换器例题例题3Boost变换器变换器例题例题4Boost变换器变换器例题例题5 5Boost变换器变换器讨论题讨论题1 例例 已知一升压变化器工作电压为已知一升压变化器工作电压为12VUi18V,输出电压输出电压36V，输出电流（，输出电流（0.55）A,纹波电压纹波电压为输出电压为输出电压Uo的的0.5，工作频率为，工作频率为50kHz。（1）如果要求设计在电感电流连续模式下工作，）如果要求设计在电感电流连续模式下工作，求临界电感值。求临界电感值。（2）如果设计成电感电流不连续工作状态，求各

10、）如果设计成电感电流不连续工作状态，求各工作段占空比、开关管峰值电流和平均电流。工作段占空比、开关管峰值电流和平均电流。23Boost变换器变换器讨论讨论2 2假定一定电感电流连续模式的假定一定电感电流连续模式的Boost变换器，输变换器，输入电压为入电压为Ui=9V12V，输出电压，输出电压Uo24V，输出，输出电流电流Io 0.55A，开关频率为，开关频率为50kHz。设计指定。设计指定纹波电流纹波电流 I1A,纹波电压纹波电压U100mV,求电感求电感值、电容值和二极管参数。值、电容值和二极管参数。2526buckbuck变换器变换器27Buck变换器变换器例题例题1 例例1 已知一降压

11、变换器工作电压为已知一降压变换器工作电压为10VUi20V,输出电压输出电压5V，纹波电压为输出电压，纹波电压为输出电压Uo的的0.5，负载电阻负载电阻110 变化，求工作频率为变化，求工作频率为10kHz和和50kHz下所需电感值、电容值和开关管的峰值下所需电感值、电容值和开关管的峰值电流。电流。270.5A28187.537.52915.530例例2 已知工作在连续模式的降压变换器输入电压已知工作在连续模式的降压变换器输入电压Vs46V53V，输出电压，输出电压5V，Io1A5A，工，工作开关频率作开关频率fs=80kHz，纹波电流小于，纹波电流小于2A，纹波，纹波电压小于电压小于50mV

12、。（1）计算所需滤波电感和电容参数）计算所需滤波电感和电容参数（2）选择开关管和二极管参数）选择开关管和二极管参数（3）利用计算值进行电路仿真）利用计算值进行电路仿真30Buck变换器变换器例题例题23132Buck变换器变换器例题例题3例例3 输入电压为输入电压为10 V，开关频率为，开关频率为1 kHz。负载。负载要求平均电压为要求平均电压为5 V，最大纹波电压为，最大纹波电压为20 mV。输出电感最大纹波电流为输出电感最大纹波电流为0.2 A。求：。求：（1）占空比；）占空比；（2）输出电感；）输出电感；（3）输出电容；）输出电容；（4）当开关频率增加到）当开关频率增加到10 kHz时的

13、输出电容。时的输出电容。3334试设计一降压变换器，已知：输入电压试设计一降压变换器，已知：输入电压VS=4653V, 输出电压输出电压Vo=5V, Io=1A4A，工作开，工作开关频率关频率f80kHz。如果设计成全部工作在电流。如果设计成全部工作在电流不连续状态，求各工作段占空比、电感值和开不连续状态，求各工作段占空比、电感值和开关管峰值电流。关管峰值电流。Buck变换器变换器讨论讨论35BuckboostBuckboost变换变换器器Buck-Boost变换器变换器例题例题136Buck-Boost变换器变换器例题例题238Buck-Boost变换器变换器例题例题340Buck-Boos

14、t变换器变换器例题例题4 例例 Buck-Boost变换器，输入电压变换器，输入电压12V，负载电，负载电阻阻24，开关频率为，开关频率为10kHz，电感和输出电容分，电感和输出电容分别为别为1mH和和100uF。如果要求输出电压为输入电。如果要求输出电压为输入电压的两倍，求压的两倍，求：（1）占空比；）占空比；（2）输出纹波电压峰峰值；）输出纹波电压峰峰值；（3）平均输入电流幅值；）平均输入电流幅值；（4）平均电感电流幅值；）平均电感电流幅值；（5）电感电流峰值）电感电流峰值42Buck-Boost变换器变换器思考题思考题14448Cuk变换器变换器例题例题 例例 Cuk变换器，变换器，输入

15、电压输入电压 48 V，平均，平均输出电输出电压幅值为压幅值为 36 V，负载电阻，负载电阻 9 ，能量传输电容，能量传输电容的最大纹波电压的最大纹波电压 0.5 V，开关频率为，开关频率为 64 kHz。如。如果电感果电感L1 =10mH， L2=1mH，C2=100uF。求。求：（1）占空比；）占空比；（2）能量传输电容能量传输电容C1的值的值；（3） L1中的电流纹波峰峰值；中的电流纹波峰峰值；4849Cuk变换器变换器例题例题50隔离型隔离型Buck变换器变换器单端正激变换器单端正激变换器例例 如下图所示正激变换器，输入电源电压如下图所示正激变换器，输入电源电压 60V，二次主输出的平均输出电压为二次主输出的平均输出电压为 5V,开关频率为开关频率为1kHz，输出电感电流纹波最大值为，输出电感电流纹波最大值为 0.1A，原，原边绕组匝数边绕组匝数 60，匝比，匝比 N3/N1= 1。求：。求： （1）二次主绕组匝数最小值）二次主绕组匝数最小值 N2； （2）输出滤波电感）输出滤波电感 L 的值。的值。51UN2UO隔离型隔离型Buck变换器变换器单端正激变换器单端正激变换器隔离型隔离型Buck-Boo