电力电子技术-晶体管电路习题课.ppt

1、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

2、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30

3、kHz，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%，

4、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15

5、0kHz，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

6、),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)=i2maxN1 i1min(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1

7、50KHZ, 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MOSFET D2 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

8、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=n

9、I2m=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1.2

10、V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？,D0.5 Uo=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,uQ ui

11、-uA uD=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,uQ ui -uA uD=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波形。