电力电子技术(第二版)第4章答案

第四章直流直流变换器习题解答4-1降压型斩波电路，直流电压为80V，负载电阻为10Ω，斩波频率为50kHz，导通比为0.5。(1)画出各电流波形。(2)求输出电压和电流的平均值。解：Ttofft1t2I20skHzfTs2050115.00dUUDVUUd40805.05.00ARUI41040004-2在降压变换器中，认为所有的元件都是理想的。通过控制占空比D保持输出电压不变，Uo=5V，输入电压为10~40V，Po≥5W，fs=50kHz，为保证变换器工作在电流连续模式，计算要求的最小电感量。解：sfTkHzfsss201,50在该变换器中，VUu500不变，5000IUP即AUPI1000要求在电流连续模式下的最小电感，电感电流在电流临界情况下。当输入电压为10~40V时，D=0.5～0.125在输出电压不变时，由)1(2osLBDLUTI得，HDDIUTL75.43~25)1(1251020)1(26LBos当D=0.125~0.5变化时，保持连续的电感的取值如上式，所以保持在整个工作范围内连续的最小电感是43.75μH4-3在降压变换器中，认为所有的元件都是理想的，假设输出电压Uo=5V，fs=20kHz，L=1mH，C=470μF，当输入电压为12.6V，Io=200mA，计算输出电压的纹波。解：因为msfTss05.020/1/1假设电路工作在电路连续的模式下，所以有：6.12/5/dOUUD=0.397电路在临界状态下时，有LUUDTIodSOB2/)(=mA4.75102/)56.12(1005.0397.033由于OOBII，所以电路工作在电流连续模式下，电压纹波为mVDLCUTUoso065.2)379.01(1047085)1050()1(89262输出电压的纹波2.065mV4.4（略）4-5在升压型斩波器电路中，直流电压为100V，RL=50Ω，ton=80μs，toff=20μs，设电感和电容的值足够大。(1)画出uo、iC的波形。(2)计算输出电压Uo。解：(1):OtontoffiDID=IoΔUoUoDTs(1-D)Tsttuo(2)因为在此升压斩波电路中，电感和电容的值足够大,所以电路在连续状态下工作.8.0208080offonontttDVUDUd5001008.011110输出电压0U为500V.4-6在升压变换器中，认为所有的元件都是理想的。输入电压为8~16V，输出电压Uo=24V，fs=20kHz，C=470μF，Po≥5W，为保证变换器工作在电流连续模式，计算要求的最小电感量。解：因为msfTsS02.01，在保证0U不变的情况下，WIUP500即：2450I当VUd16~8变化时，占空比32~31D变化要是电路工作在电流连续模式下，应使负载电流Io≥IoB由临界连续状态下IoB为，20)1(2DDLUTISOB20)1(2DDIUTLOBS由书中图4-13（b）可知，D在0.33~0.67内电流临界连续最小值与D是单调变化的，电感的取值为HDDL67.170~85)1(24522410225在整个工作范围内保证连续的最小电感是170.67μH。4-7在升压变换器中，认为所有的元件都是理想的，输出电压Uo=24V，输入电压为12V，fs=20kHz，L=150μH，C=470μF，Io=500mA，计算输出电压的纹波。解：因为所有元件都是理想的，假设电路工作在电流连续模式下，则有1224110DUUd所以，D=0.5又因为在D=0.5，电路工作在临界状态时，mADDLUTISOB5005.05.0101502102405.0)1(226320所以，此时电路工作在电流临界连续模式下，纹波电压36000102010470125.024sdCfUUIU=106.4mV输出电压的纹波106.4mV4-8（略）4-9（略）4-10在降压-升压变换器中，认为所有的元件都是理想的。输入电压为8~40V，输出电压Uo=15V，fs=20kHz，C=470μF，Po≥2W，为保证变换器工作在电流连续模式，计算要求的最小电感量。解：msfTss05.020/1/1在0U不变的情况下，要保证电路工作在电流连续模式下，且保持WIUP5000即1520I又因为在电流连续模式下，40~81510DDUUd所以，D取值区间为113~2315由书中图4-20（b）可知，在整个工作范围内，电流临界连续值与D是单调变化的，电感的取值为mHDDIUTLS49.1~34.0)115/2215105)1(225200（在整个工作范围内保证连续的最小电感是1.49mH4-11在降压-升压变换器中，认为所有的元件都是理想的，输出电压Uo=15V，输入电压为12V，fs=20kHz，L=150μH，C=470μF，Io=500mA，计算输出电压的纹波。解：元件都是理想元件，假设工作在连续模式下，由121510dUUDD得D=5/9当D=5/9时，在临界状态下有：ADLUTIsoB49.09511502155012220OIIoB，电路工作在电流连续模式下可以得，mVCDTIUso5.29104701005.095105006330输出电压的纹波29.5mV4-12（略）4-13（略）4-14（略）