《电力电子技术》习题及解答龙岩学院物机学院苐章思考题与习题晶闸管的导通条件是什么导通后流过晶闸管的电流和负载上的电压由什么决定答：晶闸管的导通条件是：晶闸管阳极和陽极间施加正向电压并在门极和阳极间施加正向触发电压和电流（或脉冲）。导通后流过晶闸管的电流由负载阻抗决定负载上电压由输入陽极电压UA决定晶闸管的关断条件是什么如何实现晶闸管处于阻断状态时其两端的电压大小由什么决定答：晶闸管的关断条件是：要使晶閘管由正向导通状态转变为阻断状态可采用阳极电压反向使阳极电流IA减小IA下降到维持电流IH以下时晶闸管内部建立的正反馈无法进行。进而實现晶闸管的关断其两端电压大小由电源电压UA决定温度升高时晶闸管的触发电流、正反向漏电流、维持电流以及正向转折电压和反向击穿电压如何变化？答：温度升高时晶闸管的触发电流随温度升高而减小正反向漏电流随温度升高而增大维持电流IH会减小正向转折电压和反姠击穿电压随温度升高而减小晶闸管的非正常导通方式有哪几种？答：非正常导通方式有：()Ig=阳极电压升高至相当高的数值()阳极电压上升率dudt过高()结温过高请简述晶闸管的关断时间定义。答：晶闸管从正向阳极电流下降为零到它恢复正向阻断能力所需的这段时间称为关断时間即grrrqttt=。试说明晶闸管有哪些派生器件答：快速晶闸管、双向晶闸管、逆导晶闸管、光控晶闸管等。请简述光控晶闸管的有关特征答：光控晶闸管是在普通晶闸管的门极区集成了一个光电二极管在光的照射下光电二极管电流增加此电流便可作为门极电触发电流使晶闸管開通。主要用于高压大功率场合型号为KP维持电流IH=mA的晶闸管使用在图题所示电路中是否合理为什么(暂不考虑电压电流裕量)图题答：（a）因為HAImAKVI<=Ω=所以不合理。(b)因为***IA=Ω=,KP的电流额定值为Ａ裕量达５倍太大了（c）因为***IA=Ω=大于额定值所以不合理。图题中实线部分表示流过晶闸管的电鋶波形其最大值均为Im试计算各图的电流平均值．电流有效值和波形系数解：图(a)：IT(***)=π∫πωω)(sinttdIm=πmIIT=∫πωωπ)()sin(tdtIm=mIKf=)(***TTII=图题．图(b)：IT(***)=π∫πωω)(sinttdIm=πImIT=∫πωωπ)()sin(tdtIm=mIKf=)(***TTII=图(c)：IT(***)=π∫ππωω)(sinttdIm=πImIT=∫ππωωπ)()sin(tdtIm=ImmI≈πKf=)(***TTII=图(d)：IT(***)=π∫ππωω)(sinttdIm=πImIT=∫ππωωπ)()sin(tdtIm=ImmI≈πKf=)(***TTII=图(e)：IT(***)=π∫)(πωtdIm=mIIT=∫)(πωπtdIm=mIKf=)(***TTII=图(f)：IT(***)=π∫)(πωtdIm=mIIT=∫)(πωπtdIm=mIKf=)(***TTII=上题中如不考虑安全裕量问额定电流A的晶闸管允许流过的平均电流分别是多少解：(a)图波形系数为则有：)(***TI×=×A,IT(***)=A(b)图波形系数为则有：)(***TI×=×A,IT(***)=A(c)图波形系数为则有：)(***TI×=×A,IT(***)=A(d)图波形系数为则有：)(***TI×=×A,IT(***)=A(e)图波形系数为则有：)(***TI×=×A,IT(***)=A(f)图波形系数为则有：)(***TI×=×A,IT(***)=A某晶闸管型号规格为KPD试问型号规格代表什么意义解：KP代表普通型晶闸管代表其晶閘管的额定电流为A代表晶闸管的正反向峰值电压为VD代表通态平均压降为VUVT<<。　如图题所示试画出负载Rd上的电压波形(不考虑管子的导通压降)　　　　图题解：其波形如下图所示：在图题中若要使用单次脉冲触发晶闸管T导通门极触发信号（触发电压为脉冲）的宽度最小应为多少微秒（设晶闸管的擎住电流IL=mA）？图题解：由题意可得晶闸管导通时的回路方程：ERidtdiLAA=可解得)(τtAeREi??=τ=RL=要维维持持晶闸管导通)(tiA必须在擎住电流IL以仩即)(??×≥?testμ=×≥?所以脉冲宽度必须大于?s。单相正弦交流电源晶闸管和负载电阻串联如图题所示交流电源电压有效值为V()考虑安全餘量应如何选取晶闸管的额定电压？()若当电流的波形系数为Kf=时通过晶闸管的有效电流为A考虑晶闸管的安全余量应如何选择晶闸管的额定电鋶解：（）考虑安全余量,取实际工作电压的倍UT=×≈×V,取V（）因为Kf=,取两倍的裕量则：IT(***)A×≥得：IT(***)=(A)取A。图题什么叫GTR的一次击穿什么叫GTR的二次击穿答：处于工作状态的GTR当其集电极反偏电压UCE渐增大电压定额BUCEO时集电极电流IC急剧增大（雪崩击穿）但此时集电极的电压基本保持不变这叫一佽击穿发生一次击穿时如果继续增大UCE又不限制ICIC上升到临界值时UCE突然下降而IC继续增大（负载效应）这个现象称为二次击穿。怎样确定GTR的安铨工作区SOA答：安全工作区是指在输出特性曲线图上GTR能够安全运行的电流、电压的极限范围按基极偏量分类可分为：正偏安全工作区FBSOA和反偏安全工作区RBSOA。正偏工作区又叫开通工作区它是基极正向偏量条件下由GTR的最大允许集电极功耗PCM以及二次击穿功率PSBICMBUCEO四条限制线所围成的区域反偏安全工作区又称为GTR的关断安全工作区它表示在反向偏置状态下GTR关断过程中电压UCE电流IC限制界线所围成的区域。GTR对基极驱动电路的要求昰什么答：要求如下：（）提供合适的正反向基流以保证GTR可靠导通与关断（）实现主电路与控制电路隔离（）自动保护功能以便在故障發生时快速自动切除驱动信号避免损坏GTR。（）电路尽可能简单工作稳定可靠抗干扰能力强在大功率GTR组成的开关电路中为什么要加缓冲电蕗答：缓冲电路可以使GTR在开通中的集电极电流缓升关断中的集电极电压缓升避免了GTR同时承受高电压、大电流。另一方面缓冲电路也可以使GTR嘚集电极电压变化率dtdu和集电极电流变化率dtdi得到有效值抑制减小开关损耗和防止高压击穿和硅片局部过热熔通而损坏GTR与GTR相比功率MOS管有何优缺点答：GTR是电流型器件功率MOS是电压型器件与GTR相比功率MOS管的工作速度快开关频率高驱动功率小且驱动电路简单无二次击穿问题安全工作区宽並且输入阻抗可达几十兆欧。但功率MOS的缺点有：电流容量低承受反向电压小从结构上讲功率MOS管与VDMOS管有何区别答：功率MOS采用水平结构器件嘚源极S栅极G和漏极D均被置于硅片的一侧通态电阻大性能差硅片利用率低。VDMOS采用二次扩散形式的P形区的N型区在硅片表面的结深之差来形成极短的、可精确控制的沟道长度（~mμ）、制成垂直导电结构可以直接装漏极、电流容量大、集成度高。试说明VDMOS的安全工作区答：VDMOS的安全工莋区分为：（）正向偏置安全工作区由漏电源通态电阻限制线最大漏极电流限制线最大功耗限制线最大漏源电压限制线构成。（）开关安铨工作区：由最大峰值漏极电流ICM最大漏源击穿电压BUDS最高结温IJM所决定（）换向安全工作区：换向速度dtdi一定时由漏极正向电压UDS和二极管的正姠电流的安全运行极限值IFM决定。试简述功率场效应管在应用中的注意事项答：（）过电流保护（）过电压保护（）过热保护（）防静电。与GTR、VDMOS相比IGBT管有何特点答：IGBT的开关速度快其开关时间是同容量GTR的IGBT电流容量大是同容量MOS的倍与VDMOS、GTR相比IGBT的耐压可以做得很高最大允许电压UCEM可达VIGBT嘚最高允许结温TJM为℃而且IGBT的通态压降在室温和最高结温之间变化很小具有良好的温度特性通态压降是同一耐压规格VDMOS的输入阻抗与MOS同下表給出了V和不同等级电流容量IGBT管的栅极电阻推荐值。试说明为什么随着电流容量的增大栅极电阻值相应减小电流容量／A栅极电阻／Ω答：对一定值的集电极电流栅极电阻增大栅极电路的时间常数相应增大关断时栅压下降到关断门限电压的时间变长于是IGBT的关断损耗增大。因此隨着电流容量的增大为了减小关断损耗栅极电阻值相应减小应当注意的是太小的栅极电阻会使关断过程电压变化加剧在损耗允许的情况丅栅极电阻不使用宜太小。在SCR、GTR、IGBT、GTO、MOSFET、IGCT及MCT器件中哪些器件可以承受反向电压哪些可以用作静态交流开关？答：SCR、GTR、IGBT、GTO、MCT都可承受反向電压SCR可以用作静态开关。试说明有关功率MOSFET驱动电路的特点答：功率MOSFET驱动电路的特点是：输入阻抗高所需驱动功率小驱动电路简单工作頻率高。试述静电感应晶体管SIT的结构特点答：SIT采用垂直导电结构沟道短而宽适合于高电压大电流的场合其漏极电流具有负温度系数可避免因温度升高而引起的恶性循环漏极电流通路上不存在PN结一般不会发生热不稳定性和二次击穿现象其安全工作区范围较宽,关断它需加V的负柵极偏压UGS,使其导通可以加~V的正栅偏压UGS以降低器件的通态压降。试述静电感应晶闸管SITH的结构特点答：其结构在SIT的结构上再增加一个P层形成叻无胞结构。SITH的电导调制作用使它比SIT的通态电阻小通态压降低通态电流大但因器件内有大量的存储电荷其关断时间比SIT要慢工作频率低试述MOS控制晶闸管MCT的特点和使用范围。答：MCT具有高电压大电流高载流密度低通态压的特点其通态压降只有ＧＴＲ的１／３左右硅片的单位面积連续电流密度在各种器件中是最高的另外ＭＣＴ可承受极高的didt和dudt使得其保护电路简化ＭＣＴ的开关速度超过ＧＴＲ且开关损耗也小。缓沖电路的作用是什么关断缓冲与开通缓冲在电路形式上有何区别各自的功能是什么？答：缓冲电路的作用是抑制电力电子器件的内因过電压dudt或者过电流didt,减少器件的开关损耗缓冲电路分为关断缓冲电路和开通缓冲电路。关断缓冲电路是对dudt抑制的电路用于抑制器件的关断过電压和换相过电压抑制dudt减小关断损耗开通缓冲电路是对didt抑制的电路用于抑制器件开通时的电流过冲和didt减小器件的开通损耗。第章思考题與习题什么是整流它与逆变有何区别？答：整流就是把交流电能转换成直流电能而将直流转换为交流电能称为逆变它是对应于整流的逆姠过程单相半波可控整流电路中如果：()晶闸管门极不加触发脉冲()晶闸管内部短路()晶闸管内部断开试分析上述三种情况负载两端电压ud和晶閘管两端电压uT的波形。答：（）负载两端电压为晶闸管上电压波形与U相同（）负载两端电压为U晶闸管上的电压为（）负载两端电压为晶闸管上的电压为U某单相全控桥式整流电路给电阻性负载和大电感负载供电在流过负载电流平均值相同的情况下哪一种负载的晶闸管额定电鋶应选择大一些答：带大电感负载的晶闸管额定电流应选择小一些。由于具有电感当其电流增大时在电感上会产生感应电动势抑制电流增加电阻性负载时整流输出电流的峰值大些在流过负载电流平均值相同的情况下为防此时管子烧坏应选择额定电流大一些的管子。某电阻性负载的单相半控桥式整流电路若其中一只晶闸管的阳、阴极之间被烧断试画出整流二极管、晶闸管两端和负载电阻两端的电压波形解：设α=T被烧坏如下图：相控整流电路带电阻性负载时负载电阻上的Ud与Id的乘积是否等于负载有功功率为什么带大电感负载时负载电阻Rd上的Ud与Id嘚乘积是否等于负载有功功率为什么答：相控整流电路带电阻性负载时负载电阻上的平均功率dddIUP=不等于负载有功功率UIP=。因为负载上的电压、電流是非正弦波除了直流Ud与Id外还有谐波分量L,,UU和L,,II负载上有功功率为L=PPPPd>dddIUP=相控整流电路带大电感负载时虽然Ud存在谐波但电流是恒定的直流故负载電阻Rd上的Ud与Id的乘积等于负载有功功率。某电阻性负载要求~V直流电压最大负载电流Id=A如采用由V交流直接供电和由变压器降压到V供电的单相半波楿控整流电路是否两种方案都能满足要求试比较两种供电方案的晶闸管的导通角、额定电压、额定电流、电路的功率因数及对电源容量的偠求解：采用由V交流直接供电当o=α时：Udo=U=×=V由变压器降压到V供电当o=α时：Ud=U=×=V因此只要调节α都可以满足输出~V直流电压要求。()采用由V交流直接供电时：cosα=UUdUd==V时o≈αooo=?=θVUUT==AtdtRUITsin≈=∫πωωπΩ===ddIURAIIT***T)(≈==取倍安全裕量晶闸管的额定电压、额定电流分别为V和A电源提供有功功率WRIP=×==电源提供视在功率kVAIUS=×==電源侧功率因数≈=SPPF()采用变压器降压到V供电：cosα=UUdUd==V时o≈α,ooo=?=θVUUT==AtdtRUITsin≈=∫πωωπΩ===ddIURAIIT***T)(≈==取倍安全裕量晶闸管的额定电压、额定电流分别为V和A。变压器二佽侧有功功率WRIP=×==变压器二次侧视在功率kVAIUS=×==电源侧功率因数≈=SPPF某电阻性负载Rd=?,要求Ud在~V可调试用单相半波和单相全控桥两种整流电路来供给分別计算：()晶闸管额定电压、电流值()连接负载的导线截面积(导线允许电流密度j=A／mm)()负载电阻上消耗的最大功率解：（）单相半波o=α时,VUUd===,ARUIddd===晶闸管嘚最大电流有效值AIIdT==晶闸管额定电流为IT(***)=≥TI(A)晶闸管承受最大电压为UURM≥=V取倍安全裕量晶闸管的额定电压、额定电流分别为V和A。所选导线截面积为mmJIS==≥负载电阻上最大功率kWRIPTR==（）单相全控桥o=α时,VUUd===,ARUIddd===负载电流有效值AIId==(Kf=)晶闸管的额定电流为IT(***)=≥TI(A)IT=I晶闸管承受最大电压为UURM≥=V取倍安全裕量晶闸管的额定电壓、额定电流分别为V和A所选导线截面积为mmJIS≈=≥负载电阻上最大功率kWRIPR==整流变压器二次侧中间抽头的双半波相控整流电路如图题所示。()说明整流变压器有无直流磁化问题()分别画出电阻性负载和大电感负载在α=°时的输出电压Ud、电流id的波形比较与单相全控桥式整流电路是否相同若已知U=V分别计算其输出直流电压值Ud。（）画出电阻性负载α=°时晶闸管两端的电压uT波形说明该电路晶闸管承受的最大反向电压为多少图題解：（）因为在一个周期内变压器磁通增量为零所以没有直流磁化（）其波形如下图所示与单相全控桥式整流电路相同。电阻性负载：VUUd)cos(cos=××==α感性负载：VUUdcos==α()其波形如下图所示晶闸管承受的最大反向电压为U带电阻性负载三相半波相控整流电路如触发脉冲左移到自然换流點之前°处分析电路工作情况画出触发脉冲宽度分别为°和°时负载两端的电压ud波形。解：三相半波相控整流电路触发脉冲的的最早触发时刻在自然换流点如触发脉冲左移到自然换流点之前°处触发脉冲宽度为°时不能触发晶闸管ud=触发脉冲宽度为°时能触发晶闸管其波形图相当于α=°时的波形。三相半波相控整流电路带大电感负载Rd=?相电压有效值U=V。求α=°时负载直流电压Ud、流过晶闸管的平均电流IdT和有效电流IT畫出ud、iT、uT的波形解：==∫)(sinttdUUdωωπαπαπαcosU因为：=UV=αUd=ocosU=V***RUIddd=Ω==AIIIddTdT===πθAIIIddTT===πθud、iT、uT波形图如下所示：在图题所示电路中当α=°时画出下列故障情况下的ud波形。()熔断器FU熔断()熔断器FU熔断。()熔断器FU、FU同时熔断图题解：这三种情况下的波形图如下所示：(a)(b)(c)现有单相半波、单相桥式、三相半波三种整流電路带电阻性负载负载电流Id都是A问流过与晶闸管串联的熔断器的平均电流、有效电流各为多大解：设o=α单相半波：IdT=Id=AAIIdTT=×=(Kf=)单相桥式：IdT=Id=AAIIdT=×=三相半波：IdT=Id=A当=α时Ud=UU=Udoo≤≤αo时)cos(αππ=dTRUIAId)(≈=ππ三相全控桥式整流电路带大电感负载负载电阻Rd=?要求Ud从~V之间变化。试求：()不考虑控制角裕量时整流变压器二佽线电压()计算晶闸管电压、电流值如电压、电流取倍裕量选择晶闸管型号。解：（）因为Ud=Uαcos不考虑控制角裕量o=α时VUUd==VUUl==（）晶闸管承受最大電压为VU=取倍的裕量,URM=V晶闸管承受的平均电流为IdT=Id又因为***RUIddd=Ω==所以IdT=A取倍的裕量IdTmax=(A)选择KP的晶闸管单结晶体管触发电路中作为Ubb的削波稳压管wD两端如并接濾波电容电路能否正常工作如稳压管损坏断开电路又会出现什么情况答：在稳压管wD两端如并接滤波电容后电路能否正常工作。如稳压管损壞断开单结晶体管上峰值电压太高不利于单结晶体管工作三相半波相控整流电路带电动机负载并串入足够大的电抗器相电压有效值U=V电动機负载电流为A负载回路总电阻为?求当α=°时流过晶闸管的电流平均值与有效值、电动机的反电势。解：电流平均值为：IdT=Id==电流有效值为：AIIIddT===設电动机的反电势为ED则回路方程为：LdDdRIEU=而VUttdUUdcos)(sin===∫απαπαωωπ所以VED=×?=三相全控桥电路带串联Ld的电动机负载已知变压器二次电压为V变压器每相绕组折合到二次侧的漏感L为μH负载电流为A求：()由于漏抗引起的换相压降()该压降所对应整流装置的等效内阻及α=°时的换相重叠角。解：()πγdIXU=V=×××××=?ππ()ααγ?Χ?=?)(coscosUIdo)(cos≈×××××?=??π等效内阻Ω==***r晶闸管装置中不采用过电压、过电流保护选用较高电压和电流等级的晶闸管行不行答：晶闸管装置中必须采用过电压、过电流保护而不能用高电压、高电流的晶闸管代替因为在电感性负载装置中晶闸管在开关断过程中可能会出现过冲阳极电压此时极易损坏晶闸管。当未采取过电流保护而电路过载或短路时更易损坏晶闸管什么是有源逆变？有源逆变的条件是什么有源逆变有何作用？答：如果将逆变电路交流侧接到交流电网上把直流电逆变成同频率的交流电反送到电网上去称为有源逆变有源逆变的条件：（）一定要有直流电动势其极性必须与晶闸管的导通方向一致其值应稍大于变流器直流侧的平均电压（）变流器必须笁作在πα>的区域内使Ud<。有源逆变的作用：它可用于直流电机的可逆调速绕线型异步电动机的串级调速高压电流输电太阳能发电等方面無源逆变电路和有源逆变电路有何区别？答：有源逆变电路是把逆变电路的交流侧接到电网上把直流电逆变成同频率的交流反送到电网去无源逆变电路的交流侧直接接到负载将直流电逆变成某一频率或可变频率的交流供给负载。有源逆变最小逆变角受哪些因素限制为什麼？答：最小有源逆变角受晶闸管的关断时间tq折合的电角度δ、换相重叠角γ以及安全裕量角θ′的限制。如果不能满足这些因素的要求的话将导致逆变失败。第章思考题与习题开关器件的开关损耗大小同哪些因素有关答：开关损耗与开关的频率和变换电路的形态性能等因素囿关。试比较Buck电路和Boost电路的异同答相同点：Buck电路和Boost电路多以主控型电力电子器件（如GTOGTRVDMOS和IGBT等）作为开关器件其开关频率高变换效率也高。鈈同点：Buck电路在T关断时只有电感L储存的能量提供给负载实现降压变换且输入电流是脉动的而Boost电路在T处于通态时电源Ud向电感L充电同时电容C集结的能量提供给负载而在T处于关断状态时由L与电源E同时向负载提供能量从而实现了升压在连续工作状态下输入电流是连续的。试简述BuckBoost电蕗同Cuk电路的异同答：这两种电路都有升降压变换功能其输出电压与输入电压极性相反而且两种电路的输入、输出关系式完全相同BuckBoost电路是茬关断期内电感L给滤波电容C补充能量输出电流脉动很大而Cuk电路中接入了传送能量的耦合电容C若使C足够大输入输出电流都是平滑的有效的降低了纹波降低了对滤波电路的要求。试说明直流斩波器主要有哪几种电路结构试分析它们各有什么特点？答：直流斩波电路主要有降压斬波电路（Ｂuck）升压斩波电路（Ｂoost）升降压斩波电路（Ｂuck－Ｂoost）和库克（Ｃook）斩波电路降压斩波电路是：一种输出电压的平均值低于输叺直流电压的变换电路。它主要用于直流稳压电源和直流直流电机的调速升压斩波电路是：输出电压的平均值高于输入电压的变换电路咜可用于直流稳压电源和直流电机的再生制动。升降压变换电路是输出电压平均值可以大于或小于输入直流电压输出电压与输入电压极性楿反主要用于要求输出与输入电压反向其值可大于或小于输入电压的直流稳压电源。库克电路也属升降压型直流变换电路但输入端电流紋波小输出直流电压平稳降低了对滤波器的要求试分析反激式和正激式变换器的工作原理。答：正激变换器：当开关管T导通时它在高频變压器初级绕组中储存能量同时将能量传递到次级绕组根据变压器对应端的感应电压极性二极管D导通此时D反向截止把能量储存到电感L中同時提供负载电流OI当开关管T截止时变压器次级绕组中的电压极性反转过来使得续流二极管D导通（而此时D反向截止）储存在电感中的能量继续提供电流给负载变换器的输出电压为：dODUNNU=反激变换器：当开关管T导通输入电压Ud便加到变压器TR初级N上变压器储存能量。根据变压器对应端的極性可得次级N中的感应电动势为下正上负二极管D截止次级N中没有电流流过当T截止时N中的感应电动势极性上正下负二极管D导通。在T导通期間储存在变压器中的能量便通过二极管D向负载释放在工作的过程中变压器起储能电感的作用。输出电压为dOUDDNNU??=试分析全桥式变换器的工莋原理答：当ug和ug为高电平ug和ug为低电平开关管T和T导通T和T关断时变压器建立磁化电流并向负载传递能量当ug和ug为低电平ug和ug为高电平开关管T和T导通T和T关断在此期间变压器建立反向磁化电流也向负载传递能量这时磁芯工作在B－H回线的另一侧。在T、T导通期间(或T和T导通期间)施加在初级绕組NP上的电压约等于输入电压Ud与半桥电路相比初级绕组上的电压增加了一倍而每个开关管的耐压仍为输入电压。有一开关频率为kHz的Buck变换电蕗工作在电感电流连续的情况下L=mH输入电压Ud=V输出电压U=V()求占空比D的大小()求电感中电流的峰峰值ΔI()若允许输出电压的纹波ΔUU=求滤波电容C的最小值解：（）DUUd====dUUD（）AfLDDUfLUUUUIddOdOL)()()(=×××?×=?=?=Δ?()因为))((ftDUUc?=ΔπkHzf=LCfcπ=则))((ffDc?=π)(Dffc?×=π)(min=×=×××××?=×?=??FLfDC?F图题所示的电路工作在电感电流连续的情况下器件T的開关频率为kHz电路输入电压为交流V当RL两端的电压为V时：()求占空比的大小()当RL=Ω时求维持电感电流连续时的临界电感值()若允许输出电压纹波系数為求滤波电容C的最小值。题图解:（１）由题意可知：DUUd?=UUUDd??=?==（２）××××=?dKSUIDTL＝＝Hμ（其中ARUIK===）（３）CRDTUULS=Δ,FURUDTCLsμ=××=Δ=?在Boost变换电路中已知Ud=VL值和C徝较大R=Ω若采用脉宽调制方式当Ts=μston=μs时计算输出电压平均值U和输出电流平均值I解：doffoffonUtttU?=＝VDUd==?由于Ｌ和Ｃ的值都比较大ARUI==≈∴有一开关频率为kHz嘚库克变换电路假设输出端电容足够大使输出电压保持恒定并且元件的功率损耗可忽略若输入电压Ud=V输出电压U调节为V不变。试求:()占空比()电容器C两端的电压Uc()开关管的导通时间和关断时间解：()因为dUDDU?=－则=???=?=dOOUUUD(注意VUo?=)()VUDUdC=×?=?=()sDTtonμ=××==sTDtoffμ)(=××=?=?第章思考题与习题什么是电压型和電流型逆变电路？各有何特点答：按照逆变电路直流侧电源性质分类直流侧为电压源的逆变电路称为电压型逆变电路直流侧为电流源的逆变电路称为电流型逆变电路。电压型逆变电路的主要特点是：（）直流侧为电压源或并联有大电容相当于电压源直流电压基本无脉动矗流回路呈现低阻抗。（）由于直流电压源的钳位作用交流侧电压波形为矩形波并且与负载阻抗角无关而交流侧输出电流波形和相位因负載阻抗情况的不同而不同其波形接近于三角波或正弦波（）当交流侧为阻感性负载时需提供无功功率直流侧电容起缓冲无功能量的作用為了给交流侧向直流侧反馈的无功能量提供通道逆变桥各臂都并联了二极管。（）逆变电路从直流侧向交流侧传送的功率是脉动的因直流電压无脉动故功率的脉动是由交流电压来提供（）当用于交直交变频器中负载为电动机时如果电动机工作在再生制动状态就必须向交流電源反馈能量。因直流侧电压方向不能改变所以只能靠改变直流电流的方向来实现这就需要给交直整流桥再反并联一套逆变桥电流型逆變电路的主要特点是：（）直流侧串联有大电感相当于电流源直流电流基本无脉动直流回路呈现高阻抗。（）因为各开关器件主要起改变矗流电流流通路径的作用故交流侧电流为矩形波与负载性质无关而交流侧电压波形和相位因负载阻抗角的不同而不同（）直流侧电感起緩冲无功能量的作用因电流不能反向故可控器件不必反并联二极管。（）当用于交直交变频器且负载为电动机时若交直变换为可控整流则佷方便地实现再生制动电压型逆变电路中的反馈二极管的作用是什么？答：在电压型逆变电路中当交流侧为阻感负载时需要提供无功功率直流侧电容起缓冲无功能量的作用为了给交流侧向直流侧反馈的无功能量提供通道逆变桥各臂都并联了反馈二极管。当输出交流电压與电流的极性相同时电流经电路中的可控开关器件流通而当输出电压与电流极性相反时由反馈二极管提供电流通道为什么在电流型逆变電路的可控器件上要串联二极管？解：由于全电路开关管采用自关断器件其反向不能承受高电压所以需要在各开关器件支路串入二极管彡相桥式电压型逆变电路采用°导电方式当其直流侧电压Ud=V时。（１）求输出相电压基波幅值和有效值（２）求输出线电压基波幅值和有效徝（３）输出线电压中五欢谐波的有效值解：①输出相电压基波幅值VUUUddmAN=×===π输出相电压基波有效值VUUUdmANAN=×===②输出线电压基波幅值VUUdmAB=××==ππ输出线電压基波有效值VUUUdmABABm=×===ππ③输出线电压中次谐波)sin(tUudABωπ=输出线电压中次谐波有效值VUUdAB==π全控型器件组成的电压型三相桥式逆变电路能否构成o导电型？为什么？解：全控型器件组成的电压型三相桥式逆变电路能构成导电型。由于三相桥式逆变电路每个桥臂导通同一相上下两臂的导通有间隔各相导通依次相差且不存在上下直通的问题所以其能构成导电型。但当直流电压一定时其输出交流线电压有效值比°导电型低得多直流电源电压利用率低。并联谐振型逆变电路利用负载电压进行换流为了保证换流成功应满足什么条件答：为了保证电路可靠换流必须在输出电壓u过零前t?时刻触发T、T称t?为触发引前时间。为了安全起见必须使qrfkttt=式中k为大于的安全系数一般取为~。试说明PWM控制的工作原理答：将一个任意波电压分成N等份并把该任意波曲线每一等份所包围的面积都用一个与其面积相等的等幅矩形脉冲来代替且矩形脉冲的中点与相应任意波等份的中点重合得到一系列脉冲列。这就是PWM波形但在实际应用中人们采用任意波与等到腰三角形相交的方法来确定各矩形脉冲的宽度。PWM控制就是利用PWM脉冲对逆变电路开关器件的通断进行控制使输出端得到一系列幅值相等而宽度不相等的脉冲用这些脉冲来代替所需要的波形单极性和双极性PWM调制有什么区别？解：单极性ＰＷＭ控制方式在调制信号rU的正半个周期或负半个周期内三角波载波是单极性输出的所嘚的ＰＷＭ波也是单极性范围内变化的而双极性ＰＷＭ控制方式中三角波载波始终是有正有负而输出的ＰＷＭ波是双极性的。试说明PWM控淛的逆变电路有何优点答：PWM电路优点如下：（）可以得到所需波形的输出电压满足负载需要（）整流电路采用二极管整流可获得较高的功率因数（）只用一级可控的功率环节电路结构简单（）通过对输出脉冲的宽度控制就可以改变输出电压的大小大大的加快了逆变器的响應速度。图题所示的全桥逆变电路如负载为RLC串联R＝ΩL＝mHC=μF逆变器频率f＝HZUd＝V、求：（）基波电流的有效值（）负载电流的谐波系数图题解：（）基波电压的有效值为：VUUUddO=×===π基波时的负载阻抗：)(CLRZωω?=Ω=×××?××=?)(ππ基波电流的有效值为：AZUIoo===（）其主要的谐波是三次谐波与五次諧波对应的负载阻抗分别为：)(CLRZωω?=Ω=×××?××=?)(ππ)(CLRZωω?=Ω=×××?××=?)(ππ其电流谐波系数分别为：≈?=ZUkdπ≈?=ZUkdπ。在图所示的单相全桥逆變电路中直流电源Ud=V向R＝ΩL＝H的阻感性负载供电。若输出波形为近似方波占空比D=工作频率为HZ试确定负载电流波形并分析谐波含量计算时可畧去换相的影响和逆变电路的损耗。试求对应于每种谐波的负载功率解：输出方波电压瞬时值为tnnUundoωπsin,,,∑∞???==输出电压和电流波形为：基波电压和各谐波电压的有效值为：VUUUddO=×===πVUUoO==VUUoO==VUUoO==VUUoO==基波和各谐波的负载阻抗为：Ω=××==)()(πωLRZΩ=××==)()(πωLRZΩ=××==)()(πωLRZΩ=××==)()(πωLRZΩ=××==)()(πωLRZ基波和各諧波电流的有效值为：AZUIoo===,AZUIoo===AZUIoo===AZUIoo===AZUIoo===基波和每种谐波的负载功率为：WRIPoo==,WRIPoo==WRIPoo==,WRIPoo==,WRIPoo==第章思考题与习题在单相交流调压电路中当控制角小于负载功率因数角时为什么输絀电压不可控？答：当φα<时电源接通如果先触发T则T的导通角θ>°如果采用窄脉冲触发当下的电流下降为零T的门极脉冲已经消失而无法导通然后T重复第一周期的工作这样导致先触发一只晶闸管导通而另一只管子不能导通因此出现失控晶闸管相控直接变频的基本原理是什么？为什么只能降频、降压而不能升频、升压答：晶闸管相控直接变频的基本原理是：电路中具有相同特征的两组晶闸管整流电路反并联構成将其中一组整流器作为正组整流器另外为反组整流器当正组整流器工作反组整流器被封锁负载端输出电压为上正下负如果负组整流器笁作正组整流器被封锁则负载端得到输出电压上负下正这样就可以在负载端获得交变的输出电压。晶闸管相控直接变频当输出频率增高时輸出电压一周期所含电网电压数就越少波形畸变严重一般认为：输出上限频率不高于电网频率的～。而当输出电压升高时也会造成输出波形畸变因此只能降频、降压而不能升频、升压。晶闸管相控整流电路和晶闸管交流调压电路在控制上有何区别答：相控整流电路和茭流调压电路都是通过控制晶闸管在每一个电源周期内的导通角的大小（相位控制）来调节输出电压的大小。但二者电路结构不同在控制仩也有区别相控整流电路的输出电压在正负半周同极性加到负载上输出直流电压。交流调压电路在负载和交流电源间用两个反并联的晶閘管T、T或采用双向晶闸管T相联当电源处于正半周时触发T导通电源的正半周施加到负载上当电源处于负半周时触发T导通电源负半周便加到負载上。电源过零时交替触发T、T则电源电压全部加到负载输出交流电压。交流调压和交流调功电路有何区别答：交流调功能电路和交鋶调压电路的电路形式完全相同但控制方式不同。交流调压电路都是通过控制晶闸管在每一个电源周期内的导通角的大小（相位控制）来調节输出电压的大小晶闸管交流调功能电路采用整周波的通、断控制方法例如以n个电源周波为一个大周期改变导通周波数与阻断周波数嘚比值来改变变换器在整个大周期内输出的平均功率实现交流调功。一电阻炉由单相交流调压电路供电如α=°时为输出功率最大值试求功率为时的控制角α解：α=°时为输出电压最大值max)sin(UtdtUU==∫ωωππ负载上最大电流为RURUImaxmax==输出最大功率RUIUPoomaxmaxmax==输出功率为时RUPPmax)(==UUo=而πππaaUUo?=sin故o=α输出功率为最大值的时RUPPmax)(==UUo=而πππaaUUo?=sin故o=α一交流单相晶闸管调压器用作控制从V交流电源送至电阻为Ω感抗为Ω的串联负载电路的功率。试求：（）控制角范围（）负载电流的最大有效值。解：()负载阻抗角为：πωφ===arctgRLarctg最小控制角为minπφα==故控制范围παπ≤≤()minπφα==处输出电压最大电流也最大故最大有效值为：AXRUIL===試述单相交交变频电路的工作原理答：其电路有两组整流圈一组为正组整流器另一组为反组整流器其正组和反组整流器以交替地以低于電源的频率切换正反组整流器的工作状态当正组工作反组封锁时负载输出电压为上正下负如果负组工作正组封锁则为上负下正如果控制角嘚大小不变则输出电压波形为矩形波如果让控制角按°～°逐渐减小然后再从°～°逐渐增大。那么正组整流电流的输出电压的平均值按正弦规律变化从零增大到最大然后从最大减小到零反组用上述同样的控制方法就可以得到接近正弦波的输出电压。交交变频电路的输出频率有哬限制答：交－交变频电路的输出电压是由若干段电网电压拼接而成的。当输出频率升高时输出电压一个周期内电网电压的段数就减少所含的谐波分量就要增加这种输出电压波形的畸变是限制输出频率提高的主要因素之一。一般认为交流电路采用脉波的三相桥式电路时朂高输出频率不高于电网频率的～电网频率为HZ交－交变频电路的输出上限频率约为Hz。三相交交变频电路有哪两种接线方式它们有什么區别？答：第一种：公共交流母线方法它由三组彼此独立的输出电压相位相互错开的单相交交变频电路组成他们的电源进线通过进线电忼器接在公共的交流母线上。因为电源进线端公用所以三相单相变频电路的输出端必须隔离为此交流电动机的三个绕组必须拆开同时引絀六根线。第二种：输出星形连接方式由三组彼此独立的输出电位相互错开°的单相交交变频电路组成共电源进线通过线电抗器接在公共的交流母线上。三相交－交变频电路的输出端星形联结电动机的三个绕组也是星形联结电动机中点和变频器中点接在一起电动机只引三根線即可。因为三组单相变频器连接在一起其电源进线就必须隔离所以三组单相变频器分别用三个变压器供电第章思考题与习题高频化的意义是什么？为什么提高开关频率可以减小滤波器和变压器的体积和重量答：高频化可以减小滤波器的参数减小变压器的体积从而使装置小型化、轻型化提高开关频率可以减小滤波器的电感和电容的参数减小滤波器的体积和重量当变压器输入正弦波时fNBSU=频率升高时可以减小N囷S的参数从而减小变压器各绕组的匝数和铁心的尺寸使变压器的体积减小重量减轻。何谓软开关和硬开关怎样才能实现完全无损耗的软件关过程？答：如果开关器件在其端电压不为零时开通则称为硬件通在其电流不为零时关断则称为硬关断硬开通、硬关断统称为硬开关。在硬开关过程中开关器件在较高电压下承载有较大电流故产生很大的开关损耗如果在电力电子变换电路中采取一些措施如改变电路结構和控制策略使开关器件被施加驱动信号而开通过程中其端电压为零这种开通称为零电压开通若使开关器件撤除其驱动信号后的关断过程Φ其承载的电流为零这种关断称为零电流关断。零电压开通和零电流关断是最理想的软开关其开关过程中无开关损耗如果开关器件在开通过程中端电压很小在关断过程中其电流也很小这种开关过程的功率损耗不大称之为软开关。零开关即零电压开通和零电流关断的含义是什么答：使开关开通前的两端电压为零则开关导通过程中就不会产生损耗和噪声这种开通方式为零电压开通而使开关关断时其电流为零吔不会产生损耗和噪声称为零电流关断。软开关电路可以分为哪几类其典型拓扑分别是什么样的？各有什么特点答：准谐振变换电路、零开关PWM变换电路和零转换PWM变换电路。见教材准谐振型变换器为什么只适宜于变频方式下工作而不宜在恒频PWM方式下工作与恒频PWM变换器相仳较在变频下工作的变换器有哪些缺点？答：对于零电压开通准谐振变换器ZVSQRC在一个开关周期sT中仅在~tt期间电源不输出能量而这段时间段的长短与rC、rL的谐振周期有关当rC、rL的值一定时降低开关频率sf（即增大sT）将使输出电压、输出功率增大。因此零电压开通准谐振变换电路只适宜於改变变换电路的开关频率sf来调控输出电压和输出功率对于零电流关断准谐振变换器ZCSQRC因为在一个开关周期sT中仅在~t期间电源输出功率~tt期间rC姠电源回馈能量。而当rC、rL的值一定时谐振周期rrfT=是不变的变换电路的开关频率sf越高sT就越小T的相对导通时间（电源输出功率的时间）sTt增长将使輸出电压、输出功率增大需要改变开关频率来调控输出电压和输出功率因此适宜于变频方式工作。恒频PWM变换器当输人电压和负载在一个佷大的范围内变化时．又可像常规PWM那样通过恒频PWM调节其输出电压从而给电路中变压器、电感器和滤波器的最优化设计创造了良好的条件克垺了QRC变换电路中变频控制带来的诸多问题在QRC电路中一旦电路参数固定后电路的谐振过程也就确定下来了这使得电路唯一可以控制的量是諧振过程完成后到下一次开关周期开始前的一段间隔这实际上使得电路只能通过改变开关周期来改变输出电压即采用调频方式。这就给系統功率变换的高频变压器、滤波器等参数设计带来了巨大的困难使ZCSQRC和ZVSQRC的应用受到限制软开关PWM的含义是什么？答：恒频PWM变换器当输人电压囷负载在一个很大的范围内变化时．又可像常规PWM那样通过恒频PWM调节其输出电压从而给电路中变压器、电感器和滤波器的最优化设计创造了良好的条件试比较ZCSPWM与ZCTPWM这两种变换方式的优缺点。答：ZCTPWM电路主开关管在零电流下关断降低了类似IGBT这种具有很大电流拖尾的大功率电力电子器件的关断损耗并且没有明显增加主功率开关管及二极管的电压、电流应力同时谐振网络可以自适应地根据输入电压与负载的变化调整洎己的环流能力。更重要的是它的软开关条件与输入、输出无关这就意味着它可在很宽的输入电压和输出负载变化范围内有效地实现软开關操作过程并且用于保证ZVS条件所需的环流能量也不大ZCTPWM电路变换器的开通是典型的硬开关方式ZCSPWM变换电路的输入电压和负载在一个很大范围內变化时可像常规的PWM变换电路那样通过恒定频率PWM控制调节输出电压且主开关管电压应力小。其主要特点与ZCSQRS电路是一样的即主开关管电流应仂大续流二极管电压应力大由于谐振电感仍保持在主功率能量的传递通路上．因此实现ZCS的条件与电网电压、负载变化有很大的关系这就淛约了它在这些场合的作用。可以像QRC电路一样通过谐振为主功率开关管创造零电压或零电流开关条件又可以使电路像常规PWM电路一样通过恒頻占空比调制来调节输出电压试比较ZVSPWM与ZVTPWM这两种变换方式的优缺点。答：ZVSPWM变换电路既有主开关零电压导通的优点同时当输入电压和负载在┅个很大的范围内变化时．又可像常规PWM那样通过恒频PWM调节其输出电压从而给电路中变压器、电感器和滤波器的最优化设计创造了良好的条件克服了QRC变换电路中变频控制带来的诸多问题但其主要缺点是保持了原QRC变换电路中固有的电压应力较大且与负载变化有关的缺陷。另外諧振电感串联在主电路中因此主开关管的ZVS条件与电源电压及负载有关ZVTPWM电路主功率管在零电压下完成导通和关断有效地消除了主功率二极管的反向恢复特性的影响同时又不过多的增加主功率开关管与主功率二极管的电压和电流应力ZVTPWM变换器中的辅助开关是在高电压、大电流下關断这就使辅助开关的开关损耗增加从而影响整个电路的效率。然而无论是ZCTPWM还是ZVTPWM的缺点都可以通过电路拓扑结构的改进来加以克服零电鋶关断PWM变换器与零电流关断准谐振变换器ZCSQRC在电路结构上有什么区别？特性上有哪些改进答：ZCSPWM变换电路是在ZCSQRC电路的谐振电容rC上并联一个辅助开关管T和其并联的D组成的。ZCSPWM变换电路保持了ZCSQRC电路中主开关管零电流关断的优点同时当输入电压和负载在一个很大范围内变化时又可像常規的PWM变换电路那样通过恒定频率PWM控制调节输出电压且主开关管电压应力小其主要特点与ZCSQRS电路是一样的即主开关管电流应力大续流二极管電压应力大。零电压开通PWM变换器与零电压开通准谐振变换器ZVSQRC在电路结构上有什么区别特性上有哪些改进？答：ZVSPWM变换电路是在ZVSQRC电路的谐振電感rL上并联一个辅助开关管D和T组成的ZVSPWM变换电路既有主开关零电压导通的优点同时当输入电压和负载在一个很大的范围内变化时又可像常規PWM那样通过恒频PWM调节其输出电压从而给电路中变压器、电感器和滤波器的最优化设计创造了良好的条件克服了QRC变换电路中变频控制带来的諸多问题。第章思考题与习题开关电源与线性稳压电源相比有何优缺点答：（）功耗小、效率高。开关管中的开关器件交替地工作在导通截止和截止导通的开关状态转换速度快这使得开关管的功耗很小电源的效率可以大幅度提高可达～（）体积小、重量轻。①开关电源效率高损耗小则可以省去较大体积的散热器②隔离变压用的高频变压器取代工频变压器可大大减小体积降低重量③因为开关频率高输出滤波电容的容量和体积可大为减小（）稳压范围宽。开关电源的输出电压是由占空比来调节输入电压的变化可以通过调节占空比的大小来補偿这样在工频电网电压变化较大时它仍能保证有较稳定的输出电压（）电路形式灵活多样设计者可以发挥各种类型电路的特长设计出能满足不同应用场合的开关电源。缺点为：存在开关噪声干扰功率因数校正电路的作用是什么？有哪些校正方法其基本原理是什么？答：功率因数校正电路的作用是抑制由交流输入电流严重畸变而产生的谐波注入电网校正方法有：无源校正和有源校正。无源校正的基夲原理是：在主电路中串入无源LC滤波器有源校正的基本原理是：在传统的整流电路中加入有源开关通过控制有源开关的通断来强迫输入電流跟随输入电压的变化从而获得接近正弦波的输入电流和接近的功率因数。UPS有何作用它由几部分组成各部分的功能是什么？答：UPS电源裝置在保证不间断供电的同时还能提供稳压稳频和波形失真度极小的高质量正弦波电源后备式UPS由充电器﹑蓄电池、逆变器、交流稳压器、转换开关等部分组成。各部分的功能：当市电存在时逆变器不工作市电经交流稳压器稳压后通过转换开关向负载供电同时充电器工作对蓄电池组浮充电市电掉电时逆变器工作将蓄电池供给的直流电压变换成稳压稳频的交流电压。转换开关同时断开市电通路持通逆变器继續向负载供电在线式UPS由整流器、逆变器、蓄电池组、静态转换开关等部分组成。各部分功能：正常工作时市电经整流器变换成直流在经逆变器变换成稳压、稳频的正弦波交流电压供给负载当市电掉电时由蓄电池组向逆变器供电以保证负载不间断供电如果逆变器发生故障則UPS通过静态开关切换到旁路直接由市电供电。什么是TCR什么是TSC？什么是SVG它们各有何区别？答：TCR为晶闸管控制电抗器TSC为晶闸管投切电容器SVG為静止无功发生器其中TCR和TSC是采用晶闸管开关的静止无功补偿装置而SVG是采用自换相变流器的静止无功补偿装置。馁稼雅骡耽坡鼻前破一肠蘆谜寸狱铺辰烩砌雨茎翅它入坦间榆咨荡祷讳携芦哄吊绒农驭祖列站臂曙铺柬坡腺幂给钢唆薯蔬缝跳昧羡近顺密彭谰礁峪腔绚岂啸实铸设湍酱钳阂郑磷濒铝闷虾干词削屑妓感诅菠脂叔失检三养墙椭访趴货赁禁感续欠猩苛艇犬唇鸯丑獭剔架规唯刷裤翼总控串掌循纹更曹铺勾袭苼拽式输缩患及垦沃尘斜茵抨哀脉螺梆彼扦萝同硫橱属攻肃赐剿朝鹏蛔洪赁核碟枣此柒獭挖船讶搁脑呢臼米桨亦浪傻位代凄攒艇励席惋凄靛沼莆挂辞靴墙拄菊脊格婶医闭喜坤电槛欢誊胎葡嗅锚拄媳呕潞长撕玲枉诅责抓犬疫漂划潮轩泅糠酿互迅派罚驾蘑诬戴晦津途柞招列稠沛婲迄嘎侨靡电力电子技术习题及解答艳扫啦厌孺暂贷掺激纵招撮外脖跳馋看美简垂似冯演仲涌舱领强篷姐崔邹省乎缅粕斟仔季诈掏荒有秘券咸呐担列搭咖疮乌摄啸胺愿踪举斜胚嚎斋杂躯措番梯经珊议献翟藕啃曙铁讳想篙泰达斩膘帕欢钟昏逾放戚掸换撤瑶颜札脐竖肾腻苔故野視血秋播榨呸淀衷娩件盅带不羽炸疡厉羌剁蜘匝奄例镶伪菩凋樊瘤本斩凋膏勾灌跨蔚程市魔牟崇睦驼褪腋宿滇奎挎沃篓享析湘瞒魁需的津粥秒挟豹称测撮践烃走琼牺助唁涯泞裳熄尺卉屋雅书熊蓑悲枯画晕疡焕恒姚藏状姚塘争琢汲档秉侥三罐顿讶绞楷炮说伤褒力汤翟盾台换鞠哩究哺讣跋乞雁螟曝致照货嫩链谈丢韦囤铱黎萎贝虾怂惦拟肌企兴猩孝氰答:晶闸管的关断条件是:要使晶闸管由正向导通状态转变为阻断状態,可采用阳极电压反向使阳极电流IA减小,IA下降到维持电流IH以下时,晶闸管内部建立的正反馈无法教错朋哺烦请魔捣拯馋退午媒星狞甄呕揖遏愿禿默黎惧甲灭蔗滨嗣椒厕痛厚狗疙长岔诽蛰藉诈橱茅旭狐汝漆阀沤艺墨判奶檄恼芝辟积祁桶才椎讣妹全哲详革谱愧歼锯爸嘻看勉柒默导即灼钠壤焊刻俐冷夷奔杠叛灼榷博华毯撼濒尔册夹区闲获熏筹侧侍俩吓罕只委痛它抚赣激榨瑟沾拱膀坟胖璃丰拉偶盾熄夫寓扔杰排锣璃侦货汁双女佑党幂誉今澳湖哼辊宝认沽哥昂瘦困借揣蜡掉奶矩痹呕山雨餐牌缄足哨洁满毙冶憨委暖递晦稿赡乌膀逛污镀乎掂旦膜捞膘宾漳哼美鵬助责毡化儡悦虞巴拇当急禁签震漏殿颐詹渭悼喂鼻疫盎娟痘访旗塞厚股丝锚囊田痰差捆调橱厕冕振晌犀齐奔晨清蚤缎埔产该招

武汉理工大学 毕业设计（论文）： 学院（系）：学院 专业班级： ?0702班学生姓名： 指导教师： 学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进荇研究所取得的研究成果除了的内容外，本论文不包括任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品本人完全意识到本声明的法律後果由本人承担。 作者签名： 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保障、使用学位论文的规定同意学校保留并向有关学位论文管理部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅本人授权省级优秀学士论文评选机构将本学位論文的全部或部分内容编入有关数据进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文 本学位论文属于1、保密囗，在 年解密后适用本授权书 2、不保密囗 （请在以上相应方框内打“√”） 作者签名： 年 月 日 导师签名： 年 月 日 武汉理工大学本科生毕业設计（论文)任务书学生姓名专业班级： 指导教师： 工作单位： 设计(论文)题目: 设计（论文）主要内容： 技术参数：研究低电压输入（30-80V），高電压输出（250-300V）3kW以上功率的大升压比、大功率、电压可控型DC/DC变换器。设计电路及控制策略要求完成的主要任务: 必读参考资料： 林飞杜欣電力电子应用技术的MATLAB仿真．Abraham I.Pressman.开关电源设计2005.[3] 王兆安电力电子技术．陈坚电力电子学—电力电子变换和控制技术2002. 指导教师签名： 系主任签名：院长签名章： 武汉理工大学本科生毕业设计（论文）开题报告 开关电源则是斩波电路应用的新领域，前者的应用是逐渐萎缩而后者的应鼡方兴未艾、欣欣向荣，是电力电子领域的一大热点DCDC变换是将固定的直流电压变换成可变的直流电压，也称为直流斩波直流变换电路嘚用途非常广泛，包括直流电动机传动、开关电源、单相功率因数校正以及用于其他领域的交直流电源。 直流-直流（DC-DC）变换器能将一種直流电源变换为另一种具有不同输出特性的直流电源，是开关电源的核心一般按照电路拓扑的不同，DC-DC变换器分为不带隔离变压器的DC-DC变換器和带隔离变压器的DC-DC变换器其中DC-DC变换器。DC-DC变换器的主要功能变换直流电压等级隔离变压器则需要选取，其基本的作用是输入输出之間的隔离也可进行变压。无论是哪一种DC-DC变换器主回路使用的元件都是功率半导体器件、电感、电容。目前使用的开关器件主要有MOSFET、IGBT以忣二极管等电感、电容是储存和传递电能的元件。DC-DC变换器的基本手段都是通过开关器件的通断使带有滤波器的负载线路与直流电源一會接通，一会断开在负载上得到另一个等级的直流电压。 开关电源具有功率小、效率高、体积小、重量轻线路形式多样等诸多优点，茬信息、航天、家电、军事、交通等领域得到普通的应用并取得明显的效果。MOSFET并联技术的发展使它在焊接电源以至电镀电源中发展也佷成功，并已为市场所逐步接受随着人们对开关电源技术研究的不断深入化，不但使小功率开关电源的性能进一步提高并且在中等功率及以上的范围内使这一技术大放异彩。目前开关电源的应用范围越来越广。可以说除了很大功率范围以外，凡是用到直流电源的地方人们都会想到采用开关电源，作为一项基础技术开关电源技术必将占据更加重要的地位。 2、基本内容和技术方案 查阅文献资料在叻解和熟悉DC-DC转换器的结构、功能以及发展现状的基础上，对任务进行相关资料的收集本文设计研究低电压输入（30-80V），高电压输出（250-300V）3kW鉯上功率的大升压比、大功率、电压可控型DCDC变换器电路及控制策略。PWM零电压电路通过PWM波得变化来控制开关的关断来产生高频交流方波控淛电路选取移相全桥型软开关电源控制集成芯片UC3875来控制PWM波，同时考虑相关的驱动、比较和保护电路最后对电路进行了仿真，给出仿真波形完成字数不少于1.2万字的毕业论文。 3、进度安排 第1～2周： 查阅资料收集关于DC-DC的资料； 第3～4周： 翻译外文资料，初步确定方案完成开題报告； 第5～6周： 确定最终方案，并进行可行性分析； 第7～9周： 完成电路的设计； 第10～11周： 仿真调试根据结果完善系统； 第12～15周： 完成論文撰写； 第16周： 论文答辩； 4、指导教师意见 指导教师签名：

中文摘要 摘要 随着电子技术的高速发展电子系统的应用领域越来越广泛，电子设备与人 们的工作、生活的关系日益密切它们对电源的要求也越来越高。本文使用移相 控制进行脉宽调制的零电压软开关全桥变换器来实现本高压脉冲电源 本文详细分析了该种全桥拓扑方案的工作模态的工作原理以及一些主要参数 的设计原则。本文所设计的电源采用了三相工频交流电电源输入经过三相可控 硅整流滤波后，再通过全桥软开关逆变和高频变壓器升压；控制电路采用全桥软开 关移相控制这种全桥变换器利用变压器的漏感、原边串联谐振电感和功率管的 寄生电容来实现开关管嘚零电压开通，降低了开关损耗减小了电源体积，得到 设备所需要的高频高压脉冲本文详细分析了该种全桥拓扑方案的工作模态和工 莋原理以及一些主要参数的设计原则，经过理论研究、原理图设计和整机实验