思考题与习题 

1.直流­直流变换电路有哪几种控制方式？最常用的控制方式是什么？ 答：根据对输出电压平均值进行调制方式的不同，斩波电路有 3种控制方式： 1）脉冲宽度控制（Pulse Width Modulation），也称 PWM。此方式电力电子器件的通断 频率（周期 T）一定，调节脉冲宽度 ton，ton 值在 0~T 之间变化，负载电压在 0~E 之间变化。 

2）脉冲频率控制（Pulse Frequency Modulation），也称 PFM。此方式脉冲宽度 ton 一定， 改变电力电子器件通断频率 f，f=1/T。f 增加 T 减小，当 T=ton 时电路全导通，uo=E；f 下降 周期 T 增大时，输出电压u o 减小。 

3）脉冲混合控制。即同时改变 f 和 ton，使占空比a 改变。

以上 3 种控制方法都是改变通断比，实现改变斩波器的输出电压。 较常用是脉冲宽度控 制方式，即 PWM 控制方式。 

2.在图 3­2a 所示的降压斩波电路中，已知 E=200V，R=10Ω，L 值极大，EM=40V，采 用脉宽调制（PWM）方式，当 T=40μs，ton=10μs 时，计算输出电压平均值 Uo、输出电流 平均值 Io。

解： U o =

1 t on t 10 on 

u dt = = a E = ´ 200 = 50 V o ò 0 T T 40 a E - E U - E M M 

I o = = o = 1A 

R R 

3.有一降压斩波电路，输入电压 E为 27（1±10%）V，要求输出电压Uo 为 15V，求该 电路占空比的变化范围。

解： U o =

1 t on t on 

u dt = = a E o 

T ò0  T U o 15 a = = = 0 . 51 1

E 27 ´ 1 . 1 

a 2 = 

U o 15 

= = 0 . 62 E 27 ´ 0 . 9 

占空比的变化范围： 0 . 51 £a £ 0 . 62 

4.在图 3­2a 所示的降压斩波电路中，已知 E=200V，R=0.1Ω，L 值极大，EM=35V，采 用脉宽调制（PWM）方式，当 T=1800μs，若输出电流平均值Io=100A，求：①输出电压平 均值 Uo 和所需的 ton；②画出 uo、io 的波形。

解： ① I o = 

a E - E M 

R U - E M 

o = 100 A 

R 

U o =45 V 

a = 0.225 

t  on = 405us 

②波形如下（电流连续）

5.试分别简述升降压斩波电路和 Cuk斩波电路的基本原理，并比较其异同点。 解：Cuk 斩波电路输出电压与输入电压的关系和升降压斩波电路相同， 同是反极性电路。 Cuk 电路不同于升降压斩波电路的最明显的优点就是输入电流和输出电流均连续，且脉动 小，有利于对输入和输出进行滤波。 

6.在图 3­3a 所示的升压斩波电路中，已知 E=50V，R=25Ω，L 值和 C 值极大，采用脉 宽调制（PWM）方式，当 T=50μs，ton=20μs 时，计算输出电压平均值Uo、输出电流平均 值 Io。

解： 

U o = 

1 1 E = E = 83 . 33 V b 1 - a

U 

I o = o = 3 . 33 A 

R 

7.试分别简述 Sepic斩波电路和 Zeta 斩波电路的基本原理，并推导其输入输出关系。 Sepic 斩波电路的基本原理是：当 V 处于通态时，E—L1—V 回路和 C1—V—L2 回路同 时导通，L1 和 L2 储能。当 V处于断态时，E—L1—C1—VD—负载（C2 和 R）回路和 L2—VD —负载回路同时导通，此阶段 E 和 L1 既向负载供电，同时也向 C1 充电，以保证 C1 在 V导 通期间向电感 L2 提供能量。

稳态时，忽略电路的损耗，假设电容 C 和电感 L 足够大，一个周期内电感 L 储存的能 量等于释放的能量，故平均电压等于零，即

对电感 L1 有： 对电感 L2 有： 

= ò u dt + ò u dt = 0  L 1 L 1 ò u L 1dt 

0 

0 

t on 

T 

t on 

T 

ò u 

0 

T 

L 2

dt = ò u L 2 dt + ò u L 2 dt = 0 

0 

t on 

t on 

T 

则有： Et E ­ U o - U C 1 ) t on + ( off = 0 

U C 1t - U O ) t  on + ( off = 0 

得： U o = 

a E 1 - a

Zeta 斩波电路原理如下：在电路稳态时，在一个工作周期中，当 V处于通态时，E—V —L1 回路和 E—V—C1—L2 回路同时导通，L1 储能，同时 E 和 C1 共同经 L1 向负载供电。二 极管 VD 反偏，处于截止状态；当 V处于断态时，L1—VD—C1 …… 此处隐藏：1678字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……