1、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 10,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:T to f ft1t2I2 0 skHzfTs 05.0dUDV40850ARI14-2 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,U o=5V,输入电压为1040V,P o5W ,f s=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: sfTkHzfss 201,50在该变换器中, 不变,VUu50即 50IUPAPI10要求在电流连续
2、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 1040V 时,D=0.50.125在输出电压不变时,由 得,)1(2osLBDUTIHITL 75.432)(50)1(26Bos 当 D=0.1250.5 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 43.75 H4-3 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,f s=20kHz,L =1mH,C=470 F,当输入电压为12.6V,I o=200mA,计算输出电压的纹波。解:因为 msfTss 05.2/1假设 电路工作在电路连续的模式下,所以有: =0.3976.12/
3、5/dOUD电路在临界状态下时,有=LTIodSOB2/)( mA4.75102/)56.(105.397.033由于 ,所以电路工作在电流连续模式下,OI电压纹波为 mVDLCUToso 065.2)379.1(04785)()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,R L =50,t on =80 s,t off=20 s,设电感和电容的值足够大。(1) 画出 uo、i C 的波形。(2) 计算输出电压 Uo。解:(1):Oto nto f fiDID= Io UoUoD Ts( 1 - D ) Tsttuo(2) 因
4、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. 8.02ofntDVUd51.10输出电压 为 500V.04-6 在升压变换器中,认为所有的元件都是理想的。输入电压为816V,输出电压 Uo=24V,f s=20kHz,C =470 F, Po5W,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 ,msfTsS02.1在保证 不变的情况下,0UWIUP50即 : 245I当 变化时,VUd168占空比 变化32D要是电路工作在电流连续模式下,应使负载电流 IoI oB由临界连续状态下 IoB 为, 20)1(2DLUTISOB20)(IOBS由书中图
5、4-13(b)可知,D 在 0.330.67 内电流临界连续最小值与D 是单调变化的,电感的取值为 HDL 67.1085)1(245102在整个工作范围内保证连续的最小电感是 170.67H。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,f s=20kHz,L=150 H,C =470 F, 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 1240DUd所以, D=0.5又因为 在 D=0.5 ,电路工作在临界状态时,mADLUTISOB 50.10524.)1(2 2630 所以,此时电路
6、工作在电流临界连续模式下,纹波电压 =106.4mV3600 10247125.sdCfUI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 840V,输出电压 Uo=15V,f s=20kHz,C=470 F, Po2W,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: msfTss 05.2/1在 不变的情况下,要保证电路工作在电流连续模式下,0U且保持 WIP50即 120I又因为在电流连续模式下, 408150DUd所以,D 取值区间为 132由书中图 4-20(b)可知,在整个工作范围内,电流临界
7、连续值与D 是单调变化的,电感的取值为 mHDDIUTLS 49.13.0)15/20)1(2220 (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,f s=20kHz,L =150 H,C =470 F, 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 12510dUD得 D=5/9当D=5/9时,在临界状态下有: ADLTIsoB 49.051021220 ,电路工作在电流连续模式下OIoB可以得, mVCDTIUso 5.2910475.9506330 输出电压的纹波 29.5mV4-12 (略)4-13 (略)4-14 (略)