电力电子技术-晶体管电路习题课课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,1,晶体管功率电路,习题课,1,2,9-1.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U,0,=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 一,2,3,9-1.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,3,4,9-1.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,（2）保证整个工作范围电感电流连续时电感值,4,5,5,6,9-1.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U,0,=100mV时滤波电容值,6,7,，,（,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,7,8,9-1.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30kHz，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,8,9,（,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！,9,10,1.,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,10,11,理想BOOST变换器如图，输入电压u,i,=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 二,11,12,理想BOOST变换器如图，输入电压u,i,=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,题 二,12,13,理想BOOST变换器如图，输入电压u,i,=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 二,13,14,理想BOOST变换器如图，输入电压u,i,=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 二,14,15,理想BOOST变换器如图，输入电压u,i,=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：（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,15,16,理想BOOST变换器如图，输入电压u,i,=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？,16,17,9-2.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 三,17,18,Q,导通时，,Q,关断时，,18,19,i,1max,N,1,=i,2max,(N,1,+N,2,)i,1min,N,1,=i,2min,(N,1,+N,2,),19,20,20,21,9-2.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 。,21,22,Q,导通时，,Q,关断时，,i,1max,(N,1,+N,2,)=i,2max,N,1,i,1min,(N,1,+N,2,)=i,2min,N,1,22,23,23,24,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U,i,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？,图？,24,25,(1)画出原边开关管Q、D1管、D2管和D3管的电压波形,25,26,(2),变换器允许的最大占空比是多少,?,26,27,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,250V,350V,，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？,27,28,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,28,29,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,I,2m,=24/0.4=60,原边矩形波幅值,I,1m,=nI,2m,=30,平均输入电流？,D,？,I,i,=2D*I,1m,=26.28A,29,30,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,30,31,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1.2V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,（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,？,31,32,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 U,o,=nU,i,（,D0.5),32,33,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,0.5,33,34,课堂练习BUCK电路,当电感电流连续时，画出u,A,、u,L,、u,Q,、u,D,、i,L,、i,C,的波形,34,35,电流连续时波形分析,u,Q,u,i,-u,A,u,D,=0-u,A,35,36,课堂练习BUCK电路,当电感电流断续时，画出u,A,、u,L,、u,Q,、u,D,、i,L,、i,C,的波形,36,37,电流断续时波形分析,u,Q,u,i,-u,A,u,D,=0-u,A,37,38,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i,1,i,2,u,Q,u,D,波形,38,39,单端反激式变换器(Flyback),(A)电流连续:,完整的波形分析,39,40,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i,1,i,2,u,Q,u,D,波形,40,41,单端反激式变换器(Flyback),(b)电流断续:,波形分析,41,42,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,u,Q,u,D1,u,D2,u,D3,波形,设U,i,=100V,N,1:,N,2:,N,3,=10:1:10,标注各数值大小,42,43,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,u,Q,u,D1,u,D2,u,D3,波形,设U,i,=100V,N,1:,N,2:,N,3,=10:1:10,标注各的数值大小,43,44,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u,Q,u,D,i,D,i,Q,波形，原副边绕组电压电流波形。,习题2,：单端反激式电路，(1)D=0.4,F=100KHz,Ui=100v,N1:N2=2:1,RL=10欧，iL工作在连续状态。定量画出,L1=100微亨,时u,Q,u,D,i,Q,i,D,波形,求u,o;,(2)N1:N2=1:2,D=0.4,L1=100微亨，F=100KHZ,Ui=60v,求临界连续负载电流I,G,及电阻R,LG;,(3)推导iL连续及断续下uo/ui关系式,44,