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1、.第五章直流-直流交流電路1．簡述圖5-1a所示的降壓斬波電路工作原理。答：降壓斬波器的原理是：在一個控制周期中，讓V導(dǎo)通一段時間ton，由電源E向L、R、M供電，在此期間，uo＝E。然后使V關(guān)斷一段時間toff，此時電感L通過二極管VD向R和M供電，uo＝0。t一個周期內(nèi)的平均電壓Uono＝E。輸出電壓小于電源電壓，起tontoff到降壓的作用。2．在圖5-1a所示的降壓斬波電路中，已知E=200V，R=10Ω，L值極大，EM=30V，T=50μs,ton=20μs,計算輸出電壓平均值Uo，輸出電流平均值Io。解：由于L值極大，故負載電流連續(xù)，于是輸
2、出電壓平均值為ton20200Uo=E==80(V)T50輸出電流平均值為Uo-EM8030Io===5(A)R103．在圖5-1a所示的降壓斬波電路中，E=100V，L=1mH，R=0.5Ω，EM=10V，采用脈寬調(diào)制控制方式，T=20μs，當ton=5μs時，計算輸出電壓平均值Uo，輸出電流平均值Io，計算輸出電流的最大和最小值瞬時值并判斷負載電流是否連續(xù)。當ton=3μs時，重新進行上述計算。解：由題目已知條件可得：EM10m===0.1E100..L0.001τ===0.002R0.5當ton=5μs時，有Tρ==0.01ton==0.0025
3、由于0.0025e1e1=0.01=0.249>me1e1所以輸出電流連續(xù)。此時輸出平均電壓為ton1005Uo=E==25(V)T20輸出平均電流為Uo-EM2510Io===30(A)R0.5輸出電流的最大和最小值瞬時值分別為0.00251eE1e100Imax=m=0.010.1=30.19(A)1eR1e0.50.0025e1Ee1100Imin=m=0.1=29.81(A)0.01e1Re10.5當ton=3μs時，采用同樣的方法可以得出：αρ=0.0015由于0.015e1e1==0.149>m0.01e1e1所以輸出電流仍然連續(xù)。此時輸出
4、電壓、電流的平均值以及輸出電流最大、最小瞬時值分別為：..ton1003Uo=E==15(V)T20Uo-EM=1510=10(A)Io=R0.50.00151e100Imax=0.010.1=10.13(A)1e0.50.0015e1100Imin=0.010.1=9.873(A)e10.54．簡述圖5-2a所示升壓斬波電路的基本工作原理。答：假設(shè)電路中電感L值很大，電容C值也很大。當V處于通態(tài)時，電源E向電感L充電，充電電流基本恒定為I1，同時電容C上的電壓向負載R供電，因C值很大，基本保持輸出電壓為恒值Uo。設(shè)V處于通態(tài)的時間為ton，此階段電感
5、L上積蓄的能量為EI1ton。當V處于斷態(tài)時E和L共同向電容C充電并向負載R提供能量。設(shè)V處于斷態(tài)的時間為toff，則在此期間電感L釋放的能量為UoEI1toff。當電路工作于穩(wěn)態(tài)時，一個周期T中電感L積蓄的能量與釋放的能量相等，即：EI1tonUoEI1toff化簡得：tontoffTUoEEtofftoff式中的T/toff1，輸出電壓高于電源電壓，故稱該電路為升壓斬波電路。..5．在圖5-2a所示的升壓斬波電路中，已知E=50V，L值和C值極大，R=20Ω，采用脈寬調(diào)制控制方式，當T=40μs，ton=25μs時，計算輸出電壓平均值Uo，輸出電流
6、平均值Io。解：輸出電壓平均值為：T40Uo=E=50=133.3(V)toff4025輸出電流平均值為：Uo133.3Io===6.667(A)R206．試分別簡述升降壓斬波電路和Cuk斬波電路的基本原理，并比較其異同點。答：升降壓斬波電路的基本原理：當可控開關(guān)V處于通態(tài)時，電源E經(jīng)V向電感L供電使其貯存能量，此時電流為i1，方向如圖3-4中所示。同時，電容C維持輸出電壓基本恒定并向負載R供電。此后，使V關(guān)斷，電感L中貯存的能量向負載釋放，電流為i2，方向如圖3-4所示。可見，負載電壓極性為上負下正，與電源電壓極性相反。穩(wěn)態(tài)時，一個周期T內(nèi)電感L兩端
7、電壓uL對時間的積分為零，即TuLdt00當V處于通態(tài)期間，uL=E；而當V處于斷態(tài)期間，uL=-uo。于是：EtonUotoff所以輸出電壓為：tontonUoEEEtoffTton1..改變導(dǎo)通比，輸出電壓既可以比電源電壓高，也可以比電源電壓低。當0<<1/2時為降壓，當1/2<<1時為升壓，因此將該電路稱作升降壓斬波電路。Cuk斬波電路的基本原理：當V處于通態(tài)時，E—L1—V回路和R—L2—C—V回路分別流過電流。當V處于斷態(tài)時，E—L1—C—VD回路和R—L2—VD回路分別流過電流。輸出電壓的極性與電源電壓極性相反。該電路的等效電路如圖3-5b
8、所示，相當于開關(guān)S在A、B兩點之間交替切換。假設(shè)電容C很大使電容電壓uC的脈動足夠小時。當開關(guān)
