电力电子技术 高职机械电子类资源包项目4 DC-DC变换器.docx

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1、项目4DC-DC变换器1.解答：见图4.1。Buck变换器开关管导通时，输入电压给电感充电储能，同时给负载供电；开关管关断时，电感电流经续流二极管释放储能给负载供电。Buck变换器开关管作高频开关动作时，输入直流电压被开关管斩成PWM电压加到电感L与电容C构成的低通滤波电路上。Buck变换器作DC-DC变换器时，LC滤波电路仅通过PWM电压的直流分量，几乎完全过滤掉PWM电压的高频分量，使得变换器输出直流电压就是PWM电压滤去高频开关分量后的直流分量。2.解答：Buck变换器电感电流工作于临界连续

2、状态时的负载电流记为。有。当时，Buck变换器工作于连续导电模式（CCM）；当时，Buck变换器工作于断续导电模式（DCM）。3.解答：D=ton/T=20×10-6/(50×10-6)=0.4，输出电压Uo=DE=0.4×200V=80V,输出电流Io=Uo/R=80V/20Ω=4A。4.解答：Buck变换器由于负载电流的大幅减小而由连续导电工作模式转入断续导电工作模式时，如果不改变开关管的工作占空比，变换器输出电压将会升高。空载时，Buck变换器输出电压等于输入电压。5.解答：如图4.5所示，

3、S为功率开关管，L为升压电感，电容C为输出端滤波电容，电容C上的电压即为变换器输出电压。当S处于导通态时，电源E向电感L充电储能，电感电流上升，此时由电容C以放电方式向负载R供电；当S处于断态时，电感电流通过续流二极管VD向电容C及负载R释放储能，电感电流下降，此时电容C完成充电储能，同时与电感L共同向负载R供电。6.解答：Boost变换器电感电流工作于临界连续状态时的负载电流记为。有。当时，Boost变换器工作于连续导电模式（CCM）；当时，Boost变换器工作于断续导电模式（DCM）。因此，B

4、oost变换器连续导电工作模式与断续导电工作模式的临界切换条件就是其负载电流Io是大于还是小于Boost变换器处于临界连续工作状态时的负载电流IOB。高频PWM控制的Boost变换器输出电流趋近于零时，输出电压会趋近于无穷大，故不允许空载运行。7.解答：将Buck变换器与Boost变换器串联成两级变换器就构成Buck-Boost变换器或Cuk变换器。在连续导电工作模式（CCM）下，Cuk变换器的输入输出电压变比与Buck-Boost变换器的变比完全相同，仅与稳态占空比相关，与输出电流无关，其输出电

5、压的极性也跟电源电压E的极性相反,且同时具有升、降压功能。与Buck-Boost变换器相比较，Cuk变换器增加了电感，所用功率器件更多，但Cuk变换器的优点是可使其输入电源电流和输出负载电流都实现连续，而且可通过与两个电感的耦合，其电流脉动纹波可以接近于零。8.解答：Speic变换器电路原理图为Zeta变换器的电路原理图为Sepic变换器和Zeta变换器在连续导电模式下的稳态输入输出关系为。9.解答：如图4.15，反激变换器工作原理为：开关管导通时，电源通过原边绕组给反激变压器充电储能，同时滤波电

6、容以放电方式给负载供电，此时段变压器原边电流上升，副边电流为零，整流二极管承受反向电压而截止；开关管关断时，反激变压器将储存的能量通过副边绕组并经二极管传送给负载和输出滤波电容，反激变压器既对负载供电，又补偿电容给负载供电时消耗的能量，此时段变压器原边电流为零，电流下降。如图4.16，正激变换器的工作原理是：开关管处于导通态时，电源通过变压器变压后由副边绕组输出，再经整流二极管向滤波电感充电储能，电感电流上升，同时给包含滤波电容的并联负载供电。开关管处于断态时，整流二极管承受反向电压而截止，电感通

7、过续流二极管释放电能给包含滤波电容的并联负载供电。10.解答：Buck-Boost变换器的变压比，而反激变换器的变压比,Buck变换器变压比，而正激变换器的变压比为，在输入输出关系上反激变换器相对于Buck-Boost变换器，正激变换器相对于Buck变换器加入了变压器匝比N2/N1。