电力电子作业及答案.doc

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1、最新最全电力电子题库及答案1、设计图3.2(a)所示的BuckDC/DC变换器。电源电压Vs=147～220V，额定负载电流11A，最小负载电流1.1A，开关频率20KHz。要求输出电压Vo=110V；纹波小于1%。要求最小负载时电感电流不断流。计算输出滤波电感L和电容C，并选取开关管T和二极管D。解：①滤波电感：，电流连续时M=D=。当=147时，D=110/147=0.75;当时，D=110/220=0.5。所以在工作范围内占空比D在0.5~0.75之间变化。要电流连续必须最小负载电流，应按最小的占空比确定实际运行中的临界负载电流，即要求：　　　为确保最

2、小负载电流、最小占空比时，电感电流连续，可选取。②开关关Ｔ和二极管Ｄ的选择：由式。电感电流脉动的最大峰－峰值为：＝所以：　　　　开关关Ｔ和二极管Ｄ通过的最大峰值电流都是32最新最全，开关管Ｔ承受的最大正向电压为，二极管Ｄ承受的最大反向电压也是。若取电流过载安全系数为倍，取过电压安全系数的倍，则可选的开关管和快恢复二极管。③滤波电感：由　式，可确定输出电压文波小于１％时，所需的Ｌ、值：，越小，越大，故有：为此要求：取，故有：验算：，满足要求。2、图3.5(a)所示Boost变换器，输入电源电压Vs=10～30V，输出电压被控为恒值V，开关频率fs=40kHz，

3、最大输出功率100W，电流Iomax=2.08A，最小输出功率10W，电流Iomin=0.208A，要求变换器工作时电感电流连续，求最小升压电感L值及输出电压纹波小于1%时的滤波电容C。解：①滤波电感：电感电流连续时由，得到又当32最新最全电源电压变化时，占空比变化范围是。　临界负载电流，可由，有最大值D值越接近0.334，越大。令最小负载电流大于临界负载电流，可由上式，即则：取L=0.5mH。验算：L=0.5mH,D=0.375时，临界负载电流为：确保了电感电流连续，②滤波电感：由式，输出电压纹波：D越大，则越大，故：负载电阻Ｒ越小，则越大，最小电阻　　　

4、　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　取验算：，满足要求。32最新最全3、设计图3.12(b)所示的单端反激DC/DC变换器。输入直流电压Vs=12V±10%，开关频率fs=100KHz，额定负载电流1A，最小负载电流0.1A，要求输出电压Vo恒定为48V，电压纹波小于1%。假定开关管T及二极管D1通态电压降均为1V。计算变压器变比N2/N1，计算必须的电感L1，确定C值并选择开关管T及二极管D1。解：开关管Ｔ及二极管导通时压降为１Ｖ，则变压器绕组电压的变化范围为（）～（）Ｖ＝９.８～１２.２Ｖ。则二极管导通时变压器绕组电压。取占空比Ｄ＝０.５，

5、选取变压器变化比用代替中的，用代替中的，得到：取在式中，用代替32最新最全最大D值为：临界负载电流为：令最小负载电流为：则要求：取输出电压脉动计算公式与电路相同，由，其中越大，越小，要求：取Ｃ＝验算：32最新最全选开关管及二级管：负载电流折算至变压器　　　　　　　　　　绕组的等效电感式，开关管Ｔ导通期间电流最大值：　　　　　　　　　　　　图中，二极管在Ｔ关断瞬间时开始导通，这时绕组电流转到绕组电流　　　　　式：　　　　开关管Ｔ阻断、导通时，开关管Ｔ承受最大的正向电压为：　　　　开关管Ｔ导通、二极管截止时，二极管承受的最高反向电压是：　　　　开关管可选用的管，

6、这时过电压安全系数为，过电流安全系数为。二极管可选用300V/5A的快恢复二极管，这时过电压安全系数为，过电流安全系数为。4、用MATLAB仿真实现一个单极性SPWM、双极性SPWM、单极倍频SPWM调制，给出仿真输出波形，并对其输出波形进行FFT分析。解：（1）单极性SPWM调制的模型图如图4-1（a）所示：32最新最全图4-1（a）单极性SPWM调制的模型图单极性SPWM调制的仿真波形如图4-1（b）所示：图4-1（b）单极性SPWM调制波形图单极性SPWM调制输出傅里叶分析如图4-1（c）所示：32最新最全图4-1（c）单极性SPWM调制输出傅里叶分析

7、图由图可见在频率为12.8kHz（载波频率）有较大的谐波分量约为基波成分的20%谐波畸变率为52.15%。（2）双极性SPWM调制的模型图如图4-2（a）所示：32最新最全图4-2（a）双极性SPWM调制的模型图双极性SPWM调制的仿真波形如图4-2（b）所示：图4-2（b）双极性SPWM调制波形图双极性SPWM调制输出傅里叶分析如图4-2（c）所示：图4-2（c）双极性SPWM调制输出傅里叶分析图由图可见在频率为32最新最全12.8kHz（载波频率）有较大的谐波分量约为基波成分的60%谐波畸变率为99.74%。（3）单极倍频SPWM调制的模型图如图4-3（

8、a）所示：图4-3（a）单极倍频SPWM调制的模型图