2) I2?2/3Id?2/3*45.2?36.9A
3)
S2?3(3U2)I2?3*220*36.9?24.35KVA
11．在直流电动机负载的整流电路中，串接平波电抗器的意义是什么? 平波电抗器电感量的选择原则是什么?
分析：电枢回路串接平波电抗器，增大直流电动机工作的电流连续区，改善电机的工作特性。电感量的选择原则为在电动机工作电流为额定电流的5%-10%时，仍能工作于连续状态。 12．整流电路中出现换相重叠角γ的根本原因是什么；换相重叠角γ与什么参数有关。 分析：根本原因是变压器存在漏感，使换相过程不能瞬时完成。γ与Id、XB、α、U2有关，详见书本P61 公式2-36。 第3章部分:
一，教材P.111中的全部习题。
提示：对第3．题，因本题的L为有限值，故要首先判断电感电流即负载电流是否连续。先假设电感电流连续，Iomax?ILmax?Io??I/2?30.2(A) 。
二，补充题：
1．分别绘出BUCK式、BOOST式、BUCK-BOOST式DC/DC斩波电路图，绘出其电感电流连续与不连续下的等效电路图，并在理想条件下分别导出它们在电感电流连续下的输出电压、电流表达式。
分析：电路图参看书本相关部分。理想条件下输出电压与输入电压的关系可利用小纹波近似，通过列写L的伏秒平衡方程（稳态时，一个工作周期L的电压平均值为0）求得。 2．电子设备用BUCK式 DC/DC电路，已知：理想条件下的输出电压为5V，输入电压为10~25V，输出电流为0.1A~10A，工作频率为100kHz，采用PWM控制方法使输出电压恒定，试解；（1）导出输出电压的表达式，并求出输入电流Ii的大小范围；（2）开关管的占空比D与导通时间Ton的范围；（3）指出电路中各开关器件应选择何种器件，并指出这些器件各要承受的最大电压与流过的最大电流；（4）计算使其电感器工作在连续电感电流模式所需的最小电感量。
解：分别考虑电流连续模式（CCM）和电流断续模式（DCM）工作情况。 1）CCM
电压传输比 M?Uo?D
Ui由功率守恒 Po?Pi 有I?UoIo 所以Ii?[0.02,5]A
iUi由M的上述关系式 D?Uo
UiD?[0.2,0.5]
ton?[2,5]?s
电感电流工作在CCM所需的最小电感量，即为临界模式（BCM）时的电感量 此时?i?2I?Uo(1?D) L?Uo(1?D)
LoLfs2IofsLmin(D?0.2)?Uo(1?0.2)?200?H
2Io_minfs2）DCM
此时电感的电流如右图所示，主开关管在下一个周期 开通前电流已下降到0，电流下降的时间为toff_1。 对电感L列写伏秒平衡方程
(Ui?Uo)D?UoD1 D1与toff_1对应，得
toff_1iLtonM?UoD ——（1）
?UiD?D1由L的平均电流即为负载电流有
1IL?Io?(D?D1)iL_max ——（2）
2又 iL_max?UoD1 ——（3）
LfsTst 1联立（1）（2）（3）得 M?Uo? 令IG_max?Ui
8Lfs2LfsIoUi1?D2UiM?Uo?Ui1?1 ——（4） Io4D2IG_maxD?UoIo 据根据Ui、Io范围可得D、ton范围（与L有关）。
4IG_max(Ui?Uo)由于工作频率为100k，主开关管应选MOSFET，二极管为快恢复二极管（FRD）。 要承受的最大电压为输入最大电压25V，最大电流如式（3）。
3．绘出BUCK式、BOOST式DC/DC主电路图，分别绘出电感器上的电压、电流波形，标明相应量值。
4．即使工作频率很低，为什么一般也不用SCR作为的功率开关器件。
分析：SCR为半控型器件，驱动电路一般只能控制开通时刻，要控制关断必须另加强迫换流电流。DC/DC变换电路通常采用PWM或PFM控制方式，需要能同时控制开通和关断的全控型器件。
5．说明与晶闸管相控技术相比，晶体管斩控技术有什么主要特点，会出现主要新问题是什么。
分析：与相控相比，斩控工作于高频开关状态，谐波只含与开关频率有关的高频分量，有助于功率因数的提高和滤波；系统的动态响应速度快。由此带来的问题是器件的开关频率限制和开关损耗的增大。
6. 对理想条件下的BOOST DC/DC电路，已知输出电压为24V，输入电压为15V，输出电流为0.1A~10A，工作频率为100kHz，采用PWM控制方法使输出电压恒定，试解；（1）导出输出电压的表达式，并求出输入电流Ii的大小范围；（2）开关管的占空比D与导通时间T（3）指出电路中各开关器件应选择何种器件，并指出这些器件各要承受的最大on的范围；
电压与流过的最大电流；（4）计算使其电感器工作在连续电感电流模式所需的最小电感量。
解：分别考虑电流连续模式（CCM）和电流断续模式（DCM）工作情况。 1）CCM
电压传输比 M?Uo?Ui11?D
由功率守恒 Po?Pi 有I?UoIo?1.6I 所以Ii?[0.16,16]A
ioUi由M的上述关系式 D?Uo?Ui
Ui
ton?D ?3.75?sfs电感电流工作在CCM所需的最小电感量，即为临界模式（BCM）时的电感量 此时?i?2I?UiD L?UiD
LiLfs2IifsLmin?UiD?175.78?H
2Ii_minfs2）DCM
此时电感的电流如右图所示，主开关管在下一个周期 开通前电流已下降到0，电流下降的时间为toff_1。 对电感L列写伏秒平衡方程
UiD?(Ui?Uo)D1 D1与toff_1对应，得
toff_1iLtonM?UoD?D1 ——（1）
?UiD1Is11?[(D?D1)]iL_max ——（2） MM2由功率守恒有
Io?tTs 又 iL_max?UiD ——（3）
Lfs2UDUi 令Ui o联立（1）（2）（3）得 M??1?IG_max?8LfsUi2LfsIo4D2IG_maxUo ——（4） M??1?UiIo代入数据得 D?3Io 根据Io范围可得D、ton范围（与L有关）。
20IG_max由于工作频率为100k，主开关管应选MOSFET，二极管为快恢复二极管（FRD）。 要承受的最大电压为输出电压24V，最大电流如式（3）。
7．作出 H桥可逆斩波器带直流电机负载的四象限工作状态图，并在图中表示电压、电流的方向。
分析：参考书本P109。 第4章部分:
一，教材P.131中的第3.---7. 题习题。
二，补充题：
1．电力电子开关在感性电路与容性电路中应用各有什么要求。
答：在正常工作时，应保证电力电子开关在开关过程中，流过电感的电流和电容两端的电压不突变，以免产生过大的电压或电流使得电力电子开关器件击穿或烧坏。 第5章部分:
一，教材P.149中的第1.---6. 题习题。
二，补充题：
1．在理想条件下，分别写出输入电压为Vi，输出功率为PO的单相推挽式、半桥式、全桥式方波逆变器电路中主开关管的耐压值，电流最大值；并画出这些逆变器电路的电压、电
流波形。 答： 单相推挽 单相半桥 单相全桥 主开关管承受电压最大值 主开关管承受电流最大值 2Vi Vi Vi Po/Vi 2Po/Vi Po/Vi 注：最大电流值按纯阻性负载计算。
2．画出单相推挽式、半桥式、全桥式方波逆变器电路图。(P135~138) 3．用具体电路为例，说明SCR器件常用的换流方式。（P133-134） 4．电压源多管逆变电路中发生共态导通现象的原因是什么。
答：上下桥臂开关管的驱动信号没设死区时间或设置得不够长。 5．简要说明电压源逆变电路与电流源逆变电路的主要特点分别是什么。 （电压型逆变P135，电流型逆变P140） 第6章部分:
一，教材P.169中的第1.---8. 题习题。
二，补充题：
1. 在电压源方波逆变器电路中，控制信号改为PWM信号，电路性能又何变化。 答：在电压源方波逆变器电路中，控制信号改为PWM信号，电路性能变化主要有以下两点：
（1）输出电压中，低次谐波被消除，高次谐波含量可能大些（但高次谐波易于滤
除）。
（2）输出电压的基波分量大小可控（可通过调节调制比M实现），但直流电压利
用率有所下降。
2．在上题中用什么样的控制信号最优。
3．用单片机编程来获得SPWM控制信号，应当采用什么方法。
答：用单片机编程来获得SPWM控制信号进而控制开关管的开通和关断，开关管的开通和关断时刻是由计算得来的，规则采样法的计算方法相对简单，能够在实时控制中实现在线计算，因此可采用规则采样法。 第7章部分:
一，教材P.178中的第1.---2. 题习题。
二，补充题：
1．软开关技术有什么意义，何谓零电压软开关与零电流软开关。
答：意义：软开关技术可以减小甚至消除开关管的开关损耗和开关噪声。P171 2．在器件上加接缓冲电路与使用软开关技术有什么本质上的不同。 答：缓冲电路是有损电路；软开关技术属于无损电路。
3．DC/DC斩波电路工作在电感电流不连续模式下，可控开关相当于为零电流开通开关，为什么。
答：电感电流不连续，则开关管每次开通前电感电流为零，当开关管开通时，电感与开关管串联，初值为零且延缓电流的上升速率，降低了开通损耗，相当于为零电流开通开关。
第8章部分:
一，教材P.191中的第8.---12. 题习题。
二，补充题：
1．画出单相推挽式、半桥式、全桥式DC/DC开关变换器电路，在理想条件下求出其电感电流连续下的输出电压表达式。（P187~189）
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