EI1ton?(U0?E)I1toff
??LR?0.0010.5?0.002当ton?5?s时，有
??t??0.01ton
?0.249?m?????0.0025 由于
e????1e?1?e0.00250.01?1e?1所以输出电流连续。
5-4．简述图5-2a所示升压斩波电路的基本工作原理。
答：假设电路中电感L值很大，电容C值也很大。当V处于通态时，电源E向电感L充电，充电电流基本恒定为I1,同时电容C上的电压向负载R供电，因C值很大，基本保持输出电压为恒值U0。设V处于通态的时间为ton，此阶段电感L上积蓄的能量为EI1ton。当V处于断态时E和己共同向电容C充电并向负载R提
t供能量。设V处于断态的时间为off，则在此期间电感L释放的能量为(U0?E)I1toff；当电路工作于稳态时，一个周期T中电感L积蓄的能量与释放的
能量相等，即：
EI1ton?(U0?E)I1toff
化简得：
U0?ton?tofftofft
E?E?Ttoff
式中的T／off?1，输出电压高于电源电压，故称该电路为升压斩波电路。 5-5．在图3-2a所示的升压斩波电路中，已知E=50V，L值和C值极大，R=20Ω，采用脉宽调制控制方式，当T=40μs，on=25μs时，计算输出电压平均值输出电流平均值0。
解：输出电压平均值为：
U0?TtoffU0RtU0，
IE?4040?25?50?133.3(V)输出电流平均值为：
I0??133.320?6.667(A)
5-6．试分别简述升降压斩波电路和Cuk斩波电路的基本原理，并比较其异同点。
答：升降压斩波电路的基本原理：当可控开关V处于通态时，电源E经V向电感L供电使其贮存能量，此时电流为i1，方向如图。3-4中所示。同时，电容C维持输出电压基本恒定并向负载R供电。此后，使V关断，电感L中贮存的能量
向负载释放，电流为i2，方向如图3-4所示。可见，负载电压极性为上负下正，与电源电压极性相反。
稳态时，一个周期T内电感L两端电压uL对时间的积分为零，即
?T0uLdt?0
当V处于通态期间，uL=E：而当V处于断态期间uL??u0。于是：
E?ton?U0?toff
改变导通比?，输出电压既可以比电源电压高，也可以比电源电压低。当0
Cuk斩波电路的基本原理：当V处于通态时，E—L1—V回路和R—L2-C—V回路分别流过电流。当V处于断态时，E?L1?C?VD回路和R-L2-VD回路分别流过电流。输出电压的极性与电源电压极性相反。该电路的等效电路如图3-5b所示，相当于开关S在A、B两点之间交替切换。
假设电容C很大使电容电压uc的脉动足够小时。当开关S合到B点时，B点电压
uBuB?uC=0，A点电压uA??uC；相反，当S合到A点时，，
uBuA?0Ui?N1N3U0因此，B点电压
tonT的平均值为
uB?toffT。
Uc感Ll的电压平均值为零，所以
UAE?UB?toffT(Uc为电容电压“c的平均值)，又因电
Uc。另一方面，A点的电压平均值为
??UcU0?tonT，且L2的电压平均值为零，按图3—5b中输出电压Uo的极性，有
UcU0?。于是可得出输出电压Uo与电源电压E的关系： tt?on
两个电路实现的功能是一致的，均可方便的实现升降压斩波。与升降压斩波电路相比，Cuk斩波电路有一个明显的优点，其输入电源电流和输出负载电流都是连续的，且脉动很小，有利于对输入、输出进行滤波。
5-7．试绘制Speic斩波电路和Zeta斩波电路的原理图，并推导其输入输出关系。
ftofE?onT?tonE?1??E解：Sepic电路的原理图如下：
在V导通ton期间，UL1?E
UL2?UC1
toff左V关断
uL2??u0期间
uL1?E?u0?uC1
当电路工作于稳态时，电感L、L的电压平均值均为零，则下面的式子成立
Eton?(E?u0?uC1)tofuC1ton?u0tofff?0
由以上两式即可得出
U0?tontoffE?0
Zeta电路的原理图如下：
在V导通ton期间
uL1?E
toffuL2?E?uC1?u0在V关断
uL1?uC1期间
uL2??u0
当电路工作稳定时，电感L1、L2的电压平均值为零，则下面的式子成立
Eton?uC1toff?0
(E?u0?uC1)ton?u0toff?0由以上两式即可得出
U0?tontoffE
5-8．分析图5-7a所示的电流可逆斩波电路，并结合图3-7b的波形，绘制出各个阶段电流流通的路径并标明电流方向。
解：电流可逆斩波电路中，Vl和VDl构成降压斩波电路，由电源向直流电动机供电，电动机为电动运行，工作于第l象限：V2和VD2构成升压斩波电路，把直流电动机的动能转变为电能反馈到电源，使电动机作再生制动运行，工作于第2象限。
图3-7b中，各阶段器件导通情况及电流路径等如下：
V1导通，电源向负载供电：
V1关断，VD，续流：
V2也导通，L上蓄能:
V2关断，VD2导通，向电源回馈能量
5-9对于图5-8所示的桥式可逆斩波电路，若需使电动机工作于反转电动状态，试分析此时电路的工作情况，并绘制相应的电流流通路径图，同时标明电流流向。
解：需使电动机工作于反转电动状态时，由V3和VD3构成的降压斩波电路工作，此时需要V2保持导通，与V3和VD3构成的降压斩波电路相配合。
当V3导通时，电源向M供电，使其反转电动，电流路径如下图：
当V3关断时，负载通过VD3续流，电流路径如下图：
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