电力电子学课后答案第三章

答案 3.1 直流－直流电压变换中开关器件的占空比是什么？推证图3.1(c)所示脉宽时间为、脉宽角度为、周期为、幅值为的方波脉冲电压的直流平均值及各次谐波的幅值。 答：占空比是开关管导通时间与开关周期的比值。 图3.1(c)中方波脉冲电压可以表示为如下傅立叶表达式： 其中常数项为直流平均值，即 ； 各余弦项为各次谐波，其幅值为： 图3.1 Buck 变换器电路结构及降压 答案 3.2 脉冲宽度调制 PWM 和脉冲频率调制 PFM 的优缺点是什么？ 答：脉冲宽度调制方式 PWM，保持不变（开关频率不变），改变调控输出电压。 脉冲频率调制方式 PFM。保持不变，改变开关频率或周期调控输出电压。 实际应用中广泛采用 PWM 方式。因为采用定频 PWM 开关时，输出电压中谐波的频率固定，滤波器设计容易，开关过程所产生电磁干扰容易控制。此外由控制系统获得可变脉宽信号比获得可变频率信号容易实现。但是在谐振软开关变换器中为了保证谐振过程的完成，采用PFM 控制较容易实现。 答案 3.3 Buck 变换器中电感电流的脉动和输出电压的脉动与哪些因数有关，试从物理上给以解释。 答：电感电流的脉动量与电感量、开关频率、输入电压、输出电压有关，输出电压的脉动量与电感量、电容量、开关频率、输出电压有关。电感量、电容量越大其滤波效果越好，而开关频率越高，滤波电感的交流阻抗就很大，它对直流电压的阻抗基本为 0，同时滤波电容的交流阻抗很小。 答案 3.4 Buck 变换器断流工况下的变压比与哪些因数有关，试从物理上给以解释。 答：Buck 变换器在电流断续工况下其变压比不仅与占空比有关，还与负载电流的大小、电感、开关频率以及电压等有关。 答案 3.5 图 3.2(a)、3.5(a)电路稳态时在一个开关周期中，电感电流的增量，电感L 的磁通增量是否为零，为什么？电容的电流平均值为零，电容端电压的增量是否为零，为什么？ 答：电路处于稳态时，在一个开关周期内电感电流的增量 ，同时电感的磁通增量，因为如果一个周期内电感的磁通增量，那么电感上的磁通将无法复位，也即电感上的能量不断累积，最终将达到饱和，甚至烧毁电感，所以稳态工作时应使一个开关周期内电感的磁通增量。电容的电流平均值为 0，那么电容端电压的增量也为 0，因为稳态时一个周期内电容上的充电电荷等于放电电荷，即电容上电荷增量 ，而电容端电压增量，故电容端电压的增量也为 0。 答案 3.6 Buck 变换器中电流临界连续是什么意思？当负载电...