直流-直流變流電路:將直流電變為另一固定電壓或可調電壓的直流電。
一、 降壓斬波電路
1、 電路結構
2、 工作原理
3、 數量關係
判斷電流斷續的條件:m>
=(-m)
=(-m)
i10、i20分別是負載電流瞬時值的最大值和最小值。
p= m=
4、 控制方式
二、 公升壓斬波電路
1、 電路結構及工作原理
2、 數量關係
三、 公升降壓斬波電路
1、 電路結構及工作原理
2、 數量關係
四、 電流可逆斬波電路
1、 電路結構
2、 工作過程
五、 橋式可逆斬波電路
5-1簡述圖5-la所示的降壓斬波電路工作原理。答:降壓斬波器的原理是:
在乙個控制週期中,讓v導通一段時間。,由電源e向l、r、m供電,在此期間,uo=e。然後使v關斷一段時間,此時電感l通過二極體vd向r和m供電,uo=0。
乙個週期內的平均電壓輸出電壓小於電源電壓,起到降壓的作用。
5-2.在圖5-1a所示的降壓斬波電路中,已知e=200v,r=10ω,l值微大,e=30v,t=50μs,ton=20μs,計算輸出電壓平均值uo,輸出電流平均值io。
解:由於l值極大,故負載電流連續,於是輸出電壓平均值為
輸出電流平均值為
5-3.在圖5-la所示的降壓斬波電路中,e=100v,l=lmh,r=0.5ω,=10v,採用脈寬調變控制方式,t=20μs,當=5μs時,計算輸出電壓平均值,輸出電流平均值,計算輸出電流的最大和最小值瞬時值並判斷負載電流是否連續。當=3μs時,重新進行上述計算。
解:由題目已知條件可得:
當時,有
由於所以輸出電流連續。
5-4.簡述圖5-2a所示公升壓斬波電路的基本工作原理。
答:假設電路中電感l值很大,電容c值也很大。當v處於通態時,電源e向電感l充電,充電電流基本恆定為,同時電容c上的電壓向負載r供電,因c值很大,基本保持輸出電壓為恆值。
設v處於通態的時間為,此階段電感l上積蓄的能量為e。當v處於斷態時e和己共同向電容c充電並向負載r提供能量。設v處於斷態的時間為,則在此期間電感l釋放的能量為;當電路工作於穩態時,乙個週期t中電感l積蓄的能量與釋放的能量相等,即:
化簡得:
式中的t/1,輸出電壓高於電源電壓,故稱該電路為公升壓斬波電路。
5-5.在圖3-2a所示的公升壓斬波電路中,已知e=50v,l值和c值極大,r=20ω,採用脈寬調變控制方式,當t=40μs,=25μs時,計算輸出電壓平均值,輸出電流平均值。
解:輸出電壓平均值為:
輸出電流平均值為:
5-6.試分別簡述公升降壓斬波電路和cuk斬波電路的基本原理,並比較其異同點。
答:公升降壓斬波電路的基本原理:當可控開關v處於通態時,電源e經v向電感l供電使其貯存能量,此時電流為,方向如圖。
3-4中所示。同時,電容c維持輸出電壓基本恆定並向負載r供電。此後,使v關斷,電感l中貯存的能量向負載釋放,電流為i2,方向如圖3-4所示。
可見,負載電壓極性為上負下正,與電源電壓極性相反。
穩態時,乙個週期t內電感l兩端電壓對時間的積分為零,即
當v處於通態期間,=e:而當v處於斷態期間。於是:
改變導通比,輸出電壓既可以比電源電壓高,也可以比電源電壓低。當0 當v處於斷態時,迴路和r--vd迴路分別流過電流。輸出電壓的極性與電源電壓極性相反。該電路的等效電路如圖3-5b所示,相當於開關s在a、b兩點之間交替切換。 假設電容c很大使電容電壓的脈動足夠小時。當開關s合到b點時,b點電壓=0,a點電壓;相反,當s合到a點時,,。因此,b點電壓的平均值為(uc為電容電壓「c的平均值),又因電感ll的電壓平均值為零,所以。 另一方面,a點的電壓平均值為,且的電壓平均值為零,按圖3—5b中輸出電壓uo的極性,有。於是可得出輸出電壓uo與電源電壓e的關係: 兩個電路實現的功能是一致的,均可方便的實現公升降壓斬波。與公升降壓斬波電路相比,cuk斬波電路有乙個明顯的優點,其輸入電源電流和輸出負載電流都是連續的,且脈動很小,有利於對輸入、輸出進行濾波。 5-7.試繪製speic斬波電路和zeta斬波電路的原理圖,並推導其輸入輸出關係。 解:sepic電路的原理圖如下: 在v導通期間, 左v關斷期間 當電路工作於穩態時,電感l、l的電壓平均值均為零,則下面的式子成立 由以上兩式即可得出 zeta電路的原理圖如下: 在v導通期間 在v關斷期間 當電路工作穩定時,電感、的電壓平均值為零,則下面的式子成立 由以上兩式即可得出 5-8.分析圖5-7a所示的電流可逆斬波電路,並結合圖3-7b的波形,繪製出各個階段電流流通的路徑並標明電流方向。 解:電流可逆斬波電路中,vl和vdl構成降壓斬波電路,由電源向直流電動機供電,電動機為電動執行,工作於第l象限:v2和構成公升壓斬波電路,把直流電動機的動能轉變為電能反饋到電源,使電動機作再生制動執行,工作於第2象限。 圖3-7b中,各階段器件導通情況及電流路徑等如下: 導通,電源向負載供電: 關斷,vd,續流: 也導通,l上蓄能: 關斷,導通,向電源回饋能量 5-9對於圖5-8所示的橋式可逆斬波電路,若需使電動機工作於反轉電動狀態,試分析此時電路的工作情況,並繪製相應的電流流通路徑圖,同時標明電流流向。 解:需使電動機工作於反轉電動狀態時,由v3和vd3構成的降壓斬波電路工作,此時需要v2保持導通,與v3和vd3構成的降壓斬波電路相配合。 當v3導通時,電源向m供電,使其反轉電動,電流路徑如下圖: 當v3關斷時,負載通過vd3續流,電流路徑如下圖: 5-10.多相多重斬波電路有何優點? 答:多相多重斬波電路因在電源與負載間接入了多個結構相同的基本斬波電路,使得輸入電源電流和輸出負載電流的脈動次數增加、脈動幅度減小,對輸入和輸出電流濾波更容易,濾波電感減小。 此外,多相多重斬波電路還具有備用功能,各斬波單元之間互為備用,總體可靠性提高。 5-11.試分析正激電路和反激電路中的開關和整流二極體在工作時承受的最大電壓。 解:正激電路和反激電路中的開關和整流二極體在工作時承受最大電壓的情況如下表所示: 5-12.試分析全橋、半橋和推挽電路中的開關和整流二極體在工作中承受的最大電壓,最大電流和平均電流。 答:以下分析均以採用橋式整流電路為例。 ①全橋電路 ②半橋電路 ③推挽電路 (變壓器原邊總匝數為2n1) 5-13.全橋和半橋電路對驅動電路有什麼要求? 答:全橋電路需要四組驅動電路,由於有兩個管子的發射極連在一起,可共用乙個電源所以只需要三組電源;半橋電路需要兩組驅動電路,兩組電源。 5-14.試分析全橋整流電路和全波整流電路中二極體承受的最大電壓,最大電流和平均電流。 解:兩種電路中二極體承受最大電壓:電流及平均電流的情況如下表所示: 5-15一台輸出電壓為5v、輸出電流為20a的開關電源: ①如果用全橋整流電路,並採用快恢復二極體,其整流電路中二極體的總損耗是多少? ②如果採用全波整流電路,採用快恢復二極體、肖特基二極體整流電路中二極體的總損耗 是多少?如果採用同步整流電路,整流元件的總損耗是多少? 注:在計算中忽略開關損耗,典型元件引數見下表。 節1 數字基帶訊號 數字基帶傳輸系統框圖組成 通道訊號形成器 編碼通道 接收濾波器 抽樣判決器。一 時域形式 基帶訊號 單極性 雙極性 歸零 不歸零。二 頻譜結構 1.穩態波v t 的功率譜密度pv 2.交變波u t 的功率譜密度pu 3.基帶訊號s t 的功率譜密度ps pv pu 三 常用碼型 ... 第五章人事 人力資源管理 第一節人事概述 人力資源的含義 是指綜合運用現代科學技術方法豐富人的知識 提公升人的能力 激發人的活力 發揮人的潛能。廣義 包括 現實的人力資源 潛在的人力資源 未來的人力資源 人力資源的特點 1 人力資源的能動性 2 人力資源的時效性 3 人力資源的時代性 4 人力資源具... 第五章古地磁學 古地磁學是建立在岩石磁學基礎上的地磁學的分支,是地球物理學與地質學的交叉學科。1 古地磁學的基本原理和工作方法 一 古地磁學的基本原理 1.岩石的原生剩磁方向與岩石形成時的地磁場方向一致 岩石磁性記錄了岩石生成及生成以後的磁場變化特徵,它可以用來研究地質時期的磁場。實驗證明,沉積岩和...第五章總結
第五章人事
第五章小結