作业

2.5比较肖特基二极管和普通二极管的反向恢复时间和通流能力。从减小反向过冲电压的角度出发，应选择恢复特性软的二极管还是恢复特性硬的二极管？

答：肖特基二极管反向恢复时间比普通二极管短，通流能力比普通二极管小。从减小反向过冲电压的角度出发，应选择恢复特性软的二极管。

2.7维持晶闸管导通的条件是什么？怎样才能使晶闸管由导通变为关断？

答：晶闸管流过的电流大于维持电流；通过外部电路使晶闸管流过的电流低于维持电流。

2.8若流过晶闸管的电流波形如题2.8图所示，电流峰值为Im，试求该电流的波形系数，并计算晶闸管的额定电流。

答：IT(AV)?IT?Kf?12????/3Imsin?td(?t)?3Im 4?

12?IT???/3(Imsin?t)2d?t?0.45Im

IT(AV)?1.88

不考虑电流裕量，晶闸管额定电流为0.45Im/1.57=0.29 Im

2.10晶闸管串入2.10图所示的电路，试分析开关闭合和关断时电压表的读数。

答：在晶闸管有触发脉冲的情况下，S开关闭合，电压表读数接近输入直流电压；当S开关断开时，由于电压表内阻很大，即使晶闸管有触发脉冲，但是流过晶闸管电流低于维持电流，晶闸管关断，电压表读数近似为0（管子漏电流形成的电阻与电压表内阻的分压值）。

题2.10图

2.11为什么GTO的内部结构与普通晶闸管相似，但却可以通过施加门极负电流使其关断？

答：GTO是一种多元的功率集成器件，内部包含数十个甚至数百个共阳极的小GTO元，这些GTO元的阴极和门极则在器件内部并联在一起。这种结构使得门极和阴极间的距离大为缩短，P2基区的横向电阻很小，便于从门极抽出较大的电流；其a2较大，使得晶体管V2对门极电流的反应比较灵敏，同时其α1+α2≈1.05，更接近于1，使得GTO导通时饱和程度不深，更接近于临界饱和，从而为门极控制关断提供有利条件。

3.5 如题3.5图所示为理想Buck变换器，已知：Ud=100V，开关频率为20kHz，占空比为D=0.6，电阻为R，电感为L，电容为C。试计算在电流连续状态下的： （1）输出电压；

（2）电感电流的最大值和最小值； （3）开关管和二极管的最大电流； （4）开关管和二极管承受的最大电压。

idUEO+EVTUGuL-iLiLUdVDCicRiouoVT+uL-iiUdVDCRuOia)

解：在电流连续状态下 UdVT题3.5图u

+LVD

-ib)VTLVDCRiCRuUdu（1）输出电压Uo?D?Ui?D?Ud?0.6?100?60V

1?5?10?5s （2）Ts?320?10c)d) ton?D?Ts?0.6?5?10?5?3?10?5sIo?Uo R

稳态电流脉动

VT导通时?iL??Ui?UoUton； VT关断时?iL??o(Ts?ton)； LLUU?Uo1ILmax?Io??iL??o?iton

2R2LUU1ILmin?Io??iL??o?o(Ts?ton)

2R2L已知Uo=60V , Ui=Ud=100V代入上述表达式得

ILmax60100?60606?10?4?5???3?10?? R2LRL6060606?10?4?5?5??(5?10?3?10)?? R2LRLILmin （3）由于电流连续，开关管和二极管的最大电流均为电感电流最

大值，为ISmax?IDmax?ILmax606?10?4?? RL（4）开关管和二极管承受的最大电压均为变换器输入电压 USmax?UDmax?Ui?100V

3.7 Boost变换器中，输入电压在18~30V之间变化，若要求输出电压固定在48V，假定工作在连续导通状态下，求： （1）占空比范围；

（2）连接R=3Ω的电阻负载时的输入电流和输出电流的平均值。 解：（1）Boost变换器输出电压 Uo?1Ui 1?D 从而得到 D?1?Ui Uo 已知Uo?48V

当Ui?Uimin?18V时有占空比最大值Dmax?1? 当Ui?Uimax?30V时有占空比最小值Dmin?1? 占空比范围0.375~0.625

Uimin18?1??0.625 Uo48Uimax30?1??0.375 Uo48（2）输出电流平均值 Io?Uo48??16A R3根据理想变换器输入输出功率平衡原理

UiIi?UoIo，得平均输入电流Ii?UoIo Ui当Ui?Uimin?18VIim?aUoIo4?8?xUimin18时有最大平均输入电流

16?42A. 67当Ui?Uimax?30VIimin?UoIo48?16??25.6A Uimax30时有最小平均输入电流

3.17试设计一个变压器隔离的Buck变换器，已知：Ui=300V，输出电压15V，开关频率为40kHz,占空比D=0.45，不考虑开关管与整流二极管的管压降。设计内容：

（1）画出变压器隔离的Buck变换器的电路拓补（包括去磁电路）（2）计算变压器变比。

解：（1）变压器隔离的Buck变换器的电路拓补

VD+UiN3*VD2*N1iDVT*N2VD1uoC+RLL

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